青藏铁路风火山地段路基病害特征及防治措施研究

近年来,山区高填方斜坡路基发生病害成为青藏铁路一种新的线路病害类型,对青藏铁路的运营造成了安全隐患,需要对其进行针对性研究。以该类病害发生较为典型的风火山地区某路段作为研究对象,采用收集地质、气象等资料和进行现场调查、地质勘探、试验相结合的方法,进行病害特征及防治措施研究。研究结论:将其病害特征归纳为路基下坡侧坡脚渗水、路基坡体出现开裂、路基沉降明显3个方面。并从地形因素、地质条件、水位气象因素、冻土地质环境4个方向对病害产生原因进行了综合分析。在此基础上提出了加固路基坡体、完善防排水系统、加强热防护措施和加强安全监测等防治措施建议。     

黎塘-钦州铁路路基病害成因分析和处治试验研究

铁路路基在雨季经常发生翻浆冒泥和整体软化的基床病害。在对路基的翻浆冒泥、整体软化的机理和整治措施进行系统分析的基础上,对现场不同地点采集的12个样品进行了X-衍射试验,确定了样品中含膨胀矿物成分;通过试验室内的试验,确定了样品的物理力学性质;然后,采用承压板静载方法进行了3组现场路基承载力试验,确定了不同处理方法的效果;在处理过程中,在路基的不同位置埋设了12个土压力盒,对列车通过时荷载的传递规律进行了监测。     

高速铁路无砟轨道填方路堤病害加固设计与效果分析

以某无砟轨道客运专线铁路高填方路基沉降异常病害整治为工程背景,采用多综合手段探明了填方路基沉降异常病害的形成机理,通过现场试验对不破板条件下无砟轨道客运专线铁路高填方沉降异常加固设计方法进行方案比选,结合现场多种测试方法对注浆加固无砟轨道客运专线铁路高填方路基沉降异常病害的效果进行了检测分析。研究表明:填料质量和路基渗水软化是造成无砟轨道客专路基沉降异常的主要原因;在客运专线无砟轨道已铺设完成的情况下,经工艺试验和研究,采取袖阀管结合小导管注浆的加固高填方路基;不仅可以保证加固过程中轨道板的变形量,也可以使加固后路基的路基满足后续运营及相应的设计和规范要求;研究成果对同类型无砟轨道铺设后填方路基沉降异常处置有借鉴与参考价值。     

高速铁路路基填料掏挖试验及装备研究

为解决高速铁路路基填料造成的路基病害问题,本文提出掏挖换填病害区段路基填料的解决方案。首先搭建高速铁路轨道及路基试验段;其次研发掏挖路基填料特种工程设备;最后进行高速铁路路基填料掏挖试验。试验结果表明:所研制的特种工程掏挖设备可以实现对病害区段路基填料掏挖换填的目的,从而解决由路基填料或其他原因造成的路基病害问题。     

采用软式排水渗管治理站场翻浆及排水系统

通过对茂名站翻浆及排水系统等路基病害的原因进行分析，并结合现场实际，对整治基面翻浆的两种方法进行比选，采用了软式排水渗管进行综合治理，取得了较好的效果。     

路基膨胀诱发无砟轨道上拱的试验及数值计算分析

为探明高速铁路路基膨胀机理及其诱发的钢轨上拱响应规律,对出现上拱病害的工点进行现场分层变形监测,并利用新型粗粒土膨胀仪开展室内试验探究该工点路基泥岩膨胀率与含水率间的相关关系,最终结合DEM-FDM耦合的数值模拟手段,系统分析泥岩路基不同膨胀率下双块式无砟轨道的钢轨上拱位移及轴向应力分布规律.现场分层变形监测结果显示路基层具有一定膨胀潜势,路基泥岩膨胀变形引起了钢轨的上拱位移;室内试验表明取样工点路基泥岩在现场含水率下的膨胀率达到5.455％,路基泥岩膨胀率与含水率间遵循Logistic函数关系;数值模拟计算结果表明钢轨上拱量与泥岩路基膨胀率间服从Logistic分布,钢轨轴向应力改变量与泥岩路基膨胀率服从Nelder分布.     

加筋水泥土桩在既有重载铁路路基加固中的应用研究

由于路基病害及运能提高等因素,部分既有重载铁路路基强度已无法满足当下运营需求,需要进行加固处理。为了不影响既有重载铁路的正常运营,提出用水平旋喷加筋水泥土桩加固既有重载铁路路基的加固措施。结合朔黄线某路基现场试验段,介绍该加固措施的施工机具、施工工艺、操作参数、施工质量控制措施及施工安全注意事项。通过现场试验,证实了采用水平旋喷加筋水泥土桩加固既有重载铁路路基是可行的,施工期间线路正常运营,施工便捷,加固效果好。     

铁路路基护筒支撑旋喷纵向加固技术研究

针对目前既有铁路路基加固的缺点,综合高压旋喷技术和水平定向钻进技术的优点,提出沿线路纵向且不干扰行车的既有铁路路基加固技术。采用护筒支撑同步跟进的方式对路基进行旋喷加固,能够避免高压泥浆对道砟和基床表层的破坏,从而达到路基浅部加固的目的。通过定向钻进技术,准确跨越路基病害区段,对病害区进行精准加固。详细叙述了该加固技术的设计方法以及加固工艺。现场试验表明加固效果良好。     

应用注浆技术整治粉土路基病害的实践

对粉土路基病害情况以及产生的机理进行了分析,通过废弃路基注浆试验以及在既有运营线的试验性施工,提出了粉土路基注浆的工艺和方法;达到了整治粉土路基病害的效果。     

高原冻土区既有线路基病害防治技术

针对青海省柴达尔支线铁路扩能改造工程设计,对既有路基进行全面现场勘察,分析病害的发育性状及分布规律,并从帮宽路基病害机理出发,提出了"防冻为主,综合治理"的设计原则。从换填既有基床填料、修筑保温护道、铺设土工格栅、整治基床翻浆冒泥及下沉外挤、改造和完善路基排水系统等方面总结出了一套适合高原冻土区路基病害的综合防治技术。经改造后路基沉降远小于允许值,在保护冻土的同时也保护了生态环境,为高原冻土区既有线的扩能改造工程积累了经验。     

既有线提速路基动应力分析

通过对既有线提速区段路基的调研和试验,得出结论,动应力与轴重、速度及线路平顺性有关。列车提速时,轴重增加和轨道不平顺对路基动应力影响最大。路基面动应力在横向呈马鞍分布,动应力沿深度方向衰减较快。采用当量折算和Boussinesq公式推算出的提速后路基动应力与实测值接近。在既有线提速改造中,重点应消除路基病害,提高基床特别是基床表层的强度和稳定性。     

运营高铁车站黄土路基沉降特征及原因分析

针对黄土地区某高铁车站路基沉降病害问题,选取典型区域,采用PS-InSRA技术对变形区域进行监测,获取2017年2月至2019年6月的Sentinel-1A卫星影像数据并与现场勘测结果相结合,分析形变特征和趋势,以指导后续病害治理。结果表明:研究区域路基沉降主要发生在2017年5月至9月和2018年4月至8月两个时间段,春夏季沉降速率较大,秋冬季相对平稳;地基土含水率在13%~26%之间,在地下2 m和4 m为含水率增加速率临界深度,0~2 m范围内的含水率增加较快,2~4 m范围内的含水率增加速率减缓,4~10 m范围内含水率基本稳定;路基部位地基处理影响范围有限,路基侧沟外侧地基土干密度偏小,渗透系数偏大,路基沉降的主要原因为车站场坪地表汇水渗入地基引起路基黄土层湿化变形。     

不均匀沉降对无砟轨道路基动力特性的影响

为探讨不均匀沉降对高速铁路无砟轨道路基动力特性的影响,建立CRTSⅡ型板式无砟轨道-路基系统的三维动力有限元模型,计算并对比分析有病害和无病害条件下路基的竖向动应力、动位移及振动加速度在空间上的分布规律,结果表明路基不均匀沉降导致无砟轨道路基的动力响应幅值及其空间分布规律发生明显的改变,且主要集中在支承层宽度范围、路基面以下0~1.5m深度内。由不均匀沉降引起路基动应力幅值可达100kPa,为无病害路基的3倍以上,动加速度幅值为无病害路基的2倍以上,在列车循环荷载作用下沉降区域将加速扩大,对路基产生非常不利的影响。     

商合杭铁路车站路基地基处理与支挡设计

高速铁路车站路基由于路基宽度较宽,周边环境复杂与站房工程接口十分复杂,其地基处理和支挡结构设置需要考虑的因素众多,导致其设计远较区间路基复杂。商合杭铁路车站路基主要采用了CFG桩复合地基、螺杆桩复合地基、管桩桩筏结构、钻孔桩桩筏结构等地基处理方式,支挡结构采用了悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、桩板墙。施工实践证明,这些工程方案是可靠的,但是在细节上也存在一些值得思考的问题。本文详述了在建商合杭铁路车站路基的地基处理和支挡工程措施及其存在的问题、解决方案及工程效果,可作为类似工程的设计参考。     

兰新高速铁路高寒地段路基温度场数值模拟分析

兰新高铁浩门至大梁区间所处地区海拔高,气温低,冻结期长,属于深季节性冻土区。为解决该区间路基冻害问题,依据当地气候条件,运用ANSYS有限元分析软件,对低路堤、零断面换填路基及不同深度处铺设保温材料的路基温度场进行数值模拟,分析路基冻结深度的变化规律和最大冻结深度,为高寒区高速铁路路基冻害防治措施设计提供参考。研究表明:(1)由于兰新高铁浩门至大梁区间海拔高、冬季冻结时间长、气温低等原因,导致路基冻结深度大;(2)零断面换填路基实测地温和数值模拟计算结果基本相符,所选计算模型、参数等可以为其他相同条件断面数值模拟分析采用;(3)铺设保温板路基温度场较未铺设保温板的0℃线上移,冻结深度增加速率变小,最大冻结深度明显减小,路基保温效果较好;(4)由于路基边坡、基床以下部位土层性质、厚度、热物理参数等影响,低路堤最大冻结深度比零断面换填路基大。     

客运专线新建车站路基及排水设计与养护维修方式的探讨

本文根据秦沈客运专线新建车站排水设计在验交时存在的不同意见,从车站站型布置、路基结构、站线轨道标准、排水设计特点与既有养护维修方式等方面存在的问题进行分析、研究,探讨客运专线新建车站站型布置、路基结构,站线轨道标准、排水设计与站线养护维修方式的设计方案。     

北疆地区货运专线铁路站场设计特点研究

北疆地区地广人稀、自然条件恶劣、风力强劲频繁、降雨量稀少不均匀,存在瞬时洪水及风沙、风蚀、风吹雪等特殊不良地质现象,针对该地区独特的自然环境及地形地质特征,结合红柳河至淖毛湖铁路(货运专线铁路)设计实例,提出铁路站场设计应遵循的原则,根据上述不良地质形成的铁路病害成因及规律,在站址选择、站型、站场路基及车站房屋等方面,提出不同地形地质条件下铁路站场的特殊设计方案。     

雨水泵站异形深基坑开挖对铁路路基的影响分析

在城市现代化进程中,铁路周边地块不断得到开发和利用,如离铁路较近,构筑物的基坑开挖会对铁路路基产生一定的影响。此文以距铁路较近的北京夕照寺雨水泵站基坑开挖为例,通过模拟,建立有限元模型,利用国际上通用的ABAQUS有限元软件,计算和分析雨水泵站基坑开挖和防护桩施工引起的土体扰动对铁路路基产生的沉降和位移影响。经过计算与分析表明,雨水泵站基坑开挖采用防护桩措施后,施工引起的土体扰动对路基的影响较小,采取的防护桩措施能满足铁路安全运营的要求。     

无砟轨道车站路基与排水设计探讨

研究目的:通过对郑西客运专线车站平纵断面及横断面进行详细研究、分析,探讨无砟轨道车站路基与排水设计的问题。研究结果:针对客运专线无砟轨道车站路基与排水设计的问题,提出了相应的修正意见及设计方案。     

兰新高铁甘青段路基冻胀自动监测及分析研究

为查明兰新高铁甘青段路基冻胀变形原因和影响因素,提出相应的冻胀处理措施,将路基冻胀变形控制在允许范围之内,采用自动监测系统,对路肩以下5 m范围内路基的冻结深度、水分、冻胀变形等进行监测,并对监测结果进行统计分析和深入研究。研究结果表明:路基冻结深度的发展主要受气温的影响,基床表层以下填料含水量随着冻结深度增加缓慢增加;基床表层及基床底层上部1.0 m范围冻胀量占总冻胀量的80%以上;低路堤地段冻胀最严重。为减少路基冻胀量,设计及施工时应采用全冻结深度防冻胀方案,以填料防冻胀为主,辅以防水、疏水和隔热等综合措施;低路堤地段防冻胀措施应适当加强。