煤礦沉陷區鐵路路基加固

石　超

(江蘇恒久鋼構有限公司，江蘇 徐州　221001)

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煤礦沉陷區鐵路路基加固

石超

(江蘇恒久鋼構有限公司，江蘇 徐州221001)

結合某煤礦沉陷區鐵路專用線工程的實際情況，驗算了該路基的地基承載力，提出了土工格柵加固方案，并對加固后的路堤穩定性進行了分析，結果表明，加固后的路堤滑動安全系數滿足規范要求，可正常使用。

鐵路，路基，承載力，土工格柵，穩定性

1　工程概況

某礦鐵路專用線全長8.50 km，呈西北～東南走向，由礦業公司測繪隊圖紙《某礦鐵路專用線2011年維護加固工程地形圖》可知，其中某標段將受到1825(5)工作面的采動影響，影響范圍內含1條鐵路專用線，隨著該礦工作面的向前推進，鐵路專用線路基將發生沉陷且不能滿足正常安全行車的要求。

該區域內路基高度基本在15 m～16 m范圍內，路基頂寬18 m，左側三層臺階，右側兩層臺階。路基填料基本都是煤矸石。

2　現有路基穩定性分析

2.1現有路堤穩定性分析

在“超載”情況下對現有路堤進行穩定分析。路堤高度16.000 m，頂寬18 m，左側三層臺階，右側兩層臺階，計算簡圖見圖1。

沉陷區水下部分路堤填料力學參數分別按75%，50%，40%進行折減，采用有效固結應力法進行路堤穩定性分析，計算得到的滑動安全系數見表1。

表1　現有路堤滑動安全系數

TB 10035—2006鐵路特殊路基設計規范要求的時速120 km/h以下路堤最小穩定系數1.1?？梢姡返袒瑒影踩禂挡粌H不能夠滿足規范要求的最小安全系數要求，甚至低于1，即可能發生滑坡[1]。

2.2現有路基地基承載力驗算

1)地基承載力計算參數:

a.承載力驗算公式:

p≤γR[fa]。

b.承載力抗力系數：

γR=1.00。

c.承載力修正公式:

[fa]=[fa0]+2(h-h0)。

2)下臥土層承載力。

根據上述計算公式計算下臥土層特征點的地基承載力，計算結果見表2。

表2　現有路堤下臥土層地基承載力

根據TB 10002.5—2005鐵路橋涵地基和基礎設計規范，路堤下臥土層地基承載力均滿足規范要求，因此無需對地基進行處理[2]。

2.3問題與建議

通過現場調查和理論分析，現有路堤主要存在以下問題：

1)路堤表面無防護措施和排水措施，降水后路堤填料力學性質嚴重下降。

2)路堤安全系數儲備不足，滑動系數安全系數小于規范限值，可能導致路堤滑坡[3]。

建議：對現有路基路堤進行加固設計。

3　路基加固設計

3.1路堤土工格柵加固設計

土工格柵是一種高強度土工合成材料。廣泛應用于堤壩、隧洞、碼頭、公路、鐵路、建筑等領域(見圖2)。

本次加固設計采用雙向土工格柵(TGSG15-15)，雙向土工格柵是以聚丙烯，高密度聚乙烯為原料，經特別的擠壓，雙向拉伸而制成?？蓽p少所需的結構性填土，荷載均勻分布，具有較高的雙向拉伸模量和抗拉強度，較高的抗機械破壞力，耐久能力。適用于采動區軟土地基處理和加筋土結構。

參照JT/T 480—2002交通工程土工合成材料土工格柵，土工格柵分層鋪筑，每層厚度0.3 m～0.5 m，路基底部設置砂墊層(高度不大于10 cm)，縱向搭接15 cm～20 cm，橫向10 cm，搭接處用塑料帶綁扎，并在鋪設的格柵每隔1.5 m～2 m用U形釘固定地面，鋪設的土工格柵應及時回填土料。

3.2路堤加固后穩定性分析

在“超載”情況下,對采用土工格柵加固后路堤進行穩定性分析。

計算簡圖如圖3所示，加固后路堤滑動安全系數如表3所示。

表3　加固后路堤滑動安全系數

填料力學參數折減比例/%7550454440加固后滑動安全系數1.4471.3251.3121.1581.106

TB 10035—2006鐵路特殊路基設計規范要求的時速120 km/h以下路堤最小穩定系數1.1?？梢姡诼返碳庸毯螅返袒瑒影踩禂的軌驖M足規范要求的最小安全系數要求，路堤安全即不可能發生滑坡[4]。

4　結語

該礦鐵路專用線下路基在采動影響下，路堤滑動安全系數小于規范所要求的最小穩定系數1.1，已不滿足規范要求，不能繼續使用。采用土工格柵對原有路基進行加固處理后，路堤滑動安全系數大于規范所要求的最小滑動安全系數1.1，滿足規范要求，可以繼續正常使用。

[1]郭文兵.受采動影響建筑物破壞等級的模糊評價[J].礦山測量，1997(4):29-30.

[2]雷哲瑩.地表變形引起建筑物附加內力的計算及抗變形結構設計[J].煤礦開采，2000(1):33-35.

[3]顧曉魯.地基與基礎[M].北京：中國建筑工業出版社，1993.

[4][蘇]B.A.布克林斯基.礦山巖層與地表移動[M].王金莊，洪渡，譯.北京:煤炭工業出版社，1989.

The railway roadbed reinforcement in coal mining subsidence area

Shi Chao

(JiangsuHengjiuSteelStructureLimitedCompany,Xuzhou221001,China)

Combining with the actual situation of a certain coal mining subsidence area railway specific engineering, this paper calculated the foundation bearing capacity of roadbed, proposed the geo-grid reinforcement scheme, and analyzes the embankment stability after reinforcement, the results showed that the embankment sliding safety coefficient after reinforcement meet the specification requirements, could be normal use.

railway, roadbed, bearing capacity, geo-grid, stability

1009-6825(2016)08-0162-02

2016-01-08

石超(1978- )，男，工程師

U213.1

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