高速鐵路路基工程控制因素及處理措施

摘要：本文對高速鐵路路基工程工后沉降形成的原因、沉降控制及安全施工措施等作了介紹。

關鍵詞：工后沉降;沉降控制

1"引言

高速鐵路的特點是高速度、高密度、高舒適度和高安全性，要達到以上要求，除了先進的高速列車及完善快捷的運營控制系統外，對路基工程的要求也更為嚴格。

2""路基工后沉降

高速鐵路路基要求高強度、大剛度、縱向路基剛度變化應均勻并且穩定，以確保軌道的高平順性，滿足高速列車長期安全、舒適、平順運行。如何將路基工程的工后沉降控制在鋪設無砟軌道允許的范圍內，如何確保路基動力平順性與長期穩定性，成為路基設計及施工中的核心問題。路基工后沉降主要由施工期殘余沉降、二期荷載作用下產生的沉降及列車動載引起的變形三部分組成，施工期殘余沉降及二期荷載作用下引起的沉降主要為路基土及本體壓密沉降，列車動載引起的沉降為瞬時彈性變形和長期累積下來的塑性變形。考慮到無砟軌道鋪設完成后路基沉降應滿足扣件調整能力和線路圓順性的要求，工后沉降不宜大于15mm;路基與橋梁、隧道或橫向結構物分界處的差異沉降不應大于5mm。

2.1""路基填料及路基本體沉降控制

高速鐵路路基必須具有足夠的強度和剛度，在列車動載作用下，基床表面動應力不得超過基床的容許承載力，因此對路基的填料也有了更高的要求。高速鐵路無砟軌道路基基床厚度一般為2.7m，其中基床表層厚度為0.4m，采用級配碎石填料，地基系數K30≥190MPa/m，壓實系數K≥0.97;基床底層厚2.3m，采用A、B填料，地基系數K30≥130MPa/m，壓實系數K≥0.95。基床以下填料優先選用A、B組填料和C組碎石、礫石類填料，地基系數K30≥110MPa/m，壓實系數K≥0.92。

2.2""路基基礎沉降控制

路基基礎沉降在路基總沉降中占有相當大的比重，很大程度上，高速鐵路沉降取決于基礎處理的好壞。

軟土地基：軟弱土層埋深較淺時，采用了挖除換填。軟弱土層埋深較厚時，采用CFG樁、水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、預應力管樁、小孔徑鉆孔樁、堆載預壓法、真空預壓法等地基處理措施。

砂土液化路基：地基為液化土層時，一般采用水泥攪拌樁、CFG樁、高壓旋噴樁、擠密砂樁或擠密碎石樁等措施進行加固處理。

巖溶、采空區及人為洞穴路基：分析塌陷的形成機理和巖溶異常形態對路基的穩定性影響。依據地面塌陷程度分區進行路基整治，可采用樁板結構跨越、回填、封閉、鉆孔注漿等措施。

2.3""路基沉降觀測及評估

鋪設軌道前，應對路基變形做系統評估，以保證路基變形符合相關要求。路基沉降觀測應以路基面沉降和地基沉降觀測為主，可設置沉降板、觀測樁或剖面觀測裝置等。路基沉降預測應采用曲線回歸法，曲線回歸的相關系數不低于0.92;軌道鋪設前最終的沉降預測應符合其預測準確性的基本要求。

2.4""路基施工質量檢測

路基施工檢測技術是指地基處理和路基填筑工程中各種進行質量控制的檢查方法，主要包括復合地基承載力試驗、動力觸探試驗、鉆芯取樣試驗、K30試驗、核子密度儀試驗等。

3""路基排水

大部分鐵路路基病害都和水有很大關系，因此路基應有完整通暢的排水系統，路基排水是指排除對路基有危害的地面水及地下水。排水設施布置應合理，并與橋梁、隧道、站場等排水設施銜接配合，具有足夠的過水能力。

4""路基支擋及防護

路基支擋及防護結構工程設計計算時，首先必須要查明山體和地基的工程地質、水文地質條件，通過實驗等手段取得必要的物理力學參數。線路通過陡坡地段，為降低路塹邊坡高度，一般設支擋工程。坡面危巖落石發育地段，采用主動及被動柔性攔石網相結合的措施，必要時，采用棚洞通過。滑坡及巖堆地段路基，在分析其成因及發展趨勢，評價其穩定狀態及對路基危害程度的基礎上，根據滑坡、巖堆的具體情況和引起滑動、坍塌的主次因素，進行檢算后，采用設置抗滑樁、預應力錨索抗滑樁、預應力錨索、堆載反壓、清方減載、排水疏干等工程措施進行綜合整治。

5""安全施工措施

5.1""周邊環境對施工和安全的影響及保證施工和安全的措施

線路途經地區一般都會存在各種電網及管線，施工前應作充分調查，需要拆遷時，應與當地相關部門結合解決拆遷事宜，未經同意不得私自改移拆遷電網管線等，避免給當地生活、生產及本項目安全施工帶來不必要的麻煩。當鐵路工程項目對公路及其它道路造成影響時，在鐵路施工過程必須做一些必要的疏導及防護措施，必要時經相關部門批準，改移或鋪設臨時道路。施工過程與其它工程項目有沖突或相互干擾時，應協商解決，確保安全施工。施工過程不得污染周邊水系、湖泊，不得破壞當地自然資源及周邊環境。

5.2""施工安全的重點部位、環節、施工工藝和防范安全事故的意見

爆破工程：爆破工程施工必須嚴格按國家爆破安全規程要求進行，爆破施工必須取得當地公安機關等相關部門許可，爆破所用炸藥、爆破設備的購買渠道及儲存應符合國家相關法律法規規定，爆破施工必須由專業人員指揮，施工隊伍必須具備相應的資格證書。爆破時必須確保人畜、車輛等處于安全區域，并對爆破場地周圍及建筑物做安全防護。在城市、廠礦區居民聚居地、交通干道、風景名勝區、重要工程設施、高壓線、地下洞庫、水、油氣管道、化工管道等附近進行爆破施工時，必須采取相應的技術安全和環境保護措施;進行拆除（控制）等特殊爆破時，應符合國家現行特種爆破的有關規定，路塹開挖嚴禁使用峒室藥包爆破。

強夯工程：施工機械宜采用帶自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其它專門設備，采用履帶式起重機時，在臂桿端部設置輔助門架，或采用其它一些安全措施，防止落錘時機具傾倒，必要時在臂桿端部一定長度范圍捆綁一些廢舊輪胎以提高起吊設備減震緩沖作用。施工前應查明場地范圍內地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的保護措施，以免因施工而造成損壞。當強夯施工產生的振動會對臨近建筑物或設備產生有害影響時，應設置監測點，并采取挖隔振溝等隔振或防振措施。

樁基礎：樁基首先測量放樣，整地表，清除障礙物，施工前應進行成樁試驗，確定施工工藝和施工參數，試樁數量應滿足設計要求。

5.3""改善安全作業環境和安全施工的措施

所有參與項目的施工人員必須接受崗前安全教育，熟練相應的職業技能，熟知基本的施工安全常識，培養并具備安全施工的意識。施工場地與其他區域應采用柵欄或鐵絲網等隔離開，施工場地應配備相應的安全防護、消防及臨時救助設施，人員根據各自的崗位佩戴相應的安全防護用品，保證人員安全。施工場地及周邊坑穴、施工電網等危險場所應設警示標志并配套相應的照明設備。施工過程，不得任意排放生活污水、生產廢水，生活、生產垃圾等應集中堆放，及時清理，防止污染環境。

5.4""重大危險源、重大事故隱患的評估、整改和監控的措施

定期對施工設備、人員操作規程、施工工序做事故隱患評估，不滿足要求時，應及時停產整頓，施工過程必須建立相關的防災及監控系統，杜絕重大危險源、重大事故隱患的存在。

6""結束語

從目前已經建成的鄭西、沈哈、京滬、滬杭等高速鐵路工程來看，施工方法、技術裝備及檢測手段均能夠達到高速鐵路路基工程的要求。高速鐵路路基工程應本著一次處理、不留后患的原則，并注重吸收國內外高速鐵路先進技術、先進工藝、新材料、新設備，在具備以上條件的情況下，一定會建好每一條高速鐵路。

參考文獻：

[1]鐵道部第一勘察設計院.鐵路工程設計技術手冊：路基[S].北京：人民鐵道出版社，1992.

[2]鐵道部2009年發布的國家行業標準《高速鐵路設計規范（試行）》試行版.