时速公里铁路路基关键技术PPT课件.ppt

时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 第一节引言列车的行车速度的提高对路基提出了新的要求 主要表现在对其强度 刚度 下沉变形 水稳定性及在运营养护等方面要求的进一步提高 关于既有线路基的检测评估 国内外尚缺乏成熟的先进技术 虽然对于地基与一般路基目前有多种检测方法 但是也难以直接用于处理既有线路基问题 首先既有线路基存在上覆结构 又有列车运营 对检测速度及方法的可实施性有新的要求 其次我国既有线路在不同时期修建 其建设方法 线路结构 使用历时 路基土质 工作环境等等有很大的差异 再加上上部结构和通行列车不同其荷载条件也存在差异 这些都使问题变得复杂 即使有可行的检测手段 结果的评估也存在很大困难 针对既有线的评估 虽然国内外有许多项目进行了研究 但仍是当前急需解决的技术问题 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 第二节既有线基床检测方法及存在的主要问题1轻便静力触探静力触探是一种较为理想的原位测试方法 它是将探头用静力方式压入土层 以贯入阻力来划分地层及确定其物理力学指标的方法 其测试结果稳定可靠 近年来研制开发了适用于路基的小型轻便触探设备 在既有线重载路基基床质量评估研究中被证明为一种有效的办法 其主要缺点是干扰行车 且不能穿透道床和基床板结层 如采用钻具辅助成孔 由于孔深不宜掌握 易丢失基床浅部的信息 而这部分的评估极为重要 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 2小型贯入试验小型贯入试验可以检验基床 封闭层及换土的强度 试验是将截面积1cm2长度10cm的贯入头 用2 5kg的标准穿心锤以落高30cm锤击贯入土层 以击数来判断地层的强度 该方法设备简单 操作方便 其分辨能力比轻型动力触探试验有所提高 但仅能测试表层情况 且需要开挖道床 对行车干扰较大 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 3轻型动力触探动力触探是把装在钻杆上的锥头按规定锤击能量将探头打入土中一定深度 以捶击数为测定结果来区分地层及确定其物理力学指标的方法 考虑到既有线的特点一般以锤重10kg 落距50cm的轻型动力触探进行勘探 该方法设备简单 操作方便 勘探速度快 在路基基床质量评估中经常使用 但其分辨率不高 易受介质不均匀的影响 其他同轻型静力触探 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 轻型动力触探 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 4重型动力触探可在含有板结层的情况下使用 在评价路基的同时 还可对道床的厚度和密实度等进行评价 但对行车干扰大 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 5便携式动力触探试验便携式动力触探试验仪是其他贯入触探设备的改进产品 贯入时由数据采集系统连续记录锥尖阻力 对地层有较高的分辨率 并可滤掉局部介质不均的影响 检测结果稳定可靠 且具有携带方便的特点 其对行车有一定的影响 可作为局部勘察手段 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 6地基系数K30测试由于现行的规范采用地基系数K30为参数 在既有线上也有进行试验的 但难度较大 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 7落锤式路基动刚度检测由于在既有线上基床系数K30的测试不容易实现 可以采用新近开发的落锤式动刚度检测仪测试基床动刚度 并可换算相应的K30值 以此评价路基基床质量 该方法需要扒开部分道碴进行操作 影响行车 普查或有资料可查时 也可在路肩测试 然后推测轨道下方的相应参数 落锤式路基动刚度检测 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 8波速法有跨孔波速法和面波法 跨孔波速法是利用两孔或两相对表面传递和接收剪切波 计算两传感器之间剪切波的传播速度 面波法通过在路基表面激振和接收信号 根据面波传播规律反演各地层波速情况 波速法以波速区分地层及确定其物理力学指标 属无损检测 测试速度较快 对行车无影响 但分辨率低 受频率和测试条件的影响 表层检测困难 且结果易受含水量和土质变化的影响 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 9电测法电测法是利用电场分布规律研究地层电性差异来认识地质构造的一种勘探方法 它通过插入地下的电极 建立人工电场 利用仪器测定电场的分布 计算地下土层的电阻率 以此反映地层的变化 曾用于道碴陷槽和道碴囊的探测 但影响其精度的因素较多 测试速度也不快 且难以建立与地层力学性质的关系 只能用于结构物的探测或初略确定道碴的污染程度 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 10核子密度湿度测试利用核子密度湿度仪可以检测基床的压实度和含水量 其原理是通过测量 射线在经物质散射前后强度的变化和测试快中子的散射能量来确定被测物质的密度和含水量的 根据测试结果即可判断路基及基床的压实程度 为避免扒开道碴 需采用深层核子密度湿度仪穿过道床成孔试验 其缺点是对行车有干扰 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 12路基动态监测俄铁路采用负载列车试验的办法 其中包括监测路基弹性下沉和振动参数 查找异常点 其缺点是不便于全程检查 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 由于路基和基床破坏形式的隐蔽性与长期累积性 其质量的好坏往往不能及时获得明确的结论 要在短期内建立检测参数的评定标准也有困难 而既有线提速路基的评估又是当前急需解决的技术问题 这迫使我们从其他途径尽快建立一套既有线路基检测评估的方法 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 对于京秦客运通道的路基状况曾进行了较为系统的研究 考虑到在较短的时间里任何室内试验都与现场的物理力学过程有较大的差异 难以模拟现场土质的时间和环境等效应的影响 试验以原位勘察为主 主要思路是选取多处有代表性的路段 以地质雷达对基床变形和病害情况进行扫描 综合运营情况 对基床的好坏进行分类 并与多种原位试验测得的参数相联系 摸清楚对于现有运营状况基床各参数与基床工作性能的关系 确定在目前行车状况下基床正常工作时相应参数的最低控制值 并检验各种试验方法的灵敏程度 所确定的最低参数值 可供条件相似的其他线路提速到本线路运营速度时作为评估的参考依据 同时也可参照不同行车速度的基面荷载 结合运量情况经推导作为路基提速的评估标准 经试验与研究 并结合当前的可实施性 提出了针对该线路条件的轻型动力触探提速控制参数 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 第三节评价标准和有关问题的讨论采用新线设计标准存在一些问题 没有考虑既有线路基土经长期运营存在的结构特性 既有线在结构上可能与新线有较大差异 既有线改造后的维护可能允许与新线不同 新线的设计标准有待实践的检验 时速200公里铁路路基关键技术第五章既有线路基检测 第四节建议 1 根据当前既有线提速对路基基床质量评估的迫切要求 建议路基的检测评估应选用一些先进的技术手段 力求快速 准确 可靠 不干扰或少干扰行车 目前可采用雷达普查和局部勘察相结合的方式 既可以摸清线路目前的状况 又可以从中提出相应的评估标准 局部勘察最好选用便携式动力触探仪 深层核子密度仪和轻型动力触探仪 这三种设备的可实施性均较好 并各有特点 便携式动力触探