湿陷性黄土地区高速铁路路基地基沉降控制技术

郑西、西宝和大西高速铁路是我国在湿陷性黄土地区先后修建的无砟轨道高速铁路,黄土地基湿陷沉降是影响铁路安全的关键因素。结合这3条高铁路基工程,开展了物理力学试验、应力测试、桩身材料试验、现场浸水试验和沉降观测,对黄土路基地基的湿陷变形量、沉降计算影响深度、沉降计算经验修正系数、压缩模量扩大系数等进行了分析,并对适用于高速铁路的湿陷性黄土地基处理方法进行了总结,可为湿陷性黄土地区高速铁路路基地基沉降控制提供参考。     

郑西铁路客运专线无砟轨道桥梁设计及思考

研究目的:郑州至西安铁路客运专线为我国第一条在湿陷性黄土地区修建的无砟轨道铁路客运专线,通过该线渑池至灵宝段无砟轨道桥梁设计关键技术问题的研究分析,解决在湿陷性黄土地区修建客运专线无砟轨道铁路桥梁的设计问题。研究结果:通过郑西线渑池至灵宝段无砟轨道桥梁设计关键技术问题的研究分析,提出了湿陷性黄土湿陷性厚度和负摩阻力取值原则、沉降计算方法和控制原则、桥墩横向刚度控制办法及相邻桥墩纵向线刚度控制原则,并提出了郑西线桥梁施工中需要注意的一些重要问题。     

市域铁路轨道结构形式及主要结构设计参数探讨

研究目的:本世纪以来,我国城镇化进程迅速加快,城市轨道交通和作为城市群或城市圈轨道交通的市域铁路迎来了建设新高潮。随着市域铁路的大规模建设,市域铁路的轨道结构型式选择及主要设计参数的确定,是目前市域铁路迫切需要研究的主要技术课题。研究结论:(1)通过对有砟轨道与无砟轨道结构形式、不同无砟轨道结构技术系统比较,推荐市域铁路宜铺设双块式无砟轨道。(2)结合我国前期高速铁路铺设双块式无砟轨道的研究、设计、施工及运营经验,为了有效控制路基及隧道地段连续道床板混凝土裂纹,优化道床板端部端梁结构设计与施工,推荐市域铁路采用路基、桥梁、隧道铺设全单元双块式无砟轨道结构。(3)双块式无砟轨道结构具有良好的可靠性、可维修性和经济性。(4)该研究结果可应用在我国城市铁路的轨道设计中。     

客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计

研究目的:为有效控制客运专线无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道连接处的沉降差异、刚度差异,有必要进行路基纵断面面设计。本文论述了路基纵断面设计的作用和意义,并讨论了路基程纵断面设计的内容以及技术要点。研究结论:客运专线无砟轨道铁路应进行路基工程纵断面设计。路基纵断面设计内容包括:连接处刚度差异、沉降差异检查与处理、工程接口设计的检查与处理。客运专线无砟轨道铁路,应按照"纵断面面优先"的原则,首先进行路基工程纵断面程设计,依据路基工程纵断面设计进行路基横断面辅助设计,路基横断面的数量可以适当减少。     

各类无砟轨道的特点及经济性分析

随着国民经济的发展,高速铁路建设迎来了无砟轨道时代。此文在介绍无砟轨道类型的基础上,阐述几种类型无砟轨道的技术特点。并结合路基、桥梁、隧道地段对几种无砟轨道进行技术经济性分析与比较。根据各种类型无砟轨道的工程数量,计算出路基、桥梁、队道地段工程造价指标,及各类费用所占的比例。同时提出无砟轨道选型应注意的问题。     

客运专线铁路黄土高路堤地基处理的试验研究

客运专线铁路无砟轨道对沉降的要求非常严格,在湿陷性黄土地区高路堤地段如何进行地基处理设计是一个新课题。结合郑西客运专线洛阳南站内湿陷性黄土地区高填方路基的设计方案、计算理论及现场沉降测试,对采用CFG桩联合水泥挤密桩处理客运专线铁路黄土高路堤地基进行了现场试验研究。研究结果表明,采用本设计方案可以满足客运专线铁路铺设无砟轨道的要求,成果可供同类客运专线工程参考。     

高速铁路板式无砟轨道基础配套机具选型设计与应用

京沪高速铁路全线采用CRTSII型板式无砟轨道形式,板式无砟轨道基础在桥梁、路基段分别设计为底座板、支承层,以京沪高速铁路枣埠先导段为例,通过对高速铁路板式无砟轨道底座板/支承层施工模板进行多方案比选、选型设计、现场模拟试验验证工艺设计、并再次加工改进的情况,详细介绍了高速铁路CRTSII型板式无砟轨道基础混凝土施工采用高模低筑模板设计方案,配置悬挂式宽度可伸缩振捣整平机,做到路基、隧道支承层与桥梁底座模板在直线、曲线段全部通用,施工组织方便、快捷,有效保证了混凝土的施工质量。     

贵广高铁无砟轨道机械化施工技术研究

贵广高铁全线桥隧占比达83%,路基、桥梁和隧道各工况转换频繁,无砟轨道施工工况复杂,采用轨排换铺法进行无砟轨道施工,轨枕安装固定在高精度轨排框架上,确保轨距、轨底坡、轨枕间距等三项主要技术指标符合精度要求,满足贵广高铁双块式无砟轨道施工质量验收的规范要求。对贵广高速铁路无砟轨道施工技术进行深入研究,优化并改进双块式无砟轨道成套施工设备的结构设计及配置方式,增强施工通用性和工况转换灵活性,以适应路基、桥梁、隧道等不同地段施工条件,在保证无砟轨道工程质量的同时,缩短施工调整时间,保证施工质量,有效提高施工机械化程度及施工效率,为今后与贵广高铁同样具有路、桥、隧频繁转换特点的高速铁路无砟轨道施工提供参考借鉴。     

市域铁路双块式无砟轨道优化设计

市域铁路是介于干线铁路和城市轨道交通两者之间的一种交通制式,其技术标准和经济性要求决定了轨道结构形式不能完全照搬高速铁路和城市轨道交通。针对市域铁路运营特点,从结构安全性、经济性、可施工性、可维修性等方面综合考虑,提出市域铁路采用双块式无砟轨道。通过理论计算和结构优化设计,完成市域铁路路基、桥梁和隧道地段轨道结构设计方案,为我国市域铁路轨道设计提供参考。     

不同埋深的黄土填料特性及改良试验研究

研究目的:本文通过室内试验,对不同埋深条件下天然黄土和改良黄土的工程特性进行了对比分析研究,以合理确定高速无砟轨道路基填筑中,黄土填料的改良方法、掺合料和掺量.研究结论:试验研究表明,由于黄土具有大孔隙性、水敏性和湿陷性等工程特性,对于工后沉降标准要求较高的无砟轨道路基,不宜直接用作路基填料,必须进行改良,改良后的黄土,其压缩系数显著降低,强度和水稳性大幅度提高,从土样构成上消除了黄土的湿陷性.在施工质量(配合比、含水量、摊铺厚度、压实机械和压实度等)得以保证的前提下,改良黄土是能够满足高速无砟轨道路基的填料要求的.该研究成果对广大黄土地区的铁路、公路建设具有重要意义.     

黄土区高铁柱锤冲扩桩地基沉降控制效果研究

研究目的:沉降控制是湿陷性黄土区高速铁路建设中的技术难题。本文以郑西客运专线湿陷性黄土路基试验工程为依托,通过开展沉降变形观测、大型浸水试验、路基沉降预测,对高速铁路技术条件下柱锤冲扩桩地基的沉降变形特性、湿陷性消除效果、沉降控制效果等进行研究,以便为湿陷性黄土区高速铁路建设提供技术储备。研究结论:柱锤冲扩桩处理深度可达20～30 m。本试验场地采用22 m柱锤冲扩桩处理,研究表明,路基填筑完成无需堆载预压,其剩余沉降量便可满足铺设无砟轨道对路基工后沉降的控制要求,处理后地基加固层内的黄土湿陷性已完全消除。因此,在大厚度湿陷性黄土场地,采用柱锤冲扩桩处理是一种合理、有效的沉降控制方法。     

黄土区高速铁路挤密桩地基沉降控制效果研究

沉降控制是湿陷性黄土区高速铁路建设中的技术难题.本文以郑西客运专线湿陷性黄土路基试验工程为依托,通过开展沉降变形观测、大型浸水试验、路基沉降预测,对高速铁路技术条件下水泥土挤密桩地基的沉降变形特性、湿陷性消除效果、沉降控制效果等进行了研究.研究结论:挤密桩最大处理深度一般不超过15 m.本试验场地采用15 m挤密桩处理,恒载预压6个月路基的剩余沉降量便已满足铺设无砟轨道对路基工后沉降的控制要求,浸水后该地基加固层仅出现了极少量的沉降,加固层的黄土湿陷性已完全消除.在湿陷性黄土厚度小于15 m的场地,采用挤密桩处理地基是一种有效的沉降控制方法.     

黄土地区无砟轨道路基变形与稳定性分析

研究目的:探讨解决在黄土地区尤其是湿陷性黄土地区修建无砟轨道客运专线时路基变形的监测、预测沉降、路基稳定性评判问题,为指导黄土地区路基设计、施工和沉降监控提供建议及依据。研究结果:分析得出路基变形的主要因素,提出了复合地基桩一土“综合模量“的概念以及沉降量的计算方法,对路基稳定性进行了判定,解决了黄土路基的工后沉降技术问题。     

石郑客运专线路基设计有关问题的研究

研究目的:采用无碴轨道结构形式已成为高速铁路建设发展方向,通过对石郑客运专线路基有关问题进行分析研究,提出相应解决措施和建议。研究方法:借鉴国内外有关规定和经验,对石郑客运专线路基填料、地基处理、过渡段设置、路桥比较等重点方面进行研究和比选。研究结果:高速客运专线路基填料尽量选取天然合格填料或做好改良试验,选取适宜处理措施进行沉降控制和过渡段设置,合理确定路桥分界高度和路改桥段落。研究结论:高速客运专线无碴轨道铁路路基设计中,尤其在平原地区,应对路基填料、沉降控制、过渡段、路桥比较等方面给予重点考虑,并通过必要的试验、经济技术综合比较等方法确定最佳处理方案。     

大厚度自重湿陷性黄土区高速铁路路基新型地基处理技术研究

随着我国高速铁路建设的快速发展,大厚度自重湿陷性黄土区的地基处理逐渐成为工程设计中的难点和热点问题。本文总结了大厚度自重湿陷性黄土区高速铁路路基工程建设中常用的地基处理方法,在分析不同方法的优缺点及适用性的基础上,提出了阻水+挤密桩的新型地基处理技术。同时,通过室内模型试验、现场试验等研究工作,详细分析验证了该新型地基处理技术的可靠性、实用性和经济性,为大厚度自重湿陷性黄土区高速铁路的地基处理提供了一个新的方向。     

某高速铁路路基帮宽段沉降控制方案研究

沉降控制一直是高速铁路路基设计施工考虑的重要部分,然而国内外对高速铁路路基帮宽段的沉降影响研究较少。依托实际工程,研究高速铁路无砟轨道帮宽后既有路基的沉降控制方案,运用有限元软件Midas GTS-NX模拟路基填筑普通填料和轻质混凝土情况下旋喷桩、钢管微型桩的加固效果。结合施工技术的合理性,最后确定该工程条件下"钢管微型桩+轻质混凝土"更为合适。同时,考虑到施工影响,建议在既有线旁施工过程中放慢压桩速度,对此段高铁实行限速处理及实时监测的措施以保证安全。     

夯实高速铁路路基生命力的基础-地基处理

本文归纳总结了高速铁路路基建设中,软土、松软土与软土互层、湿陷性黄土、膨胀土、膨胀岩、岩溶等重点地基处理问题的经验教训和技术成果,对斜坡软土、膨胀岩土等地基的纵横向不均匀沉降和横向位移问题,对非饱和土地基吸水增湿效应引发的二次沉降变形问题,对站场路基与区间路基在受力、沉降方面的差异问题等进行了梳理。简析了问题产生的原因及其对路基生命力的影响,并提出了相关思考和建议,希冀有助于夯实路基基础,提高路基的生命力。     

我国无砟轨道铁路路基技术的进步与发展

截止2019年,我国已建成高速铁路3.5万km,其中路基长度约1万km,涵盖我国由南到北、从东到西,除西藏地区外的不同气候、不同地貌、不同地形、不同地质区域。大规模的高速铁路建设,极大促进了我国无砟轨道铁路路基技术的进步与发展。本文梳理、总结了我国无砟轨道铁路路基取得的技术进步,主要体现在:(1)建立了一套无砟轨道铁路路基设计理论;(2)建立了路基与桥、隧等构筑物连接刚度协调匹配的技术体系;(3)创新了不同区域、复杂环境、特殊地质条件下的路基毫米级沉降变形控制技术;(4)创新了无砟轨道铁路路基稳定状态长期保持技术。同时,本文还探讨了无砟轨道铁路路基有待进一步研究的技术问题。     

大断面湿陷性黄土隧道施工技术

研究目的:通过对郑西铁路客运专线潼洛川、高桥、凤凰岭3座大断面湿陷性黄土隧道的施工,分析与总结出大断面湿陷性黄土隧道Ⅴ级围岩段采用CRD法开挖与施工的施工方法以及合理工序、步长、人员、机械设备配置;分析地表沉降、拱顶下沉、水平收敛与开挖工序、黄土含水量、雨水的关系和变形规律。研究结果:确定出切合实际的进度指标和各个工序的作业循环时间;提出变形稳定性控制的参考指标;结合施工取得的经验教训,总结出大断面湿陷性黄土隧道施工控制变形的措施,并提出需进一步研究探讨的设计与施工技术问题。     

中兰客运专线桥梁总体设计

中兰客运专线是我国“八纵八横”高速铁路主通道之一“京兰通道”的重要组成部分。为解决中兰客运专线复杂建设环境条件导致的桥梁设计困难,并最大化实现“安全、实用、经济、美观”的设计宗旨,中兰客运专线桥梁设计以标准化简支梁为主,采用大跨桥梁为辅助的解决方案。本文介绍了湿陷性黄土地区桥梁、高烈度地震区桥梁、山地高墩区节段预制胶拼梁、大跨度简支系杆拱等重点桥梁设计特点,采用钢阻尼减隔震支座可有效延长结构的自振周期,满足地震力下结构大位移要求。