高速铁路施工考试资料.doc

第一章 绪论根据所采用的技术不同 高速铁路分为轮轨技术类型和磁悬浮技术类型 轮轨技术有非摆式车体和摆式车体两种；磁悬浮技术有超导排斥型和常导吸引型两种。新建铁路运营速度达到或超过250km/h ，既有线通过改造使基础设施适应速度200km/h新建铁路旅客列车设计最高行车速度达到250km/h及以上的铁路高速铁路路基、桥涵及隧道等主体结构设计使用年限为100年，无砟轨道主体结构设计使用年限不小于60年。采用轮轨技术的高速铁路具有以下四个方面的主要技术特征：轮轨方面 持久高平顺性的轨道，轻量化、高走行稳定性的列车。弓网方面 大张力的接触网，高性能的受电弓空气动力方面 流线形、密封的列车，较大的线间距和隧道断面牵引与制动方面 大功率的交-直-交列车和大容量的牵引供电设施，大能力的盘形、再生、涡流列车制动系统和车载信号为主的列控模式。（接着上面的啊！）应当指出，快速（高速度、高密度）、舒适（高平顺性、高稳定性、高环保性）、安全（高可靠性、高耐久性）是高速铁路的三大要素 线间距是指相信两股道（区间正线地段实际为上、下行线）线路中心线之间的最短距离 区间及站内正线线间距 见下表1-2 设计行车速度/(km/h) 350 300 250 最小线间距/m 5.0 4.8 4.6缓和曲线考虑到三次抛物线线形简单，设计方便，平立面有效长度长、现场运用、养护经验丰富等特点夹直线、圆曲线或缓和曲线与道岔间的直线段最小长度为：Lmin=2Vmax3.60.6vmax 式中Vmax-设计速度数值（km/h） 当夹直线长度为0.8vmax时，在夹直线起终点对高速车辆产生的激扰振动不会叠加 困难条件下按0.6vmax计算确定我国高速铁路设计规范规定区间正线的最大坡度，不宜大于20%，困难条件下，经技术经济比较，不应大于30。动车组走行线的最大坡度不应大于35。路基横断面 无砟轨道支承层（或底座）底部范围内可水平设置，支承层（或底座）外侧路基面设置不小于4%的横向排水坡。有咋轨道路基面形状应为三角形，由路基面中心向两侧设置不小于4%的横向排水坡 我国提出路基两侧路肩宽度不应小于1.4m（双线）和1.5m（单线）的标准 路基基床 基床是由基床表层和底层组成的两层结构，无砟轨道为0.4m，有砟轨道为0.7m，基床底层厚度为2.3m路堤无碴轨道路基工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降不宜超过15mm；沉降比较均匀并且调整轨面高程后的竖曲线半径应满足式（1-3）的要求时，允许的工后沉降量为30mm 路基与桥梁、隧道或横向结构物交界处的工后沉降差不应大于5mm高速铁路桥梁具有以下工程特点刚度大耐久性要求高墩台基础的沉降控制严格上部结构宜采用预应力混凝土结构大跨度的特殊孔跨结构多双线简支箱梁制，架需特殊的大型施工装备特殊荷载名称有： 列车脱轨荷载船只或排筏的撞击力汽车撞击力施工荷载地震力长钢轨断轨力桥面布置应符合下列规定桥上有砟轨道轨下枕有砟轨道桥梁，直线上时线路中心至挡砟墙内侧净距不应小于2.2m桥面应为主要设备的安装预留位置桥上栏杆高度不应小于1.0m强风口地段应设置防风设施线路中心线距接触网支柱内侧边缘最小距离不应小于3.0m高速铁路隧道 空气动力学效应 主要是：由于瞬变压力，造成旅客不适，并对铁路员工和车辆产生危害；高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生微气压波，引起爆破噪声并危及洞口建筑物；行车阻力加大，引起对列车动力和能耗的特殊要求；列车风加剧，影响在隧道中待避的作业人员；其他，如隧道内热量的积聚，空气动力学噪声高速铁路进入隧道的空气动力学效应受多种因素影响 包括机车车辆方面 隧道方面 隧道净空断面面积 其他方面 列车在隧道中的交会等隧道衬砌内轮廓 从世界高速铁路修建史看，为了消减空气动力学效应所采用的措施大致可分为两类：一是“小断面”方式（以日本新干线隧道为代表的控制隧道断面积，提高运营车辆的密封性能，达到节约工程投资的目的）；一是“大断面”方式（以德国高速铁路隧道为代表的适当加大隧道断面净空面积的方法，缓解高速铁路隧道的空气动力学效应）我国高速铁路设计规范规定隧道净空有效面积应符合下列规定：设计行车速度目标值为250km/h时，双线隧道不应小于90，单线隧道不应小于58隧道防排水：应采取“防、堵、截、排，因地制宜，综合治理”的原则高速铁路对轨道的基本要求：高平顺性 高可靠性 高稳定性 高耐久性无砟轨道 看P34-P39页 图（1）CRTS I 型板式无砟轨道 （2）CRTS II 型板式无砟轨道 （6）道岔区无砟轨道 道岔区无砟轨道有轨枕埋入式和板式两种一次铺设跨区间无缝线路 新线铺设无缝线路有两种基本方案：一是短轨过渡方案 另一种是一次铺设无缝线路方案 高速铁路的工程特点 路基强度、沉降和纵向刚度的控制，桥梁结构的沉降和变形的控制是施工的关键问题隧道有效断面积加大到100以上，防水标准高，对施工工艺要求高，施工安全问题突出。高性能混凝土对粗细骨料、水泥、掺合料、外加剂等都有严格要求，混凝土结构裂纹控制难度大电感应、电传递和电绝缘的要求，使得结构物施工工序增加，工艺复杂。无缝线路铺设对环境温度的要求，使作业时间受到了限制。特级道砟的料源少，加工备料应予关注轨道平顺性要求高，轨道精调难度大。高速铁路的施工组织特点施工装备，特别是专用设备投入大。桥梁制运架和轨道施工设备是施工组织的关键资源。大临设施的布局及规模直接影响工期和投入，且优化难度大路基应作为土工结构物施工，填料应作为工程材料控制，考虑混凝土结构耐久性及结构工后沉降等高质量标准，各项工程应进行施工工艺设计，并进行工艺试验。隧道断面大，桥梁架设和现浇施工均为高处作业，应进行危险源判释，采取系统的有针对性的施工安全措施。各专业及各项工序间联系紧密，应采用系统工程理论和数学模型，运用网络技术，进行工期、资源、成本最有化分析。对施工期间粉尘、废水、噪声等应采取环境保护措施第二章 高速铁路路基施工新技术高速铁路路基的特点路基变形控制是关键路基刚度的均匀性列车运行及自然条件下的稳定性施工热点的特殊性 与一般铁路路基工程施工相比，高速铁路路基施工具有如下特点：（1）工程质量要求高，工后沉降控制严。（2）填土高度增加 （3）取土、弃土的矛盾较突出 （4）高速铁路跨越不同地区，工程地质极为复杂，要在短时间内使路基变形趋于稳定，工后沉降得以控制很难实现（5）线路中的桥涵和通道等特殊工程多（6）路基边坡的技术要求高（7）高速铁路建设项目繁多，工程投资巨大，工程任务艰巨，工期要求紧，质量要求高，这就使路基施工的组织与管理更加严格（8）路基施工机械化程度高，各种新工艺、新材料、新技术得到广泛应用，对工程技术人员提出了巨大挑战地基处理方法分为以下几类：排水固结法置换法双层地基或复合地基刚性桩基础深层密实法其他方法见P48页排水固接系统 树状图！排水系统与加压系统总是联合使用的。如果只设置排水系统，不设置加压系统，土体中的孔隙水没有压差，不会发生渗透固结，强度不会提高。如果只设置加压系统，不设置排水系统，孔隙水很难排出，地基土的固结沉降就需要较长时间换填土法的处理深度宜控制在3m以内，但也不宜小于0.5m复合地基复合地基是指天然地基在处理过程中部分土体得到增强或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区由基体和增强体两部分组成的人工地基复合地基又分为散体材料复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。重复牙拔管法施工步骤：机械按设计桩位就位后，桩管沉入至设计深度，向桩管内加料，然后边振动边拔管，拔至设计或试验确定高度；在变振动边下压沉管至设计或试验确定深度；停止拔管后应继续振动，一般停拔悬振时间为10-20s；重复循环上述步骤施工至桩顶。双管法施工步骤：机械按设计桩位就位后，桩管陈入职设计深度，拔起内管，加料至外管内，然后放下内管至外管内的砂（或碎石）料面上，拔起外管与内管平齐。再锤击内外管、压实砂（或碎石）料。重复循环上述步骤施工至桩顶。人工挖孔适用于无地下水或有少量地下水的土层和风化软岩层按打装顺序不同，CFG桩施工分为连打法和间隔跳扛法 按施工机械分为长螺旋施工和振动沉管施工两种打入桩 打入桩又叫沉入桩，是靠桩锤的冲击能量将预制桩打（压）入土中，使土被压挤密实，以达到加固地基的作用路堤施工技术填料改良可分为物理改良和化学改良两类填料改良施工工艺 填料改良施工工艺可分为厂拌法、路拌法和场拌法。基床以下路堤填筑应按“三阶段、四区段、八流程”采用碎石类土和砾石类土填筑时，分层的最大压实厚度不应大于40cm；采用砂类土和改良细粒土填筑时,分层的最大压实厚度不应大于40cm，采用砂类土和改良细粒土填筑时，分层的最大压实度不应大于30cm。分层填筑的最小分层厚度不宜小于10cm基床表层沥青混凝土施工施工准备基床表层沥青混凝土配合比设计基床表层沥青混凝土拌制基床表层沥青混凝土运输基床表层沥青混凝土摊铺基床表层沥青混凝土碾压第三章 高速铁路桥梁施工新技术高速铁路桥梁大量采用以32m为主 高速铁路桥梁墩台施工与普通线路桥梁墩台施工的不同点主要在于高速铁路桥梁墩台沉降控制严格，其余施工方法基本相同。常用跨度桥梁：客运专线简支梁有20m、24m、32m三个跨度系列，主要以32m梁为主 预应力体系由先张法和后张法两种结合梁桥的结构形式可分为板梁钢-混凝土结合梁（上承式）和桁（读heng 第二声）梁钢-混凝土结合梁（下承式）两大类大跨度桥梁 高速铁路桥梁承受的动力作用远大于一般桥梁悬索桥是跨越能力最大的一种桥型膺架灌注施工方法适用于墩身不太高、桥址地质条件较好、工期要求不紧的工程悬臂对称施工分为悬臂拼装和悬臂浇筑两类1 悬臂拼装法 2 悬臂浇筑法 悬臂浇筑采用移动式 挂篮 作为主要施工设备 挂篮的设计应满足下列要求：悬臂吊架应有向前走行（滑移）设备 施工挂篮行走时，其抗倾覆稳定系数不小于2 挂篮总重量的变化，不应超过设计重量的10% 顶推法施工的种类 单点顶推法 多点顶推法 临时滑道支承装置顶推施工法 永久支承兼用滑道顶推施工法 预制组拼分段顶推法 逐段预制逐段顶推法 顶推法施工注意事项：要求导梁和梁体的中线偏差不大于2.0mm，相邻两跨支点同侧滑移装置的顶面高偏差1.0mm，同墩两支点滑移装置的顶面高偏差0.5mm先简支后连续箱梁：为保证高速铁路对轨道线路的高平顺度要求，采用这种结构同时还增强了桥梁的整体性，提高桥梁的纵、横向刚度，改善了桥梁受力状况。在先简支后连续箱梁施工方法中，桥梁的连续是其重点和难点主要应注意的几个问题：湿接缝的浇筑施加预应力体系转换架梁机和运梁车安全通过湿接缝箱梁集中预制与架设先张法现场制梁具有下列优点：预应力孔道设置、孔道压浆和梁体封端工序大大减少；工序相对减少，生产周期短；由于张拉使用工具锚，大大节约了锚具成本；不需设置预应力孔道，避免了孔道摩阻所产生的应力损失，节约材料成本；不需存梁场，大大减少占地。由于预应力钢筋与混凝土之间紧密结合，先张梁的耐久性要优于后张梁。梁场设置应遵循以下原则制梁场的设置数量主要根据桥梁分布情况、运梁车运梁速度、运梁半径、桥梁特殊孔跨、建设总工期的要求等进行综合考虑来确定；根据现有资料，架梁按1孔/d的综合进度考虑设于桥梁相对集中地段或箱梁孔数较多的特大桥旁，并尽量设于供应范围中部选址要求交通相对便利，水电方便，地势平坦，临时工程量少贯彻保护农田的原则，减少对耕地的破坏，尽量按运梁最大半径确定梁场数量箱梁一般采用运梁便道形式上路基，个别长桥上采用提升设备形式应靠近砂、石料产地，原材料和成品进出运输方便尽可能设在线路路基旁，场地高程最好与路肩相同，场内道路应相互连通，并应在不受洪水影响的地点。土建费用及制梁等相关费用为最小预制箱梁榀数满足生产经济性规模要求模板施工工艺流程 双线整孔预制箱梁模板由底模、侧模、内模、端模四部分组成拆模:模板拆除顺序为:端模-内模-上拉杆-侧模预应力施工 ：预应力施工按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。后张预制梁终张拉完成后，在48h内进行管道真空辅助压浆 预应力束采用单张群放原则 提梁机分为轮胎式提梁机和轨行式提梁机T梁预制：拆模时梁体混凝土强度不得低于设计强度的50%且混凝土表面温度与环境温度差应小于15 泥浆护壁，在不影响孔壁稳定的情况下，泥浆密度越小越好。第四章 高速铁路隧道施工新技术 导洞超前扩挖法：是指在隧道设计断面内的适当位置先开挖一条导洞，待导洞贯通（称为先通导洞法）或超前一定长度（称为超前导洞法）台阶法 所谓台阶法施工，就是为了控制围岩变形，而将结构断面分成上下两断面或几个作业面，分成两步或多步开挖的方法台阶法分为长台阶法、短台阶法和超短台阶法等三种。大断面隧道施工中经常采用短台阶法和超短台阶法一般上台阶长度小于5倍但大于1-1.5倍洞跨，短台阶法的长度在10-20cm多层台阶法：台阶长度一般不超过1.5倍洞泾 三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式 该方法适用于IV、V级围岩，地址主要有黄土、强风化岩层等情况三台阶七步开挖法具有下列技术特点：施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。在地质条件发生变化时，便于灵活及时地转换施工工序，调整施工方法三台阶七步开挖法规避了侧壁导坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除临时支护及受力转换造成不安全的因素，及时调整闭合时间，方便机械化施工，利于施工工序转换。适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。在台阶法开挖的基础上，预留核心土，左右错开开挖，利于开挖工作面稳定当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间分部开挖法：分部开挖法包括环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法等单侧壁导坑法的施工作业顺序为：开挖侧壁导坑，并进行初次支护，应尽快使导坑的初次支护闭合开挖上台阶，进行拱布初次支护，使其一侧支承在导坑的初次支护上，另一侧支承在下台阶上开挖下台阶，进行另一侧边墙的初次支护，并尽快建造底部初次支护，使全断面闭合拆除导坑临空部分的初次支护建造内层衬砌双侧壁导坑法施工作业顺序为：开挖一侧导坑，并及时地将其初次支护闭合相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并建造初次支护开挖上部核心土，建造拱部初次支护，拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上开挖下台阶，建造底部的初次支护，使初次支护全断面闭合，拆除导坑临空部分的初次支护，建造内层衬砌高速铁路大断面施工方法的选择选择施工方法时要注意以下几点：地形、地质的特殊性，如洞口段、浅埋段、易变形地段的地质状况等是否有限制条件，如对地表沉降的限制、地基承载力不足等必要时要与辅助工法配合要尽量采用能避免围岩松弛的施工方法，如在泥岩或黄土中采用机械开挖应尽量使支护及早封闭，避免多次扰动围岩；控制初期支护位移、变形施工组织的统一协调，在统一隧道中尽量减少工法的频繁变换尽量采用机械化施工，提高作业效率，加快施工速度施工方法选择顺序应为：全断面法-正台阶法-台阶设临时仰拱-CD法-CRD法-双侧壁导坑法高速铁路隧道施工综合超前地质预报技术 超前地质预报方法从专业技术方面可分为常规地质法和物探法两大类，具体以下几种：超前导坑正洞地质素描水平超前探孔声波测试红外探水弹性波法电磁波法出口浅埋地段设计概况施工中严格遵循：“管超前、短进尺、留核心、强支护、早封闭、严治水、勤量测、速反馈、快成环、紧衬砌”的原则，并认真贯彻“稳中求快，稳步推进”的施工理念第五章 高速铁路轨道施工新技术轨道施工是指将轨道安放在已完成并达到设计强度的路基、桥梁、隧道等建筑物上的工作。轨道施工能否如期完成轨道施工按其性质可分为正常铺轨和临时铺轨按照铺轨方向可分为单向铺轨和多向铺轨按照铺轨方法可分为人工铺轨和机械铺轨两种按照轨道结构不同，轨道施工包括有砟轨道施工和无砟轨道施工第一类是引进国外的技术装备和作业方法，其中可分为散枕铺设法和长轨排铺设法第二类是充分利用我国铁路轨道工程现有的工程机械和技术另外也可利用人工配合长轨运输车进行长钢轨的铺设长钢轨轨排铺设法：长钢轨轨排铺设法的施工程序同传统的短轨排铺设程序基本相同换铺法：所谓换铺法就是首先用铺轨机结合轨排换装龙门吊进行25m铺设普通线路一定长度换铺法目前主要利用换轨小车组换铺、采用新型组合式换轨车换轨和利用铺轨机推送换铺三种方法轨道板固定：轨道板与底座的间隙不得小于40mm，减振型轨道板与底座间隙不得小于35mm，轨道板与凸形挡台的间隙不得小于30mm质量检查水泥沥青砂浆灌注后应与轨道板密贴，不应有空隙，轨道板边角悬空应小于30mm凸形挡台周围填充树脂低于轨道板顶面5-10mmCRTS II型板式无砟轨道源于