客運(yùn)專線列控的工程接口與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

徐海龍

摘要：目前主要鐵路干線的運(yùn)輸能力日益緊張，甚至處于超負(fù)荷和限制運(yùn)行工況，已無(wú)法滿足運(yùn)輸質(zhì)量的要求。國(guó)內(nèi)多條客運(yùn)專線的修建緩解了鐵路干線的運(yùn)輸壓力，列控中心和信號(hào)系統(tǒng)的研究工作也逐步推進(jìn)。文章以LKD2-H型列控中心為例，分析了車站列控中心的通信接口，論述了列控中心與車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，提出了車站列控中心的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方法。

關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線；列控中心；系統(tǒng)接口；現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試；鐵路干線；鐵路運(yùn)輸 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U284 文章編號(hào)：1009-2374（2016）11-0081-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.041

吉布提鐵路位于非洲東部，線路起點(diǎn)端連接亞的斯亞貝巴/塞貝塔至吉布提鐵路Galile至Nagad段；終點(diǎn)端連接各港口裝卸線，與港口連通，形成自埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴至吉布提港口最重要的貨運(yùn)出海通道。該項(xiàng)目的成敗關(guān)系到我們國(guó)家鐵路輸出的國(guó)際形象。

1 項(xiàng)目工程地質(zhì)概述

1.1 工點(diǎn)設(shè)計(jì)概況

工點(diǎn)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)范圍：DK415+800～DK416+500段，長(zhǎng)700m。前接邊坡防護(hù)路堤，后接港前車場(chǎng)；設(shè)計(jì)類型：軟土（鹽漬土）地路處理路基；鐵路等級(jí)：參照中國(guó)國(guó)鐵Ⅲ級(jí)；正線數(shù)目：?jiǎn)尉€；設(shè)計(jì)行車速度：80km/h。

1.2 工點(diǎn)區(qū)地形地貌

工點(diǎn)所在地為海積平原，線路右側(cè)臨海，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，地面高程1～3m，為荒地。沿線植被不發(fā)育，交通便利。沿線植被稀少，生態(tài)脆弱，僅存在少量灌木。工點(diǎn)所在地區(qū)為海灘鹽漬土地區(qū)，為人工圍堰形成鹽漬土封閉區(qū)，表層有巖體結(jié)晶，呈白色。

1.3 氣象特征

吉布提共和國(guó)沿海屬熱帶沙漠氣候，月平均氣溫為25.1℃～34.2℃，蒸發(fā)量為95.9～300mm，年平均降水量為50～100mm，最多降水年份（1967）降水量為481mm，最少降水年份（1975）為24.5mm，降雨集中在11～12月和1～2月。

1.4 地質(zhì)動(dòng)參數(shù)區(qū)劃

全線按抗震設(shè)防烈度7度設(shè)防，地震動(dòng)峰值加速度值取0.20g，地震特征周期取0.45s。

1.5 地層巖性

根據(jù)勘察資料及區(qū)域地質(zhì)資料揭示，工點(diǎn)地層巖性相對(duì)簡(jiǎn)單，線路經(jīng)過(guò)區(qū)出露地層主要有第四系（Q4）沖洪積的軟土（鹽漬土）、粗砂。下覆基巖為第四系（Qb）期侵入的玄武巖。地層的分布、主要特征等分述如下：

表層為軟土（鹽漬土）（Q4），可溶鹽含量0.6%～1.5%，為氯鹽、亞氯鹽鹽漬土，弱～中鹽漬土，主要成分為粉土，黃褐色，潮濕，稍密，厚0.5～3m，其下為淤泥質(zhì)黏土，灰黑色，含粉細(xì)砂、貝克及腐殖質(zhì)，流塑～軟塑，最大厚可達(dá)11m，局部底部存在粉質(zhì)黏土，黃褐色，硬塑，厚0～4.2m。下伏基巖為角礫巖（Ka）、玄武巖（Qb）。角礫巖，黃褐色，強(qiáng)風(fēng)化，巖體破碎，膠結(jié)較差；玄武巖，青灰色，弱風(fēng)化。DK415+800～DK416+070地表成堆狀堆積松散的建筑垃圾，厚0.5～1.5m。

地層巖土力學(xué)參數(shù)如下：（1）0：Q4ml人工填土（填筑土、雜填土、素填土等），Ⅰ、Ⅱ級(jí)；（2） 1-1：Q4al+pl淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土，流塑，σ0=40kPa，Ⅱ級(jí)；（3）2-3：Q4al+pl粉質(zhì)黏土、黏土，硬塑，σ0=150kPa，Ⅱ級(jí)；（4）2：砂巖、角礫巖、泥質(zhì)砂巖（Ka），強(qiáng)風(fēng)化，σ0=300kPa，Ⅲ級(jí)；（5）3：玄武巖（Qb），弱風(fēng)化，σ0=1000kPa，Ⅴ級(jí)；（6）1-1：Q4al+pl鹽漬土（粉土），為氯鹽弱鹽漬土，主要成分為粉土，潮濕，稍密，σ0=100kPa，Ⅱ級(jí)；第四系（Qb）期侵入的玄武巖分布于全線范圍。玄武巖，青灰色，表層風(fēng)化后多呈灰褐色，黃褐色。地表多處出露玄武巖塊石。

具體各地層巖土設(shè)計(jì)參數(shù)參見(jiàn)表1。

1.6 水文地質(zhì)特征

水文地質(zhì)：無(wú)地表水，局部地段存在海水入侵，水深<1m；地下水為第四系孔隙潛水，埋深約1m。地表水、地下水對(duì)混凝土具有硫酸鹽、氯鹽侵蝕性，環(huán)境作用等級(jí)為H2、L2型。

2 工點(diǎn)地基處理方式對(duì)比分析

根據(jù)本段的地基情況，以及地基處理方式的適用性，基本上選用旋噴樁、攪拌樁、鉆孔樁、預(yù)應(yīng)力管樁等地基處理方式。

2.1 旋噴樁

旋噴樁樁適用于處理承載力較低的（或高的）黏性土、粉土和已自重固結(jié)的素填土等地基。

由于場(chǎng)地土層較軟弱，強(qiáng)度較低，根據(jù)場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗(yàn)建議選用旋噴樁。

2.2 攪拌樁

當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%（飽和黃土含水量小于25%）、大于70%時(shí)，由于不能保證水泥充分水化，故不宜采用干法，地下水的pH值小于4時(shí)也不宜采用干法（但摻入一定百分比的石灰，通常pH值就會(huì)大于12%）。

在黏粒含量不足的情況下（如飽和松散的砂土）可以添加粉煤灰。

當(dāng)IP>25時(shí)，由于土太黏，易在攪拌頭葉片上形成泥團(tuán)，無(wú)法完成水泥土的拌和，也不太適宜。

水泥固化劑一般適應(yīng)于正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土（避免產(chǎn)生負(fù)摩擦）、黏性土、粉土、素填土、（包括沖填土）飽和黃土、粉砂、中粗砂、礫砂（當(dāng)加固粗粒土?xí)r，應(yīng)查明有無(wú)明顯的地下水流，以防固化劑尚未硬結(jié)而遭地下水流沖失）。

2.3 鉆孔樁

適用條件：適用于黏性土、粉土、中密及以上的砂土。

不適用以下四類土：液化土、受大氣影響深度內(nèi)的膨脹土、堅(jiān)硬巖土層和流塑黏土層。

材料：鋼筋混凝土。

2.4 預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計(jì)

隨著施工技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)積累，近些年管樁從沿海軟土地區(qū)向內(nèi)陸非軟土地區(qū)蔓延，由低烈度區(qū)向高烈度區(qū)蔓延。同時(shí)也出現(xiàn)了不少工程事故，設(shè)計(jì)及施工應(yīng)掌握其中原理并積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)以有利于該樁型的發(fā)展。

2.4.1 預(yù)制樁的優(yōu)缺點(diǎn)。

預(yù)制樁的優(yōu)點(diǎn)：（1）樁的單位面積承載力高，打入土層時(shí)使松軟土層擠密，從而使承載力提高；（2）樁身質(zhì)量較易保證和檢查；（3）易于在水上施工；（4）樁身砼的密度大，抗腐蝕性強(qiáng)；（5）施工工效高，施工工序簡(jiǎn)單。

預(yù)制樁的缺點(diǎn)：（1）單價(jià)較灌注樁高，預(yù)制樁需要配較多的鋼筋以抵抗搬運(yùn)、起吊和捶擊時(shí)的應(yīng)力；（2）施工噪音大，污染環(huán)境，不宜在城市中使用；（3）預(yù)制樁是擠土樁，群樁施工時(shí)將引起周圍地面的隆起，對(duì)周圍有影響；（4）受到起吊設(shè)備能力的限制，單節(jié)預(yù)制樁的長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)，一般為十余米，長(zhǎng)樁時(shí)需接樁。樁的接頭常形成樁身的薄弱環(huán)節(jié)。接樁后如不能保證全樁長(zhǎng)的垂直度，則將降低樁的承載能力，甚至在打樁時(shí)造成斷樁；（5）不易穿透較厚的堅(jiān)硬土層；（6）打入后樁長(zhǎng)超過(guò)要求時(shí)，截樁較困難。

2.4.2 管樁計(jì)算采用下述公式及模型。

（1）樁承載力。以剛塑性體理論為基礎(chǔ)，假定不同的破壞滑動(dòng)面，便可導(dǎo)得不同極限樁端阻力理論表達(dá)式，并可統(tǒng)一表示為如下形式：

此外，還有另外假定形式的樁端阻力極限平衡公式，例如考慮土的壓縮性計(jì)算端阻力的公式。

（2）沉降計(jì)算。如果群樁中所有樁具有相同的特征，可以采用疊加法利用相互作用系數(shù)求解群樁沉降。對(duì)于n根幾何尺寸相同的群樁。樁k的沉降 利用疊加法可表示為：

在下面兩種簡(jiǎn)單情況下，可求得群樁沉降的解答：①各樁的荷載相同，相等于柔性承臺(tái)樁基的情況。例如支撐油罐結(jié)構(gòu)的樁基。這時(shí)可利用 計(jì)算群樁中各樁的沉降及平均沉降，由此分析群樁的不均勻沉降；②各樁的沉降相同，相當(dāng)于剛性承臺(tái)樁基的情況。例如高層建筑的樁基，這時(shí)可計(jì)算群樁的沉降量和各樁的荷載分布。

群樁分析的結(jié)果通常用下列兩種方法表示：

對(duì)于方形群樁且用剛性承臺(tái)連接的群樁基礎(chǔ)。POULOS給出了不同長(zhǎng)徑比，不同樁間距和不同剛度情況下在樁數(shù)為4、9、16、25時(shí)的沉降比 。并且發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樁數(shù)大于16時(shí)， 與樁數(shù)的平方根近似的呈線性增長(zhǎng)，可用下述公式計(jì)算：

3 工點(diǎn)地基處理措施選用

根據(jù)上節(jié)對(duì)比分析結(jié)論，該段地層主要為鹽漬土（粉土）、淤泥質(zhì)土及粉質(zhì)黏土地層，地層含水量較大，處于軟塑～流塑態(tài)，根據(jù)各種地基處理特性，旋噴樁適用于黏性土地層，攪拌樁適用于含水量小于30%地層，鉆孔樁適用于地層自穩(wěn)性較好地層。因此本段選用預(yù)應(yīng)力管樁，間距2m，樁徑選用0.4m，根據(jù)計(jì)算，滿足承載及沉降要求，能夠保證本工點(diǎn)安全。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）涵洞兩側(cè)路堤迎水面“干砌片石+墁石基礎(chǔ)”防護(hù)設(shè)計(jì)范圍按涵洞軸線垂直線路時(shí)設(shè)計(jì)。當(dāng)涵洞軸線與線路斜交時(shí)，路堤邊坡防護(hù)范圍為涵洞進(jìn)水口兩側(cè)各不小于30m或至設(shè)防標(biāo)高處，設(shè)防標(biāo)高以下填筑A、B組滲水土填料為平行于涵洞軸線兩側(cè)寬各不小于30m或至設(shè)防標(biāo)高處；（2）施工前及施工期間應(yīng)采用適宜的方法和手段加強(qiáng)地質(zhì)資料核對(duì)，并經(jīng)相關(guān)單位確認(rèn)后方可進(jìn)行正式施工；（3）該段地下水具有化學(xué)侵蝕性，施工前應(yīng)進(jìn)一步驗(yàn)證地下水的侵蝕性，工程用水應(yīng)考慮水的侵蝕性對(duì)工程的影響，并符合相關(guān)施工規(guī)范要求；（4）施工前應(yīng)做好系統(tǒng)排水工程，防止降水和地表水浸潤(rùn)基床和路基本體。

根據(jù)上述分析，可以得出如下結(jié)論：（1）非洲地區(qū)工業(yè)落后，預(yù)應(yīng)力管樁的生產(chǎn)與加工幾乎不可能，選用預(yù)應(yīng)力管樁，必然會(huì)從國(guó)內(nèi)進(jìn)口，可以促進(jìn)出口，同時(shí)推廣預(yù)應(yīng)力管樁可以發(fā)展一大批產(chǎn)業(yè)鏈；（2）軟基處理，尤其在軟土（鹽漬土）地段，采用預(yù)應(yīng)力管樁，可以排除其他方式成樁效果差的問(wèn)題發(fā)生，同時(shí)采用高標(biāo)號(hào)的預(yù)應(yīng)力管樁，可以有效克服鹽漬土的侵蝕作用。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著非洲工程建設(shè)項(xiàng)目的興起，各種復(fù)雜的軟基處理問(wèn)題必然會(huì)不斷涌現(xiàn)。根據(jù)非洲地區(qū)的現(xiàn)狀，選用合適的地基處理方式顯得非常重要。因此在生產(chǎn)建設(shè)中，應(yīng)根據(jù)非洲軟土的特征及設(shè)備現(xiàn)狀選用經(jīng)濟(jì)、安全、適用的軟土基礎(chǔ)手段，從而在非洲工程項(xiàng)目投標(biāo)及建設(shè)中產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

（責(zé)任編輯：王 波）