京津城际高速铁路路基沉降变形综合控制技术
京津城际高速铁路路基沉降变形综合控制
技术
【摘 要】追求“零沉降”理念,无砟轨道的铺设与运营对线下结构工后沉降要求非常严格。文中结合京津城际铁路的实际,提出了为满足列车高速运行条件的沉降控制
标准
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总结
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归纳了在路基工程设计和施工中采用的沉降变形综合控制技术,并通过其沉降观测、评估进行验证,最终达到了满足高速列车安全、平稳、舒适的运行目标。
【关键词】沉降变形;控制标准;控制措施;沉降观测
引言
京津城际高速铁路是目前我国建成且已投入运营的第一条设计时速350 km客运专线,引进了德国博格板式无砟轨道系统技术。时速350 km无砟轨道铁路具有“高稳定性、高平顺性、大刚度、小变形”等特点,要求线下结构路基地段,必须有一个强度高、刚度大的路基基床,沉降小或没有沉降的地基以及沿线路方向与其它结构物均匀过渡的刚度。为确定无砟轨道铺设条件并为今后运营维修提供科学的决策依据,需对路基工程沉降变形进行观测及评估验证[1]~[7]。
1、工程概况
京津城际高速铁路起自北京南站,终于天津站,全长116.55 km,采用CRTS?型板式无砟轨道结构。全线共6段路基,累计长16.25 km,占线路长的14.0%。路基表层主要为素土、杂填土,以下为淤泥质黏土、黏土、粉质黏土等软土及松软土。全线于2008年8月1日建成通车。
2、路基工后沉降变形控制标准
无砟轨道完工后的工后总沉降ΔS,不允许危害铁路运营安全性或损坏线路的可使用性的轨道变位,也不能超过系统扣件竖向高度调整量的某一比例。德国规范规定:不允许超过最大高度调整量20mm减去5 mm;这5 mm用于对活载引起的沉降的补偿。因此15mm为工后沉降的一个极限值。对于均匀沉降长度超过20 m的路基,工后沉降允许达到折减调整量[如20 mm-5 mm (因活载) =15 mm]的2倍。
(1)在特殊情况下允许洼状沉降量最大值达到6cm,前提是这个沉降在满足铁路动力学的要求下(舒适条件)通过改变竖曲线弥补。
舒适条件的公式是
Ra?0.4×V2e
式中Ra为竖曲线半径, m;Ve为设计速度, km/h。
(2)过渡段两点间距为?L的允许沉降差,可从Δs=Δl2/4Ra得出,对路基工程和人工构筑物间的过渡段
要求:?和人工构筑物的间距在20 m内,相对于人工构筑物的工后沉降差不允许超过3 cm及相对沉降差不允许超过1 /500。?在与人工构筑物的连接处,不允许出现导致无砟轨道以及过渡段结构的超负荷的工后沉降;因此在连接处沉降差(沉降跳跃)最大不允许超过5 mm。
3、路基沉降变形控制措施
3.1 采用桩+筏板结构加固
采用CFG桩[8], [9]等刚性桩作路基的加固手段。CFG桩径0.4 m,桩距1.5 m,桩尖臵于中低压缩性土层不小于1.0 m。并在桩顶设臵了C30钢筋混凝土地基板(筏板),板厚0.50 m,板下设0.15 m碎石垫层。CFG桩和桩间土共同形成复合地基,筏板将上部荷载均匀地传给CFG桩,有效减少地基的沉降变形,提高了沉降控制的可靠度。
桩基施工质量控制要点如下[9]。
(1) CFG桩施工前需进行工艺性试桩。桩身达到设计强度后,抽取1%做静载试验,抽取30%做桩基无损检测。
(2)原材料。进场前需对材料品质及其配合比进行试验。材料采用:抗硫酸盐水泥,卵石或碎石粒径为2~4 cm,中粗砂,含泥量小于5%,粉煤灰为?,?级。
(3)成孔。长螺旋钻机成孔,匀速钻进,避免形成螺旋孔,成孔深度在钻杆上应有明确标记,确保达到设计
深度,垂直度偏差小于1%。
(4)混合料灌注。成孔至设计深度后,钻机停钻提升钻杆,同时开始灌注混合料,混合料泵送量应同拔管速度相配合,拔管速率控制在1.2 ~1.5m/min,混合料埋钻高度大于1.0 m,保证管内有一定深度的混合料,且不得停泵待料。灌注时适当超过桩顶设计标高0.7 m左右,以保证桩顶标高和桩顶混合料要求。
(5) CFG桩体应连续密实,不得有断桩、缩径、夹砂等缺陷。
3.2 严把填筑质量关
(1)杜绝大粒径填料。将天然填料集中存放、筛分处理,筛子采用25 mm的螺纹钢和20 mm的工字钢焊接而成,筛孔为14 cm×14 cm,筛子的倾斜度在60?左右。将筛余进行破碎,再与合格的填料进行二次混合。装车时将填料拌合均匀,确保运至填筑工地的填料是合格填料。超粒径填料在摊铺中人工挑拣并分散石子窝。
浙公网安备 33021202002483