客运专线无砟轨道铁路复合地基沉降预测研究

研究目的:如何准确而又简便地计算与预测地基沉降是工程实践中一直未能很好解决的问题。在简要分析双曲线切线模量法的理论基础上,利用C++和VB语言混合编程,编制基于载荷试验的双曲线切线模量法的地基沉降计算程序,并利用某铁路复合路基载荷试验p～s曲线进行计算以验证其适用性。研究结论:双曲线切线模量法用于预测客运专线无砟轨道铁路路基沉降具有比较高的精确度,能够将沉降预测的时间提前到路堤填土施工前,是对目前客运专线无砟轨道铁路路基沉降计算与预测方法的补充。     

晋中某铁路松软土路基地基处理试验研究

在某铁路松软土区域设立路基试验段，试验段的地基分别采用塑料排水板和碎石桩法进行处理，通过路基的沉降观测和地基的孔隙水压力观测，对两种方法的处理效果进行了对比，分析了各自的特点和适用性。同时对加固后路基的工后沉降进行了预测，并对比了理论计算值，对铁路路基设计和施工具有一定的指导作用。     

铁路客运专线相关技术研究

铁路客运专线技术新,标准高,工程庞大,系统复杂。经研究和论证,提出客运专线建设总体技术路线,分析了铁路客运专线在速度目标值、线路平纵段面、路基工程、桥梁工程、隧道工程、轨道工程、站场等方面的主要技术特点,并围绕无砟轨道和高速道岔设计理论等方面的关键技术开展研究。通过采用CFG桩、预应力管桩等设计和工程措施,控制路基沉降,建立路基沉降变形精测系统网,定期观测与评估。对桥梁基础沉降与梁的徐变,采取基础沉降控制、预应力混凝土梁徐变变形控制和区域沉降地区的桥梁沉降控制等措施。隧道施工采用台阶法、交叉中隔壁法和双侧壁导坑法,衬砌采用复合式衬砌或整体式衬砌。     

浅谈四曲线法测定桩基沉降原理

在武广高速铁路赤壁路基试验段施工完成后,为了更好的分析路基下部CFG桩复合地基实际沉降数据。采用了4种曲线拟合法对路基沉降进行了预测分析及对比研究。结果表明:曲线拟合法的预测精度取决于映射函数和实测沉降样本空间范围,星野法和双曲线法的预测值与实测值吻合较好。该成果为适用于武广高速铁路及其它相关工程的复合地基的沉降预测提拱参考依据。     

铁路客运专线路基工后沉降预测方法研究

利用路基填筑完成后相对较长静置期内的实测沉降值及轨道结构层施工完成后的较短时间内的有限次沉降数据,提出一种实用的铁路客运专线路基工后沉降预测方法。首先,利用较长静置期中的路基沉降实测数据进行曲线拟合并判定其拟合参数是否满足要求,其次,在满足预测曲线的参数条件后,根据结构层的荷载情况及施工完成后有限次实测沉降值,确定与路基土体固结性质有关的结构层施工完成后的沉降发展曲线拟合方程参数,并给出相应的工后沉降计算式;最后,通过工程实例对所建议的预测评估方法进行验证与分析。     

地铁双洞单线盾构隧道下穿引起既有铁路沉降实测研究

为揭示北京卵石土地区双洞单线隧道下穿施工期对既有铁路的沉降影响，基于某地铁下穿有砟铁路工程，以精密电子水准仪和自动化静力水准仪对铁路沉降开展现场实测，并对监测数据的时空规律进行挖掘分析，对左右线影响的空间叠加效应、地面沉降随盾构推进的时间台阶效应、道砟层和线路加固体系对沉降的隔离效应开展研究。结果表明，路基和轨道最大沉降发生在左右线隧道中心对应位置，隧道左线、右线先后下穿过程对铁路的沉降影响有明显叠加效应；路基和轨道沉降影响为突变型，可划分为左线刀盘切土及推进、左线盾尾离开、右线刀盘切土及推进、右线盾尾离开4个阶段，时程曲线台阶特征明显，施工期应密切关注；路基和轨道沉降影响在下穿施工期基本发展完成，该阶段沉降量占最终总沉降量88%以上，随后逐渐收敛；下穿施工引起既有铁路轨道沉降最大值为18.94 mm;引起既有铁路路基沉降最大值为24.24 mm,轨道沉降曲线较路基沉降曲线更为平缓，铁路道砟层和3-5-3扣轨起到有效隔离作用。     

济南西站宽站场路基复合地基沉降特性研究分析

近年来,复合地基技术措施在高速铁路软土、松软土地段得到了广泛应用,但国内鲜有对大面积堆载、宽站场技术条件下的复合地基沉降特性研究。京沪高速铁路济南西站站场采取了PHC管桩+CFG桩组合桩+长短桩的复合地基设计方案控制地基沉降,文章基于该工程项目现场DIK 419+251(C)科研监测断面采集的数据进行研究分析,总结济南西站宽站场路基工程复合地基的沉降特性;同时运用ABAQUS有限元软件建立沉降控制三维群桩模型,采用数值分析法模拟计算宽站场路基复合地基的理论沉降值,分析其沉降变化规律,以期探讨大面积堆载条件下宽站场复合地基沉降值和沉降横向均匀性的控制要点,确保施工和运营安全质量。     

客运专线铁路砂桩处理软基沉降分析

客运专线铁路建设对路基工后沉降的要求十分严格,以京沪客运专线铁路昆山试验段的测试数据为依据,在分析砂桩处理软基方案合理性的基础上,总结了路基预压沉降测试数据的变化规律,并采用双曲线法进行了地基预压期间的沉降预测,基于预测结果,分别获取了该试验段一般路段与路桥过渡段的堆载预压相关设计参数,推测出满足工后沉降要求时控制预压期地基沉降速率的相关参数。     

新建铁路对既有高铁附加沉降影响的分析方法研究

基于雄忻铁路保定东站临近既有京石高铁设计项目,综合采用数值仿真分析、理论分析、有限元分层总和法对既有京石高铁路基附加沉降变形开展系统研究。根据既有保定东站站台区既有京石高铁路基附加沉降对比分析结果,确定新建铁路对既有高铁附加沉降影响的基本规律和关键影响因素,提出大断面并站站场路基附加沉降评估的基本流程和关键参数确定方法,形成邻近既有高铁附加沉降评估的成套技术。分析结果表明:数值仿真技术由于当前采用的边界条件和本构模型限制,既有高铁路基仿真结果出现了局部隆起,同现场沉降监测结果并不相符;基于Boussinesq和实体Mindlin理论的分析方法可有效解决既有高铁沉降分析结果的局部隆起问题,但附加沉降影响范围相对较大;有限元分层总和法有效综合了数值仿真分析和理论分析方法的特点,更适宜于复杂工况下的既有高铁路基附加沉降量和沉降范围的评估。     

黄土地区地铁盾构下穿铁路变形控制技术

研究目的:黄土地区某城市地铁2号线盾构施工下穿既有陇海铁路线是一个盾构施工中的I级风险源,为保证地铁盾构施工安全下穿陇海线路,开展了盾构施工穿越既有铁路的变形控制技术研究,以为盾构安全施工提供技术支撑。研究结论:(1)黄土地区地铁盾构下穿既有陇海线路的地表沉降规律:不采取控制措施盾构施工时,路基右线隧道轴线正上方的沉降量为20.48 mm,左线隧道轴线正上方的沉降量为12.85 mm,左右线隧道的轴线上的沉降量均超出了沉降允许值;采取严格控制土压力、盾构匀速通过、严格控制注浆量、减少盾构推进方向的改变等减小地铁盾构下穿既有铁路施工风险的措施盾构施工时,右线隧道轴线正上方的沉降量为5.44 mm,左线隧道轴线上方的沉降量为4.95 mm,均小于变形允许值。(2)FLAC计算预测的变形规律与实际值基本一致,地表和铁路路基的变形量在允许范围内;减小地铁盾构下穿既有铁路施工风险的措施合理有效。(3)该研究成果可应用于黄土地区地铁盾构下穿铁路施工变形控制。     

京沪高速铁路CFG桩复合地基沉降预测分析

在京沪高速铁路凤阳试验段现场试验的基础上,获得了CFG桩复合地基实测沉降数据.在实测沉降数据的基础上对路基沉降预测问题作了进一步的探讨,采用了4种曲线拟合法对路基沉降进行了预测分析及对比研究.结果表明:曲线拟合法的预测精度取决于映射函数和实测沉降样本空间范围,星野法和双曲线法的预测值与实测值吻合较好.该成果为适用于京沪高速铁路及其它相关工程的复合地基的沉降预测提拱参考依据.     

武广铁路客运专线超载预压路基沉降评估技术

以武广铁路客运专线实测数据为基础,分析了超载预压路基沉降规律及特征,总结了与之相适应的评估技术要求和经验。在此基础上,分别采用有效应力面积比法和基于实测数据回归拟合的分析方法,对超载预压路基的卸载时机和工程沉降进行分析,为铁路客运专线超载预压路基的沉降变形评估提供一条有效的途径。     

软土地区盾构隧道斜下穿多股铁路路基变形规律

目的：目前，地铁隧道穿越铁路路基的情况越来越多，但软土地区盾构隧道斜下穿既有运营铁路的研究相对较少，因此需分析该情况下的路基变形规律。方法：以绍兴轨道交通1号线大滩站—火车站站区间盾构隧道下穿杭甬铁路绍兴站站房及6股铁路股道工程为例开展研究。采用有限元法分析了盾构隧道掘进施工对杭甬铁路路基的变形影响，并基于实测数据对数值模拟结果进行了对比分析，充分验证了袖阀管注浆加固方案的有效性。结果及结论：有限元分析结果表明：未考虑盾构穿越区域地基加固的情况下，杭甬铁路路基顶面最大沉降值为13.12 mm,不满足沉降控制标准要求；当盾构穿越区域采用袖阀管注浆加固措施后，杭甬铁路路基顶面最大沉降值为8.20 mm,满足沉降控制标准要求，说明袖阀管注浆能够有效控制铁路路基沉降和轨道的不平顺。实测数据结果表明，盾构隧道下穿铁路施工期间的累计变形历程可分为路基隆起、路基快速沉降、路基平稳波动及后续沉降4个阶段，且前期隆起量大、后续变形相对较小，加固后的路基累计变形量能控制在10.00 mm以内。     

输水管道群下穿既有铁路软土地基变形控制技术研究

大直径输水管道群顶管下穿既有铁路软土地基必然会引起铁路路基沉降和轨道变形,影响铁路行车安全。以顶管下穿既有京沪铁路工程为研究对象,对顶管下穿铁路引起的路基沉降和轨道变形规律进行数值模拟计算;提出软土地基沉降变形控制标准及加固方案、施工工艺参数及施工控制措施。通过现场监测成果,验证地基加固效果及其合理性。研究结果表明:输水管道群顶进施工引起铁路路基的最终变形沿铁路中心线呈"U"形分布,最大沉降量约为12.5 mm,大于最大路基面沉降和水平位移不应超过10 mm的要求。采用旋喷桩与袖阀管注浆相结合的地基加固措施,有效地提高了地基强度,减小了顶管施工对既有铁路的影响。整个顶管施工过程中,绝大多数监测点路基沉降值在3～10 mm之间,水平位移在2～6 mm之间,路基变形满足规定要求。该研究成果对新建构筑物下穿既有铁路工程的设计、施工具有借鉴意义。     

CFG桩复合地基在铁路客运专线中的应用

研究目的:铁路穿越不良地质时,常常要采取一些工程措施加以解决,以满足相关规范和标准要求,尤其是客运专线铁路.CFG桩是武广铁路客运专线处理路基基底的一种比较先进的技术手段,能够满足工后沉降及列车高速运行的要求.本文着重研究CFG桩施工工艺及质量控制方法.研究结论:经过路基填筑、工后沉降评估、无砟轨道施工和一年多的观测验证,只要严格按照复合地基的原则处理,严格控制工艺过程的施工质量,施工后的路基工程沉降量完全可以达到设计标准,实现路、桥、隧标准要求的铁路轨道线形.     

青藏铁路碎石护坡路基长期效果分析

采用碎石护坡路基是多年冻土地区主要的工程处理措施。本文依据2003—2011年青藏铁路楚玛尔河地区碎石护坡路基的地温及沉降数据,对其长期效果进行分析。结果表明:采用碎石护坡路基能有效冷却地基和保护多年冻土,路基下地温总体上呈现降低趋势,竣工后2年内冻土人为上限有明显抬升,2005年以后上限基本稳定,冻土路基逐渐呈现出热稳定状态;碎石护坡对于减少路基阴阳坡的地温差异有显著作用;碎石护坡路基填筑完成后,其前期沉降较大,后期逐渐减小,2007年以后每年的沉降量均在10 mm以内,路基呈现出长期稳定状态;碎石护坡施工对铁路运行影响小,故对于冻土铁路可采用碎石护坡措施进行路基补强。     

新建隧道下穿施工引起既有铁路轨道变形的理论计算模型

新建隧道下穿施工将引起上覆既有铁路轨道产生不平顺，导致列车振动加剧，进而降低旅客乘车舒适性。为此，提出新建隧道下穿施工引起铁路钢轨变形的理论计算模型。首先，采用高斯分布公式预测新建隧道施工引起铁路路基顶面沉降；然后，将轨道视为无拉力弹性地基上的梁，推导路基沉降引起轨道挠曲变形计算式。通过与室内模型试验结果和现场监测数据比较，对提出的理论模型进行验证。探讨铁路线路与新建隧道间的水平夹角、钢轨抗弯刚度、路基顶面沉降槽宽度系数对钢轨挠曲变形的影响规律。该计算条件下，当路基沉降槽宽度系数小于2 m,新建隧道垂直下穿施工将导致上方有砟铁路轨枕产生局部空吊现象；增大钢轨抗弯刚度，可以减小钢轨挠曲变形幅值；增大铁路线路与隧道之间水平夹角，可以减小钢轨挠曲变形波长；增大路基沉降槽宽度系数，轨道挠曲变形幅值逐渐减小，并且波长逐渐增大。     

超大面积深厚软土桩网复合地基沉降变形观测技术

结合厦深铁路(广东段)4标潮汕站场超大面积深厚软土桩网复合地基沉降控制施工及沉降变形观测施工实践,详细介绍了沉降变形观测技术,包括观测断面的选取及布置原则、测试内容、测试元器件的布设、沉降预测方法及预测计算、地基固结度的计算及分析,通过预测数据和实测数据的对比,证明了潮汕站场超大面积深厚软土桩网复合地基沉降控制施工方案的正确性,对指导同类型施工有借鉴作用。     

京雄城际铁路地下水开采条件下无砟轨道路基沉降特性

由于地下水过量开采,京雄城际铁路沿线所经地区沉降问题显著,严重威胁铁路运营安全。本文利用Visual-Modflow和ABAUQS软件分别建立三维水文地质模型和沉降耦合数学模型,分析不同地下水开采条件下地下水位变化特征及不同地下水位变化条件下无砟轨道路基沉降特性,为制定京雄城际铁路所经地区的地下水合理开采方案提供依据。研究结果表明:随着开采时间增加,地下水位逐渐下降且下降速率逐渐减小;随着抽水速率的增加,地下水位下降高度逐渐增大且增大幅度逐渐减小,下降速率逐渐增大;土体中超静孔隙水压力随开采时间或抽水速率的增加而减小;随着开采时间的增加,路基顶面累计沉降逐渐增大,沉降速率逐渐减小;随着抽水速率的增加,累计沉降和沉降速率均增大。建议将雄县地区沿线单井抽水速率控制在1 000 m~3/d以下,以控制京雄城际铁路路基沉降。     

超大直径顶管群下穿京沪铁路的设计研究

研究目的:超大直径顶管群曲线顶进穿过京沪铁路路基,不可避免对管道周围土体产生扰动,通过仿真计算研究不同顶进次序对铁路路基及轨道的变形影响,以及对该变形的影响进行评估,并结合地质资料提出袖阀管注浆加固路基方案,以指导顶管群安全穿过运营铁路。研究结论:(1)考虑不同顶管顶进次序的相互影响,顶进所引起的铁路路基最终变形呈沉降槽形式,变形区域边界线水平倾角近45。;(2)不同顶进次序引起的路基变形差别主要体现在不同位置发生的时间不同,最终变形差异并不大;(3)顶管作业对铁路的影响主要从路基沉降量和轨道短弦矢度值进行评估,仿真计算表明轨道短弦最大矢度值未超过要求;(4)沉降槽曲线表明路基面最大沉降量已超过10 mm,可通过袖阀管注浆加固以满足既有路基技术要求;(5)该研究成果对于采用非明挖方式下穿铁路结构的安全评估及设计具有参考价值。