倒T型支擋結構在路肩病害整治中的應用

侯海方 祁 華

(1.中國鐵路上海局集團有限公司， 寧波 315012；2.寧波市政工程建設集團股份有限公司， 寧波 315046)

路基面兩側無道床覆蓋的部分為路肩。路肩上通常設置有接觸網立柱、聲屏障、電纜槽等設備，完好的路肩設備有利于維持道床穩定及路基面完整，有利于工務檢修作業人員行走及下道避車。

根據運營和既有線提速經驗[1]，路肩寬度是影響安全避車、路基維修養護和路基邊坡穩定性的重要因素，應根據設計速度、邊坡穩定、養護維修、路肩上設備設置要求等條件綜合確定。線路運營后，受各種因素影響，易產生路肩表面風化、路肩寬度不足等病害。為保持既有道床的穩定，方便檢修人員上下道作業，通常對既有線路肩寬度不足地段進行幫寬加高整治。

1 導致路基寬度不足的因素

路肩寬度不足[2]是指由于路基下沉或路肩沖刷引起路肩寬度低于設計寬度。既有線路肩寬度不足的影響因素大致可歸納為以下5個方面：既有鐵路技術標準低、路基下沉、剝蝕或沖刷、施工誤差、既有線改造。

1.1 既有鐵路技術標準低

受生產力和技術水平限制，早期線路設計、養護和維修采用的技術標準與現行規范有較大差異，導致路肩設備不能滿足現行技術標準要求。歷年鐵路路基技術標準如表1所示。

表1 歷年鐵路路基技術標準

1.2 路基下沉[7]

既有鐵路路基由于修建時填料及壓實標準的技術要求低、路基填筑高度較大、基床未設封閉排水層、基底存在特殊土層及提速列車大量開行等原因，導致路基下沉。

路基下沉后，為保持軌道的平順性，往往通過填補道砟的方式增加道床厚度，使軌道保持原有的高程及縱向坡度，從而使道床底面寬度增大，在既有路基面寬度不變的情況下，導致路肩寬度不足。病害嚴重地段甚至產生溜砟的現象，不僅路肩寬度不足，還會影響道床的穩定。

1.3 剝蝕

自然剝蝕和人為剝蝕對路肩均有影響。線路開通運營初期，路肩部位填料松散，工后沉降變形較大，尤其是粉砂土路基地段，受雨水沖刷、風蝕易形成陷穴空洞，使路肩寬度變窄。當人員及運輸小車在路肩上行走，或進行路肩除草、卸料時，也會對路肩寬度造成一定影響。

1.4 施工誤差

在路基和軌道工程的相關施工技術標準中，允許發生小范圍內的誤差，無形中為后期路基設備穩定埋下了潛在隱患。雖然施工規范及驗收標準一再縮減誤差允許值，但仍存在施工誤差過大、驗收把關不嚴及運營前期介入工作不細等現象。

影響路肩寬度的有關施工誤差規定如下：①TB 10202-2002《鐵路路基施工規范》第4.2.7條規定[8]：預留沉降量后的路肩高程允許偏差為±3 cm。②TZ 212-2005《客運專線鐵路路基工程施工技術指南》第5.5.3條規定：線路中心至路肩邊緣距離誤差不得超過2 cm。③TB 10413-2003《鐵路軌道工程施工質量驗收標準》第5.5.3條規定[9]：有砟軌道在路基上的軌面高程容許誤差為+5 cm及-3 cm。

由此可見, 同時考慮沉降量及軌面高程允許差值影響，豎平面最大影響值將達到8 cm，在沿海鐵路軟土路基地段，下沉量將遠遠大于這一數值，極易導致路肩寬度不足，這一情況不容忽視。

1.5 電氣化改造

目前設計速度200 km/h及以下電氣化鐵路廣泛使用的接觸網支柱有橫腹桿式和環形等徑兩種類型，接觸網采用橫腹桿式支柱時，路肩處寬度接近0.63 m，環形等徑支柱寬度有0.4 m和0.35 m兩種。既有線改造工程中的線路抬道使道床厚度增加，導致路肩寬度不足。

2 常規路肩加寬方法

2.1 填土加寬加高路肩

土質路堤路肩寬度不足和邊坡需要放緩時，一般從堤腳起填土加寬加至高路肩，如圖1所示。

圖1 填土加寬加高路肩示意圖

2.2 干砌片石加寬加高路肩

在路堤邊坡坡度符合標準，而路肩寬度不足時，不宜采用填土加寬加高地段，可用干砌片石加寬路肩。加高高度一般不超過1 m。頂面用水泥砂漿抹面，側面勾縫(預留泄水孔)。道床坡腳與片石路肩填充滲水性材料(如沙礫、爐渣等)。干砌片石加寬加高路肩示意如圖2所示。

2.3 漿砌片石加寬加高路肩

漿砌片石加寬加高路肩一般適用于路塹地段，側溝具有足夠的排水斷面時，直接采用漿砌片石進行路肩病害整治。排水不暢時，采用漿砌片石坡腳墻及側溝以達到路肩寬度要求。這兩種情況下的加寬加高路肩方式如圖3所示。

圖2 干砌片石加寬加高路肩示意圖(m)

圖3 漿砌片石加寬加高路肩示意圖(m)

3 倒T型支擋結構應用實例

在某些情況下，以上常用的路肩加寬方法無法滿足安全性和施工的需求，在實踐中創新了一種適用于現場條件的新型加寬路肩的支擋結構-倒T型支擋結構。下面通過一個工程實例，介紹該種新型結構的應用和特點。

3.1 病害概況

寧波北環線鐵路為Ⅰ級鐵路，線路允許速度120 km/h，于2015年6月1日正式開通運營。鑒于北環線下行K 3+250～K 3+550路基下沉嚴重(開通時累計沉降為191.8 mm，日變化率為0.862 mm/日)，于2015年7月對北環線下行K 3+467～K 3+527路基段進行了分段注漿加固，加固后路基下沉速率有所收斂，但仍持續下沉，截至2015年12月K 3+500累計沉降達301.8 mm，當月日變化率為 0.491 mm/日。

由于路基下沉，該地段不斷補充道砟，致使道床至既有路肩高度達1.75 m，現場路肩寬度嚴重不足,整治前路肩病害如圖4所示。

圖4 現場路肩寬度不足

3.2 施工方案比選

該段病害需在一個月內整治完畢，工期緊，任務重。考慮到路基仍在下沉，須選取一種工期短、質量高的路肩整治方法。

路肩寬度不足地段為高路堤，不適合采用漿砌片石加寬加高。路堤高10 m，從路堤坡腳處填土加寬，工程量較大，對既有線行車干擾較大，成本高，施工周期長。同時為了保持土體穩定，還需分層加鋪土工格柵加固，地基承載力不足時尚需對基底進行注漿加固。受列車荷載動應力的影響，當干砌片石修建過高時，易發生外擠現象。此外隨著路基不斷下沉，干砌片石路肩墻易發生開裂。

綜合考慮各種因素，結合擋墻設計標準，最終采用現澆混凝土倒T型支擋結構，如圖5所示。該結構具有如下特點：

圖5 倒T型支擋結構示意圖

(1)倒T型支擋結構為現澆鋼筋混凝土結構，結構耐久堅實；可實現快速施工，縮短工期；對既有線行車干擾小。

(2)倒T型支擋結構的底板為擴大基礎，不需要開挖，只需鋪設碎石墊層即可，對既有線運營安全影響小；另外，底板可有效將荷載分散傳遞，有利于結構物的穩定。

(3)倒T型支擋結構是鋼筋混凝土結構，能充分利用其高度，既可加寬路肩，又可加高路肩。倒T型支擋結構左側相當于二級行走平臺，方便人員上下道。

4 結束語

路基持續下沉易導致路肩寬度不足，常規的路肩加寬方法施工速度慢，對既有線行車影響較大。現澆混凝土倒T型支擋結構設計合理、施工簡便、安全性高、工期短，可同時用于整治既有鐵路路肩寬度不足及路肩下沉等病害。該結構已應用于寧波北環線路肩加寬工程中，用于整治路肩寬度不足，路肩下沉等病害，該項目10月31日開工，11月15日竣工驗收， 整治效果顯著。