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客运专线无砟轨道路基变形控制技术目录一、概述二、路基变形控制设计与施工•综述•无碴轨道路基主要特点•路基结构型式与主要技术标准一、概述•本线路基设计工点类型主要有：•深路堑(包括无不利结构面影响的软硬岩互(夹)层高边坡路堑)；•高路堤；•陡坡路基；•边坡防护路基(无支挡及特殊防护设计的路基)；•浸水路基(包括水塘路堤、水库路基、山洪冲刷路基、滨河路基等)；•基床处理路基(包含低填浅挖路基的基底处理等)；•受限路基；•不良地质路基（包括岩溶、人为坑洞、滑坡、岩堆、危岩落石、顺层、地震液化地基等）；•特殊地质路基[包括地基处理路基（软土松软土路基、红黏土地基、花岗岩全风化层、厚层第四系非饱和黏性土地基、人工填土地基）、膨胀土路基、水塘路堑、地下水发育路堑等。综述•（二）无砟轨道路基的主要特点•无砟轨道路基要求按土工构筑物设计，应具有足够的强度、刚度、稳定性，满足耐久性要求，并强调与相邻构筑的变形与刚度协调、统一，满足高速列车平稳、安全运营，以及旅客乘坐的舒适度要求。与此，无砟轨道路基与常规铁路相比，具有以下特点：•1、路基变形控制标准高•2、路基强度高刚度大且均匀性要求高•3、在高速运行以及自然条件下长期稳定•以上几点，对客运专线无砟轨道路基来说，必须在路基结构、填筑材料、路基施工工艺、质量控制标准、工后沉降的控制、抵御各种不良环境的加固防护等方面，采取比常规铁路更高的技术标准，满足其需要。这需要在勘测、设计、施工各阶段共同采取措施，严格控制。无碴轨道路基主要特点•（三）路基结构型式及主要技术标准•路基面宽度及横断面布置型式应根据线间距、轨道结构型式、曲线超高设置、通信信号和电力电缆槽布置、接触网立柱基础、声频障基础等因素，并应结合路基防排水等问题综合考虑确定。•1、路基标准横断面•路基结构型式与主要技术标准双线无砟轨路基横断面宽13.6m，线间距5m，路基面形状为梯形，轨道的混凝土底座范围内为平面，边缘以外做成向两侧4%的横向排水坡，并设置7cm厚的沥青混凝土封闭层。2、路基基床结构、材料规格及压实标准①基床厚度基床厚度(m)无砟轨道基床表层0.7m(含轨道支撑层0.3m)基床底层2.3②基床填料基床厚度(m)无砟轨道基床表层级配碎石基床底层A、B组填料厚0.07m沥青混凝土通讯、信号电缆槽干砌片石护肩接触网电力电缆槽C20钢筋混凝土侧沟基床表层基床底层夯填黏土回填A、B组填料复合土工膜封闭厚0.07m沥青混凝土透水管上下各铺0.1m中粗砂混凝土支承层轨道板接触网•路基结构型式与主要技术标准1.综述2.路基沉降设计中的控制3.路基施工变形控制要点•基床检测与处理•路基填料施工中的控制4.路基变形监测5.过渡段路基设计与施工6.路基排水工程二、路基变形控制设计措施•（一）综述•1、武广客运专线工后沉降控制标准与特点•根据我国《客运专线无砟轨道铁路设计指南》的规定，路基工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm，……路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm……。由于岩土的差异性大，这种高标准的沉降控制要求，现有的沉降计算方法难以满足其精度。可以说，路基施工过程中，任何一个施工环节的质量问题，均有可能导致工后沉降超过控制标准。二、路基变形控制设计措施•2、产生路基沉降因素的组成•从无碴轨道路基结构特点分析，路基沉降可分为以下三部分：•(1)对于列车动荷载长期作用下产生的变形。•(2)路基填料在自重作用下的压实沉降。•(3)支承路基的地基沉降变形。•路基高度的不同，地基条件的不同，沉降也不一样，为路基的主要沉降变形部分，且完成时间长。而且对于不同的地基土类型沉降完成的速度、时间不同，计算模式和方法亦不同。•因此，在路基设计中应主要针对地基沉降采取地基加固处理措施。此外，施工中的控制也十分重要。二、路基变形控制设计措施•（二）路基沉降设计中的控制•1、纵向控制•武广客运专线路基设计中进行了整体变形分析，以控制不均匀沉降的出现。具体设计中，根据压缩层的厚度变化情况、路基的填筑高度、地层软硬均匀性等条件选择检算横断面，并保证了一定的检算密度；如果地表纵坡变化大、压缩层的厚度变化、地层相变大，则必须检算变化处的相邻两个横断面的工后沉降，建立整体变形分析表，使相邻断面工后沉降差控制在轨道可圆顺范围内。•下列地段必须检算相邻断面或按每50m进行工后沉降的检算，直至计算满足不均匀沉降的控制要求：•A、有复合地基加固与无复合地基加固的相邻横断面；•B、地层相变大的地段；•C、路基高度变化地段；•D、岩溶溶沟、溶槽区；二、路基变形控制设计措施•2、横向的控制•陡坡路堤地段，当路堤基底无法通过挖台阶，使基底水平时，设计进行了横向不均匀沉降差的检算。沉降差控制在5mm内。•3、过渡段不均匀沉降的控制•过渡段范围，桥台台尾路基应进行工后沉降的分析，且与桥台工后沉降差不超过5mm，同时还应考虑相邻断面的不均匀沉降的检算。•3、设计中路基地基沉降控制措施的选择•设计根据各工点的地基条件、填土高度，对工后沉降值不能满足要求的地段，按下列原则采取了强夯或强夯置换、振动碾压、冲击压实；搅拌桩、旋喷桩、CFG桩复合地基和刚性桩（预应力管桩、方桩和钻孔灌注桩等）-网复合地基；预压等地基加固措施；其中厚层～巨厚层的第四系黏性土、花岗岩全风化层、灰岩残积红黏土层、膨胀土路基同时应根据现场载荷试验成果，计算路堤地基的沉降量。•4、设计中建立了路基沉降监测与分析评估体系二、路基变形控制设计措施•（三）路基变形施工控制要点•由于武广客运专线路基沉降控制标准高，要求路基工后沉降一般不大于15mm，趋于零沉降。基于此，路基工后沉降的控制，不仅需要准确而详细的勘察资料，尤其是土工试验资料，适宜不同类型地基土的沉降分析办法，更要重视并切实加强路基施工各个环节的施工质量的控制，因为任何施工环节的施工质量问题均有可能导致路基工后沉降超过15mm。其主要体现在路基地质条件的核查、路基地基加固或处理的施工质量控制与检测、路基填筑施工质量的控制与检测等以下几个方面。•（1）地基条件的核查（武广工［2005］84号文中有效详细的规定）•（2）地基加固处理施工的控制与检测•（3）无复合地基加固地段清基回填的施工控制与检测•（4）路基开挖后或基底清基后做好临时排水，严禁浸泡路基基底。•路基基底一旦遇水浸泡，基底土将软化，引起新的沉降变形。因此，当现场出现浸水软化层时，应将软化层清除换填，软岩软化层一般采用片石混凝土换填，土质地区的软化层一般采用三合土或细粒土改良土换填。•（5）路基基底褥垫层的施工控制与检测•（6）路基填筑施工控制与检测二、路基变形控制设计措施•1、路堑基床土的检测与处理•（1）一般软质岩、强风化岩、以及土质路堑地段，基床表层应换填级配碎石；弱风化或未风化硬质岩地段,如为非可溶岩时,基床表层及以下不换填,如为可溶岩时,基床表层应换填不少于0.2m的C20混凝土,同时应采用C15片石混凝土嵌补凹坑、溶沟、溶槽及溶蚀裂隙等;处于基床底层范围内的土不满足基床土质及压实标准时，应进行换填处理。•路堑地段基床底层换填一览表换填厚度换填填料适用的路基及地质条件附注≮1.0A、B组填料强风化硬质岩≮1.5A、B组填料弱风化软质岩；半干硬一般黏性土（含全风化层）。换填底部设复合土工膜≮1.8A、B组填料强风化软质岩；硬塑状一般黏性土（含全风化层）；换填底部设复合土工膜≮2.3A、B组填料膨胀土、红黏土、膨胀岩等特殊岩土换填底部设复合土工膜二、路基变形控制设计措施厚0.07m沥青混凝土通讯、信号电缆槽干砌片石护肩接触网电力电缆槽C20钢筋混凝土侧沟基床表层基床底层夯填黏土回填A、B组填料复合土工膜封闭厚0.07m沥青混凝土透水管上下各铺0.1m中粗砂混凝土支承层轨道板接触网（2）检测路堑开挖后应采用工程地质调绘、原位测试、电法物探，必要时进行钻探取样等办法，加强地基土地基条件的核查与检测工作，换填底面应满足均质地基的要求，且变形与强度符合要求。换填以下基床范围内不得夹有Ps1.8MPa、N10或σ0＜0.2MPa的土层。具体在武广工［2005］84号文中有效详细的规定2、路基填料施工中的控制（1）路基填料的设计设计要求路基基床表层一般采用级配碎石，基床底层一般采用A、B组填料，基床以下要求采用A、B和C组填料（不包含细粒土、粉砂、软块石土）或改良土。在设计文件中较详细的列出了岩石类与粗粒土填料的分类与处理措施，细粒土填料分组、适用范围与处理措施，提出了浸水地段或高路堤路基填料要求。并要求填筑施工前必须进行填筑工艺试验，且武广公司也已发文作了详细的要求。二、路基变形控制设计措施（岩石类填料分类及处理措施表类别地层主要岩性工程特征填料组别处理措施膨胀土、有机土、炭质页岩、含煤地层、第四系含矿地层弃运第四系黏性土C、D需进行改良极软岩E、K、T、P2l、C1d2泥岩、泥质粉砂岩，含砾砂岩、泥质页岩等结构疏松、强度低,易风化、崩解,易浸水软化,含砾砂岩水稳性相对较好,其他水稳性很差。C、D强至全风化者，按风化物特征进行改良；弱风化者则物理改良Ptln、、Ptbn泥质板岩、千枚状板岩、凝灰质板岩、绢云母板岩、页岩等强度较低，易风化、水稳性差。C、D较软岩E、K、T砂砾岩、泥灰岩、钙质砂岩、长石石英砂岩、钙质泥岩等。结构疏松，强度相对较高，干湿循环颗粒产生较大的变化。B、C、D全风化者，按风化物特征进行改良；强风化岩应进行物理改良；弱风化岩，应控制级配、加强压实、施工检测等。T、P、C、D砂岩、砂质页岩、钙质页岩、泥灰岩、生物灰岩、泥质灰岩等强度相对较高，不易风化，水稳性相对较好。B、C、DPtln、Ptbn、Z砂质板岩、条带状板岩、钙质页岩、厚层状硅质板岩等强度相对较高，不易风化，干湿循环颗粒产生较大的变化。B、C硬质岩T、J硅质页岩、角砾状灰岩、长石石英砂岩等强度高，不易风化，水稳性较好。A、B可直接用于基床以下填筑，用于基床底层时应满足级配要求P、C、D灰岩、白云岩、白云质灰岩、硅质灰岩、石英砂岩、石英砾岩、砂砾岩、硅质岩等强度高，不易风化，水稳性好，性质稳定。A、BPtln、Ptbn、Z变质砂岩、钙质砂岩、长石砂岩、厚层状含钙砂质板岩、长石石英砂岩、中细粒石英砂岩、灰岩等二、路基变形控制设计措施细粒土填料分组、适用范围与处理措施表一级定名液限含水率填料分组适用范围与处理措施200km/h以上无碴200km/h及以下有碴细粒土粉土Ip≤10，且粒径大于0.075mm颗粒的质量不超过全部质量50%的土ωL＜40%C掺中粗砂或碎石物理改良后，用于基床底层或基床以下部分填筑。当级配良好时，可用于基床以下部分填筑。用于基床底层填筑应进行改良。ωL≥40%D改良后用于基床以下部分填筑改良后用于基床底层或基床以下部分填筑黏性土粉质黏土10＜Ip≤17ωL＜40%C化学改良后用于基床以下部分填筑。可用于基床以下部分填筑，但应加强边坡防护及采取防水措施。用于基床底层填筑时，应进行化学改良。ωL≥40%D化学改良后用于基床以下部分填筑。黏土Ip＞17/D有机土有机质含量大于5%E禁止使用二、路基变形控制设计措施路堤填高H(m)场地条件应采用的填料附注H＞8水塘或常年浸水地段采用不易风化的硬块石、渗水性好的砂卵砾石土A组填料，细粒含量小于5%。粗颗粒的单轴饱和抗压强度Rc＞30MPa，且不易风化，不易软化。并满足浸水路基及高路堤的设计要求。不浸水不易风化的块石土A组填料。粗颗粒的单轴饱和抗压强度Rc＞15MPa，且不易风化，不易软化。并满足高路堤的设计要求。A、B组填料3＜H≤8水塘或常年浸水地段采用不易风化的块石土A组填料，细粒含量小于5%。粗颗粒的单轴饱和抗压强度Rc＞15MPa，且不易风化，不易软化。并满足浸水路基的设计要求。采用碎石土、砂卵砾石土A组填料，细粒含量小于5%。季节性浸水地段采用不易风化的硬质岩块石土A组填料，细粒含量小于10%。采用碎石土、砂卵砾石土A组填料，细粒含量小于10%。浸水地段或高路堤路基填料要求表对软岩风化崩解物填料以及花岗岩全风化物填料，虽然根据筛分，其颗粒组成类似于土质