铁路路基培训(课件)

1,路基工程,铁路施工技术,2,培训主要内容： 1.路基工程组成、性质和特点 2.路基横断面 3.路堤、路堑及过渡段施工技术,路基工程,3,铁道线路是由路基、桥梁、涵洞、隧道和轨道等组成的一个整体工程结构，它是列车运行的基础。路基横断面形式:,4,路堑,半路堤,半路堑,半堤半堑,不填不挖路基,路堤,5,铁路路基是铁路线路的重要组成部分。它与桥梁、隧道相连，共同组成一个线路整体。 路基工程主要由三部分构成： 路基本体 路基支挡防护和加固建筑物 路基排水设施。,一、路基工程组成,6,7,1、路基本体 路基本体是指各种断面形式中的填挖部分，即直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分。由路基面、基床、边坡、路肩和基底组成。例如：路堤、路堑等承重的主体建筑物。2、路基防护和加固建筑物 路基防护和加固建筑物均属路基的附属建筑物。例如：挡土墙、护坡等。3、路基排水设施 排水设施也属路基的附属建筑物。例如：排除地面水的排水沟、侧沟、天沟、截水沟；排除地下水的渗水盲沟、支撑渗沟等。,8,对所有路基工程建筑物如何正确合理地进行设计和施工是路基工程工作的基本内容。 在这里，还应该掌握以下几个概念：,路基面 路肩 路肩高程 路基基床 地基 边坡坡度 路基边坡,1）路基面 在顶面上铺设轨道的面称为路基面。2）路 肩 路基面上未被道碴覆盖的部分。,(a) 路堤横断面,10,(b)路堑横断面,11,3） 路肩高程,路肩高程应保证路基不致被洪水淹没，也不致在地下水最高水位时因毛细水上升至路基面而产生冻胀或翻浆冒泥等病害。因此，对路基高程有一个最小值要求。,路肩最小高程,规范规定，路肩的最小高程应比设计洪水频率的水位连同波浪侵袭高和壅水现象在内，再加 0.5m 富余量。,13,4）路基基床,铁路路基面以下受列车动荷载作用和受水文、气候四季变化影响的深度范围称为路基基床。包括：基床表层（0.6m）和基床底层(1.9m)。,14,5) 地基 (1)路堤地基是指天然地面下的路堤基底。 (2)路堑地基是指基床以下的地层。6) 路基边坡 路基面与原地面间斜平面称为路基边坡。路基边坡又分为路堤边坡和路堑边坡。7) 边坡坡度 以边坡上两点间的垂直距离和水平距离之比1：m表示。,16,路堑边坡,17,二、路基工程的性质和特点,1.路基主要由松散的土(石)材料所构成。,18,2.路基完全暴露在大自然之中。,路基处在各种复杂的、变化的自然条件之中，例如：地质、水、降雨、气候、地震等条件，因而它时刻受到这些自然条件的侵袭和破坏。 又由于路基材料是土（石）松散体，所以路基本身的强度和稳定性也是常常变化的。,3.路基同时受轨道静荷载和列车动荷载的作用。,19,三、路基横断面,1、路基横断面的形式 路基横断面是指垂直于线路中心线截取的断面。,路基横断面的基本形式有六种： 路堤、 路堑、 半路堤、 半路堑、半堤半堑、不填不挖,20,2、 路 拱,1）路拱的作用与形状 水的危害是造成路基病害的重要原因，保证良好的排水条件是路基设计的重要原则。因此，当路堤或路堑的土质为非渗水性土时，路基面不是作成水平形状，而是作成有横向排水坡的拱状，称为路拱。,21,路基面可设成水平的条件：,岩质路基或用渗水材料(如碎石、卵石、砾石、粗砂或中砂)修筑的路基，因填料具有良好的渗水性能，降雨时短暂的湿润对强度影响不大，故路基面不需设成路拱而可以作成水平状即可。 路基面的形状：视路基材料是否为渗水材料而分为有路拱和无路拱两种。路拱的形状为三角形。曲线加宽时，仅将路拱外侧坡度放缓。,22,3、路基面的宽度,1）宽度标准 路基面的宽度等于道床覆盖的宽度加上两侧路肩的宽度之和。,路堤横断面,2）曲线加宽 曲线地段外轨需设置超高。外轨超高是借加厚外轨一侧枕下道碴的厚度来实现的。由于道碴加厚，道床坡脚外移，因而曲线外侧路基宽度亦应随超高的不同而相应加宽，才能保证路肩所需的宽度标准。,23,4 路基横断面的标准设计,1）常见的路基标准横断面 路基横断面最基本的两种形式是路堤横断面和路堑横断面。其中：路堤横断面主要由路基顶面、边坡、护道、取土坑或排水沟组成。路堑横断面则由路基顶面、侧沟、路堑边坡、弃土堆、天沟或截水沟等组成。 常见的断面形式有以下几种：,24,25,26,ii) 当填方高度大于 8 米而不小于 20 米时，采用上陡下缓的变坡形式。,路堤标准横断面2,适用于黄土及黄土类土、细纱土及易风化岩石的路堑。因为这类边坡容易风化剥落，设置侧沟平台以避免侧沟堵塞、方便养护维修。,ii) 设有侧沟平台的路堑断面,边坡陡，开挖面较小。,)不易风化的岩石路堑断面,32,路基小结,33,第一节 路基填筑,一、基底处理路堤基底是填料与原地面接触部分。基底的质量要求：具有足够的承载力，防止路堤的沉陷；基底面干燥、填筑的路堤与原地面结合紧密，防止路堤沿基底面滑动。基底处理措施 (1) 清除草皮 (2) 基底挖台阶 (3) 基底排水疏干,34,二. 基底填料,(1) 填料根据性质及适应性归纳为A、B、C、D、E五个组。E 组是严禁采用的填料,包括有机土。(2) 路堤基床以下部分宜选用A、B、C组填料。(3) 路堤浸水部分宜选用渗水土填料。(4) 使用不同填料填筑路堤时，应分层填筑，每一水平层应采用同一种填料填筑。,35,36,检测区,37,三. 压实标准,(1) 基床底层填料的压实度标准 不同的填料采用不同的控制指标。(2) 施工控制含水量的范围，应根据填料的性 质，要求的压实度和机械压实能力综合确定。(3) 路堤边坡高度大于20米时，应根据填料、边坡高度等加宽路基面。,38,39,四. 预留沉降量,路堤产生沉降的原因：路堤自重与列车动载作用;路堤的沉降由两部分组成，即： 路堤填土的沉降 + 地基的沉降,秦沈线路堤堤身沉降实测资料,路堤的沉降量取决于路堤的高度与填料的性质。 以往的实测表明，堤身的沉降量是路堤高度的0.31.0%。稳定时间大多在1年左右。由于秦沈线的填料好、压实度高，基床的沉降比在0.2h以下，路堤本体在1h以下。因此路堤填土沉降对一般路堤不存在问题，但对无碴规定就不能小视。,40,路堤沉降的危害： -导至路肩宽度不够，不符合设计要求； -造成路堤与路堑连接处积水，酿成路基危害。软土地基沉降是必须重视的问题路堤的沉降主要由地基产生。尤其是软土地基的沉降最需要重视。软土的全称是软弱粘性土，它包括淤泥和淤泥质土。一般是第四纪后期在滨海、湖泊、河滩、三角洲、冰碛等地质环境下缓慢地沉积形成的。它具有以下一些特性： 1）含水量高，孔隙比大；天然含水量L ，且35%。 天然孔隙比 1 2）抗剪强度低；不排水抗剪强度 Cu30kPa。 3）压缩性较高；压缩模量 4000kPa （4Mpa） 4）渗透性很小。渗透系数 k 110-6cm/s,41,软基对路堤填筑的影响,在软土地基上填筑路堤一般存在以下三方面的问题：1沉降量大 经验表明，56m的填土，沉降量约是层厚510，在深圳地区可达15202强度低，施工期间存在滑动破坏的可能性，影响填筑速度。3沉降速率缓慢，需要很长时间才能稳定。 因此，在软土地基上填筑路堤一般都需要对地基进行处理，对高速客运专线而言，软基处理更是必不可少的。,42,六、基床以下路堤填筑施工工艺,（1）一般路堤填筑可划分为三阶段、四区段、八流程，即： 三阶段：准备阶段、施工阶段、整修验收阶段； 四区段：填土区段、平整区段、碾压区段和检测区段； 八流程：施工准备、基底处理、分层填筑、摊铺整平、洒水晾晒、碾压夯实、检验签证和路基修整。,43,基床底层及以下路填填筑施工工艺流程,44,路基填筑小结,45,第二节 路堑开挖,一、路堑开挖工地布置及施工方法选择的原则路堑开挖施工应按施工时的地形、地质、气象、水文等实际情况、岩层产状、路堑长度及施工季节，并结合土石方调配选用合理的开挖方法。二、路堑开挖方法 1、全断面开挖（平缓、短而浅路堑） 2、横向台阶开挖（平缓横坡一般路堑） 3、纵向台阶开挖（适用于傍山路堑，路堑较长时可适当开设马口）,46,三、路堑开挖要求,1、路堑开挖施工前应作下列准备工作： 1）复查施工组织设计，核实调整土石方调运计划； 2）对施工现场按有关规定进行清理，检查坡顶、坡面，对危险面、裂缝其他不稳定情况必须妥善处理； 3）进行施工复测，以桩标明各部位轮廓； 4）施工路堑排水系统。,47,2、 路堑排水系统施工要求,1）路堑施工应先做好用于堑顶截、排水，并经常检查防止渗漏。堑顶为土质或含有软弱夹层的岩石时，天沟应及时铺砌或采取其他防渗措施；2）开挖区应保持排水系统通畅。临时排水设施宜与永久性排水设施相结合，并与原有排水系统相适应；3）排出的水不得损害路基及附近建筑物地基、道路和农田。,48,3、开挖应从上至下进行。严禁掏底开挖。对不稳定的土质路堑边坡应进行预加固。开挖和边坡加固有特别要求时，则应按设汁要求办理。4、在岩石的走向、倾斜不利于边坡稳定及施工安全的地段，应按设计要求开挖，并采取减弱施工振动的措施；在设有挡土墙的上述地段，应采取短开挖或马口开挖、并设临时支护等措施。5、软石和强风化岩石宜采用机械开挖，边坡高度大于20m的坚硬岩石可采用光面、深孔、预裂爆破开挖，严禁采用洞室爆破。,49,6、爆破应根据岩性，产状、边坡高度选择适当的爆破方法，严格控制药量。爆破后应达到边坡和堑顶山体稳定，基床和边坡平顺，不破碎、不松动；凸凹不平处应用浆砌片石补齐。7、边坡开挖应符合下列要求： 1）标出边桩连接线，经常检查边坡开挖坡度； 2）坡面应平顺，无明显凹凸，无危面、浮土、碴堆、杂物； 3）需设防护的边坡，应按设计及时防护，当不能紧跟开挖防护时，应预留一定厚度的保护层。8、在岩石路堑的侧沟平台上应按设计预留信号、电力电缆槽。开挖时不得损坏边坡坡脚，必须保证侧沟和侧沟平台完整；如有损坏，应用混凝土或浆砌片石补齐。,50,9、路堑开挖遇有下列情况时，应及时向设计单位反馈： 1）设计边坡、基床的土石种类或岩层构造与实际明显不符时； 2）因自然灾害危及堑底或边坡稳定时； 3）采用新的或特殊的施工方法，需改变边坡坡度时； 4）需增没或改变支挡、防护结构及排水设施时。,51,第三节 路基排水,路基排水,地面排水地下排水,排水措施,排泄拦截地表水疏干地表水降底地下水,52,1）地面水滞留路基面导致翻浆冒泥。2）在路基边坡上流动会造成冲刷。3）寒冷地区土质路基被水浸湿后，冬天冻胀，春融翻浆冒泥。4）地面水渗入地下，会对某些含易溶盐的土溶蚀而产生陷穴。,1 地面水的危害,53,1）浸入路基土体，降低强度，在力作用下路基发生变形。2）浸泡基床，引起翻浆冒泥、冻胀等后果。3）路基边坡受水浸湿，引起地表上的滑动，溜坍等边坡变形。,2 地下水的危害,54,二、地表排水设施,1.地表排水一般原则和要求, 尽快汇集并排离路基范围内的地面水，且水沟位置应离路基本体尽可能近，以充分发挥其排水效果。 应选择最短的水流通道，在地质较稳定、地形较平缓的地带设置排水沟。 水沟断面应满足流量要求，断面形状常采用梯形。,55,2. 地面排水设施 (1) 排水沟 (2) 侧沟 (3) 天沟与截水沟 (4) 跌水 (5)急流槽 (6)缓流井,56,排水沟 排出路堤范围内的地面水。当地面较平坦时，设于路堤两侧，当地面较陡时，应设于迎水一侧。,（地面较陡）,（地面较平坦）,57, 侧沟路堑地段用以排除路基面和路堑边坡坡面的地面水。,58,天沟与截水沟 设于堑顶用于排除山坡迎水方向流向路堑的地面水。,59,跌水 跌水是主槽底部呈台阶状的急流槽，有单级和多级跌水之分。利用台阶跌水消能，一般应作铺砌防护。,60,急流槽 用片石或混凝土筑成的衔接两段高程较大的排水设施。主槽纵出口设有消力池等消能装置。,61,缓流井 沟底纵坡较陡的水沟，可用两端坡度较缓的水沟用缓流井连接起来。,62,三、路基地下排水,1路基地下排水设施主要类型,(1)明沟及排水槽 明沟是兼排地面水及地下水的排水设备。沟底一般应挖至不透水层。若透水层太深，沟底置于透水层内，则沟底及水沟边坡应用不透水材料作护层，以免沟中水渗入土中。,63,浆砌片石明沟断面（单位：）,64,(2)渗水暗沟 渗水暗沟又称盲沟，是一种地下排水设备，用于拦截、排除较深含水层内的地下水，疏干滑体或降低地下水位，渗沟采用明挖施工。,支撑渗沟,65,第四节 路基防