黄土地区铁路近接路基变形分析及监测研究

黄土地区近接路基段由于施工难度大，牵制条件多，且新建线建设对既有线会产生附加影响，成为铁路建设工程中的控制性工程。以实际工程为背景，结合静动荷载力学模型，基于各阶段监测数据，研究近接路基变形规律。结果表明，既有线填筑阶段，沉降值随时间的增长逐渐增大，前期增长速率快，后期增长速率低，采用修正的Burgers模型可高度拟合；既有线运营阶段，沉降随运营时间的增加而增加，运营约2.5年时基本稳定，采用循环荷载下力学模型可高度拟合；新建线旋喷桩复合地基施工阶段，隆起量随各排高压旋喷桩施工均呈现先增加后波动性减小的现象，且当旋喷桩施工至距离顶面1/3～2/3位置时，对既有线影响最大；随着垫层及路堤本体填筑高度的增加，附加沉降值均随填筑高度增加和距离帮宽侧路肩长度减小呈现非线性增加。     

路涵过渡段涵洞竖向压力现场试验研究

路堤填方作用下涵洞竖向压力与路堤填土高度和涵洞宽度之比H/D有直接关系。针对涵顶路基填方作用于上埋式刚性涵洞的土压力问题,在两个不同填土高度(5 m、3 m)的涵洞顶和过渡段路基内埋设土压力传感器,测试分析涵洞和过渡段路基的竖向压力在填筑过程中的变化特性。本工点试验结果表明,涵洞竖向土压力系数K随着填土高度的增加,存在先增大再略有减小至稳定的过程,且填土完成后的设计K值与实测K值之比达到1.16。     

既有铁路斜交盖板涵接长方案探讨

涵洞接长广泛应用于既有铁路改造及增建二线铁路中,斜交盖板涵接长是其中特殊的一类。根据已建成的增建渝怀二线21座斜交接长涵洞,首先按孔径、斜交角度、填土厚度分类汇总;然后采用MIDAS建立有限元模型,分析不同类型盖板裂缝及应力;最后根据计算结果并结合不同工程实际条件,总结出5种斜交盖板涵洞接长方案。实践证明,这5种方案对铁路运输影响小,施工安全,快捷。     

轨道交通桩板结构施工对临近既有线影响的数值模拟

采用有限元Plaxis 3D软件建立三维模型,分析沪宁城际铁路接轨工程中桩板结构和路基填筑等施工对既有线路及周边地层的扰动影响。模拟研究结果表明:桩板结构施工对既有线路变形影响较为明显,既有线路最大横向水平及竖向位移均出现在桩基钻孔成桩过程;施工过程中路基两侧帮宽处逐渐出现明显沉降槽,槽底最大沉降发生于联络线右线侧桩板结构板浇筑阶段。     

某高铁无砟轨道路基帮宽设计方案数值研究

在某高铁无砟轨道路基帮宽设计方案优化中,利用ABAQUS有限元软件对既有线地基沉降变形机理进行了研究,结果表明:大规模并站路基填筑下,不利断面往往出现在两坡脚搭接处;相较于正常填土,靠近既有线侧部分采用轻质泡沫混凝土,可减小既有线路基沉降变形30%~50%;隔离桩方案可减小既有线沉降的1/3左右,随着两线坡脚的靠近,其对既有线沉降控制能力逐渐减弱。     

多年冻土区拼装式涵洞地基回冻与变形试验研究

通过对青藏铁路清水河地区拼装式涵洞地基温度和沉降的观测，研究多年冻土区拼装式涵洞现浇混凝土基础对冻土的热扰动影响、地基的回冻规律和冻土人为上限的变化特征，分析涵洞结构随地基冻胀、融沉产生的变形。经过2个冻融周期的现场测试和研究表明：青藏高原清水河细颗粒高温多年冻土区涵洞基础施工的时间若选在10月下旬，明挖基坑及现浇基础混凝土对基底以下多年冻土的影响深度为1．1～1．3m，施工扰动、融化后的冻土地基回冻时间为45～50d，涵洞基础施工2年后多年冻土地基人为上限上升了1．0m左右，冻土上限沿涵洞中轴线在其中部上升大，两端上升较小，这说明涵洞路基和涵洞具有保温隔热的作用；涵洞建成1年后地基沉降大部分已发生，且2年中涵洞地基的不均匀沉降基本稳定。     

京沪高速铁路路基与横向结构物过渡段施工技术

高速铁路路基过渡段引起的不平顺往往是长波不平顺,对乘车舒适性影响最大。以京沪高速铁路路堤式涵路过渡段施工为例,从施工准备、施工方法、检验标准、沉降变形监测、路基相关工程等方面进行了详细说明。施工实践表明,过渡段施工完成后各项指标符合路基填筑质量控制标准,能够达到设计要求;并提出了施工中应重视填筑过渡段和分段填筑时搭接的长度和宽度的控制,防止出现差异变形。     

接长涵洞防护桩施工对铁路营业线运营安全的影响

接长涵洞防护桩施工时,需在铁路营业线路基边坡上人工开挖防护桩,施工对土体扰动势必对周围土层的位移和内力产生影响,进而对营业线路基产生影响。铁路运营部门为避免路基在施工过程中受列车振动影响,造成塌孔等影响路基稳定的因素,要求在施工过程中列车经过时需限速,但对于具体限速值无明确规定和参考依据。为进一步明确人工挖孔桩对路基稳定性的影响,采用有限元分析方法,模拟开挖时各单元应力释放的过程,计算路基位移及下沉量,最终确定人工挖孔桩施工过程中,列车通行该区段时可以不限速。     

群桩施工引起邻近场地扰动变形的试验研究

在邻近既有线的新建线地基上进行大面积群桩施工可能对既有线带来不利影响。依托鲁南高速铁路并轨段路基工程,开展不同桩型群桩成桩现场试验,研究大面积群桩成桩对邻近场地变形的影响,并将试验成果应用于新建线地基加固方案中。群桩施工扰动引起的邻近场地水平位移与竖向位移随成桩排数的增多呈现先增大后逐渐稳定的趋势,位移发展经历快速、慢速和逐渐稳定3个阶段;引孔深度15 m及20 m成桩工艺对静压管桩挤土变形的防控效果显著;以1. 5 mm为变形特征值时,管桩群桩引起地表隆起变形范围在0. 4倍桩长以内、横向变形范围在2倍桩长以内,微型桩及灌注桩引起邻近土体变形范围都在5 m以内;采用灌注桩群桩对鲁南高速铁路并轨段路基进行地基加固,既有路基坡脚测点向外位移最大值在1. 0 mm以内,表明既有路基基本不受施工扰动影响。     

路桥过渡段路基工后沉降监测试验研究

研究目的:台背路基沉降是路桥过渡段差异沉降和桥头跳车的主要原因。为探讨路桥过渡段路基在自重应力和汽车荷载作用下的工后沉降,在兰永一级公路某一路桥过渡段布置单点沉降计对过渡段路基工后沉降进行长期监测,即分别在桥梁台背行车道和路肩位置布置两列沉降计,对路基的沉降及稳定性做长期观测,分析路基沉降随时间和空间的变化规律,从而为公路建设中路桥过渡段沉降研究提供基础数据。研究结论:(1)路肩位置沉降大于行车道位置沉降;(2)路基沉降随时间增加而增大,过渡段路基填筑结束1年后沉降趋于稳定;(3)汽车荷载作用下路基沉降不会出现较大的增长趋势;(4)对数模型能较真实地反映路基工后沉降规律;(5)本研究结论可为路桥过渡段的设计和施工提供指导。     

浅埋暗挖地铁车站下穿既有线结构施工方法研究

以北京地铁5号线崇文门车站过既有线段为研究对象,对下穿既有线结构的新线地铁车站施工方法进行研究。采用三维有限差分软件FLAC3D,对柱洞法、中洞法和侧洞法3种大断面地铁车站施工方法的施工全过程进行三维仿真分析,研究地表沉降、既有线沉降、既有线变形缝两端结构差异沉降和塑性区分布。研究结果表明:3种工法下第1阶段开挖造成的地表沉降在总沉降中占主要部分,柱洞法施工造成的地表沉降和既有线结构沉降最小,中洞法次之,侧洞法最大;不同工法下相同位置处的变形缝两端结构的差异沉降趋势相同,洞室上方变形缝两端结构的差异沉降先增大后减小,远离洞室的变形缝两端结构的差异沉降始终增大;3种地铁开挖方法产生的塑性区基本位于洞室周围,但侧洞法的塑性区深入到既有线结构,影响既有线结构的安全运营。可见,柱洞法相对于其他2种工法具有一定优势,在地层沉降控制要求比较严格时,推荐首选柱洞法。     

沪杭高速铁路金山北站路桥及路涵过渡段沉降控制技术研究

介绍沪杭高速铁路金山北站DK46+370过渡段,设计采用直径400 mm,间距2.4 m的管桩及50 cm厚筏板地基加固处理,过渡段正线填料采用级配碎石加5%的水泥,两侧采用A、B组填料填筑至设计高程,且采用A、B组填料堆载3.5 m高满足3个月的预压期。在整个填筑和预压过程中实行连续不间断测量,为研究过渡段沉降提供了基础性数据。通过以上施工方法和测量数据表明,350 km/h客运专线过渡段可以采用桩板结构地基加固方案,过渡段填料采用级配碎石加5%的水泥满足设计沉降要求,可以广泛应用。     

客运专线路桥过渡段施工技术试验研究

路桥过渡段施工是客运专线施工的重要环节,如何结合不同地质情况,选择适当的填料和合理的施工机械、施工工艺及检测方法,是过渡段处理成败的关键.通过对在新建邯济铁路开展的粗粒级配材料填筑客运专线路桥过渡段的施工技术试验研究及在秦沈客运专线开展的加筋土处理路桥过渡段的试验研究,提出适合于客运专线路桥过渡段的填筑材料、施工机械和施工技术,并通过对试验段实测沉降和理论计算沉降值进行对比分析,得出粗粒级配材料和加筋土处理高客运专线路桥过渡段的可行性.     

高速铁路建设对紧临既有线路基服役状态影响的动力测试分析与对策

新建高速铁路施工开挖使紧临既有线路基边坡一侧临空,列车动载作用下动态变形或累积变形过量将影响路基的正常服役,甚至导致路基失稳。本文依托紧临京沪既有线的沪宁城际高铁建设工程,开展确保既有线安全运营的路基动力响应测试,试验获取既有路基施工三阶段(路基开挖、成桩、路基填筑)振动位移、频率、加速度等参量。测试表明:路基开挖阶段振动响应峰值最大,为既有线路基最危险阶段;各动力响应参量中振动加速度、振动位移在反映路基动力性能、指标控制标准建立具有优势,可作为路基动力稳定性监控的控制指标;路基状态动力测试为开挖边坡防护与施工天窗合理开设时机提供数据支持。     

新建地铁车站施工对既有地铁车站的影响研究

文章基于苏州地铁某车站,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,研究深基坑开挖对周围土体影响规律,分析新建车站施工对临近既有车站受力变形影响。经研究,基坑开挖前2/3深度时,对周围土体扰动主要表现为沉降范围扩大,继续开挖及随后的回筑阶段对周围土体的扰动以沉降量增加为主;新建车站施工,既有车站地下一层侧墙受压,最大压应力出现在顶板高度处,地下二层侧墙以受拉为主,且拉应力处于较高水平,最大拉应力出现在该层中部;新建车站施工时,既有车站靠向基坑方向倾斜;既有车站顶板靠近基坑一端出现沉降,随开挖深度增加顶板逐渐抬升,开挖过程中沉降值减小45.8%。     

季冻区高速铁路路桥过渡段稳定性试验研究

研究目的:对于路桥过渡段较多的高速铁路地段,控制路桥过渡段的沉降差是保证列车运行平顺性的重要因素,尤其是处于深季节冻土区的高速铁路路桥过渡段,其变形控制更加严格。本文以哈齐高铁某路桥过渡段为试验监测断面,基于现场地温、冻胀变形和沉降变形的试验数据,分析寒区高速铁路路桥过渡段的地温、基床表面的冻胀变形和基底的沉降变形,揭示寒区高速铁路路桥过渡段的地温与变形特征,从而评价路桥过渡段的稳定性状况。研究结论:(1)建设初期,采用掺3%水泥的级配碎石作为桥后回填料较粗粒土易吸热和放热;两者在相应深度处的温差随时间的推移逐渐减小并趋于0℃,最终桥后级配碎石与粗粒土达到新的热力平衡;(2)采用掺3%水泥的级配碎石作为路桥过渡段桥后回填材料,其基床表层与桥台间的最大变形差值为4.6 mm,满足规范要求;(3)级配碎石作为桥后回填材料,其基床表层的变形随时空的变化过程分为四个阶段:冻胀快速发展期、冻胀相对稳定期、冻胀抬升期和融化回落期;(4)级配碎石作为桥后回填材料,其冻结深度与基床表层的冻胀变形呈非线性关系,但路堤的最大冻结深度影响其基床表层的最大累积冻胀值;(5)路基阳坡的沉降量较阴坡大,离阴面坡脚越近,基底的沉降量和变形幅度越小;路基施工完成至铺轨前,基底沉降随时间的推移缓慢增大,但目前基底各测点沉降量均满足规范要求;(6)该研究成果可为今后季冻区类似工程设计、施工和维护提供参考。     

京沪高速铁路廊坊段路涵过渡段施工控制技术及沉降特征分析

路基与涵洞存在刚度和沉降差异,常引起刚度和几何的不平顺。针对京沪高速铁路廊坊段 CRTSⅡ型板式无砟轨道廊坊段路涵过渡段,提出了过渡段施工的控制技术,包括填料的要求、施工设备的选型、碾压控制及质量检测指标控制,以控制路涵过渡段不平顺,满足高速列车安全、舒适、不间断运行的需要;并以现场两个过渡段中路基与涵洞的沉降特征,验证过渡段设计和施工的合理性。     

既有线提速改造施工中轨道几何状态监控

结合宁启铁路既有线提速改造工程,分析涵洞接长或顶进、三角区回填及涵顶积水、插拔钢板桩、架设便梁、轨枕更换、线路拨接、路基帮宽、无缝线路铺设等影响既有线轨道几何状态的主要因素,以及轨道检查车、晃车仪、添乘仪的监控数据,并将监控数据与施工影响因素进行对比。针对施工影响因素,提出加强既有线轨道几何状态动静态监控、加强线路沉降观测和线路检查等措施。     

中铁十七局

中铁十七局集团承建的包西铁路陕西段，线路全长96．5正线公里，全部为增建二线工程，总投资约12亿元。线路经过榆林、延安两市所辖的清涧、子长、宝塔两县一区。全线桥隧工程比例较大，工程地质复杂，隧道大部分地段穿越浅埋水平软弱煤系地层、弱膨胀性红黏土或砂质、流砂黄土地层。桥梁工程桩基贯穿古采空区，施工难度极大。管段内68km路基为帮宽、双绕换边、平面交叉和原位落道改造，既有线桥台加固、涵洞接长等安全防护工点多，施工安全风险大。     

郑州-西安客运专线路基过渡段施工技术

铁路路桥和横向构筑物间的过渡段是设计和施工中的薄弱环节。在郑西客运专线的设计中,为保证列车高速运行时的平稳舒适,采用刚度较大的级配碎石作为过渡填筑段,与路基相接处采用一定的斜坡过渡。针对路堤与桥台过渡段、半挖半填路基过渡段、路堑与隧道过渡段制定了施工方法、工艺和要点,提出了过渡段施工的技术措施和施工控制及质量检测标准,要求过渡段与路堤同步分层填筑,用振动碾压机具进行碾压,边角部位用小型压实机具压实,以保证整体的施工质量。压实质量采用地基系数K30、动态变形模量Evd和孔隙率n三项指标控制。