铁路路基站场给排水

1、排水、防护、支挡工程铁路路基站场给排水第1页一 排水工程地表水渗透路基土体会降低土抗剪强度 地下水存在和活动往往引发各种路基病害，是路基变形发生和发展基本原因 在低路堤条件下，因为毛细作用，水分可能升入路堤内，使填料强度下降 水还是产生溶蚀和冻害主要原因之一 水是影响路基工程质量主要原因，就路基病害规模、范围及成因而言，水往往是决定性原因之一。铁路路基站场给排水第2页1 地面排水铁路路基站场给排水第3页沿线排水系统 要依据线路平、纵断面及地质水文条件，确定合理排水方向和合理排水设施位置 要确定桥涵、隧道、车站、农田水利排水建筑物配合和连接方式，防止各行其是、相互脱节现象 铁路路基站场给排水第4

2、页地面排水设备 地面排水设备有排水沟、侧沟、天沟、吊沟（急流槽、跌水）及缓流井等地面排水设备纵坡不应小于2 设计地面排水设备断面形状和尺寸应满足排泄设计流量要求，不产生冲刷和淤积 设计长度宜短不宜长，以使水流不过于聚集，做到及时疏散、就近分流，同时也不应兼作其它流水用途 铁路路基站场给排水第5页 排水沟 铁路路基站场给排水第6页排水沟与其它沟渠相接时，力争水流舒顺，因地形限制成直角相交时，可按下列图形式处置 沟渠连接示意图 1-排水沟；2-其它沟渠；3-路中线；4-桥涵铁路路基站场给排水第7页侧沟 侧沟是路堑地段用以排除路基面和路堑边坡坡面地表水水沟，它设于路基面两侧或一侧（半路堑） 铁路路基

3、站场给排水第8页在路堑边坡面有冲蚀现象地段，应设置宽度12m侧沟平台，以免堵塞侧沟；石质路堑开挖侧沟有困难时，可采取挡碴墙以降低开挖量 铁路路基站场给排水第9页天沟天沟设于路堑堑顶，用以排除山坡迎水方向流向路堑地面水。路堑顶部无弃土堆时，天沟内边缘至堑顶距离不宜小于5m。当沟内进行加固防渗时不应小于2m。铁路路基站场给排水第10页吊沟、跌水与急流槽 铁路路基站场给排水第11页缓流井 用于承接从吊沟汇入侧沟地表水并削减其能量，保护路基本体不受冲蚀 铁路路基站场给排水第12页 地下排水在地下水危及路基稳定（包含整体稳定和局部稳定）或严重降低路基强度情况下，通常依据详细情况采取拦截、旁引、排除含水层

4、地下水，以及采取隔离办法进行处理 进行地下排水设计前，应进行野外工程地质和水文地质调查、勘探和测试 在排除地下水同时，应采取办法预防地表水下渗而造成对地下水补给，也不允许将地表水排放入地下水排水设施内 1 普通要求铁路路基站场给排水第13页明沟和槽沟 明沟和槽沟是兼排地表水和土体中上层滞水或埋藏很浅潜水排水设备 浆砌片石明沟 木结构槽沟铁路路基站场给排水第14页渗沟 用于降低地下水位、排除地下水渗沟又称平式渗沟，包含埋置深度2-6m浅埋渗沟 按照有没有渗水管可分为有管渗沟和无管渗沟同时起支撑边坡作用渗沟称为边坡渗沟铁路路基站场给排水第15页 a）渗水管 b）有管渗沟出口 有管渗沟示意图（单位：

5、mm）有管渗沟 有管渗沟渗水管是管壁带有渗水孔陶管或混凝土管，如图（a）所表示，此图适合用于流程较长，流量较大情况 铁路路基站场给排水第16页无管渗沟 利用了碎石孔隙作为排水通道。适合用于地下水流量小、流程短情况。排水碎石亦可采取无砂混凝土代替。排水碎石周围应设反滤层，对反滤层要求与有管渗沟相同。采取无纺土工织物作为碎石体维护并起渗滤作用是当前许多工程中普遍采取方法铁路路基站场给排水第17页边坡渗沟 边坡渗沟用于疏干边坡和排除自边坡出露上层滞水或泉水，并对边坡起支撑作用。惯用边坡支撑渗沟处理土质路堑边坡坡度应不陡于，因为受地下水活动影响，边坡土体稳固性常可受其危害 边坡渗沟主要有拱形和树枝形两

6、类 铁路路基站场给排水第18页边坡渗沟正视图 拱形边坡渗沟 树枝形边坡渗沟 铁路路基站场给排水第19页边坡渗沟纵断面图 边坡渗沟纵断面图 铁路路基站场给排水第20页支撑渗沟 用以支撑可能滑动不稳定土体或山坡，并排除滑动带附近活动地下水，疏干潮湿土体，依据不稳定土体范围成群设置支撑渗沟也可和抗滑挡土墙配合使用 支撑渗沟纵断面图 铁路路基站场给排水第21页支撑渗沟通常使其轴线与滑动方向基本平行，布置呈平行条带状，支撑渗沟间距及断面宽度，可按照每条渗沟所担负下滑力计算确定。断面采取矩形，宽度为23m，间距为815m或更大些 支撑渗沟埋置深度依据疏干地下水深度确定。若用于整改可能坍塌，渗沟底应置于土体

7、（或山体）滑动面以下稳定土层或岩层内最少0.5m。在须考虑冻结要求时，沟底应置于冻结深度以下最少0.4m 铁路路基站场给排水第22页渗水隧洞 处理滑坡及其它路基病害中地下水时，当地下水埋藏较深，如1020m以上时，深埋渗沟开挖工程太大，施工困难，常以坑道形式排水，称为渗水隧洞渗水隧洞可与立式渗井配合使用。单独使用时，只能排除隧洞能集引含水土层中水，而不能贯通整个或多个含水地层铁路路基站场给排水第23页曲墙式渗水隧洞 断面图 150号混凝土拱砖大样图 铁路路基站场给排水第24页排水平孔 为排除路基土体或滑坡体中地下水，可使用仰斜度为1015排水平孔。依据水文地质条件，平孔可平行排列或扇形排列布置

8、 平行排列平孔 扇形排列平孔 铁路路基站场给排水第25页排水平孔依据需要可布置一层或多层，但平孔位置必须埋于地下低水位以下，尽可能扩大疏干范围。因为平孔施工简单，收效显著，为国外广泛采取。我国在整改滑坡中，采取平孔排除地下水也取得良好效果。多孔平层铁路路基站场给排水第26页 水沟冲刷防护和防淤、防渗 当水沟天然土层不足以抵抗流速冲刷时，需对水沟采取加固办法 水沟渗漏对于一些地质不良地域路基稳固是一个有害原因，所以必须预防 防渗方法：表层夯拍，三合土、四合土捶面，浆砌片石护面及用混凝土水槽等，对于采取卵石护面或干砌片石护面水沟，也可在其底层用粘土夯铺一层厚0.20.3m土层 为了预防浆砌片石及混

9、凝土水槽预留伸缩缝渗水，应用沥青麻筋嵌塞缝隙铁路路基站场给排水第27页水沟加固类型 铁路路基站场给排水第28页天然材料护面 铁路路基站场给排水第29页拼装式混凝土板护面 铁路路基站场给排水第30页 边坡防护工程铁路路基站场给排水第31页路基改变了原地层天然平衡状态，且不停经受各种错综复杂自然原因作用，可能会产生各种形态破坏，因而需进行防护防护均以路基坡脚和坡面为对象，因而边坡防护包含路基坡面防护和坡脚冲刷防护铁路路基站场给排水第32页一 植物防护植物防护是指人工培植边坡植被覆盖表土以预防雨水冲刷，并调整土壤湿度以预防表土干裂及剥落办法，包含植草、铺草皮和种树，主要适合用于较缓土质或严重风化岩质

10、边 铁路路基站场给排水第33页1 植草植草是一个施工简单、造价经济有效坡面防护方法，适合用于草类生长土质路堤和路堑边坡，普通要求边坡坡度缓于，允许地表水流速0.40.6m/s，坡高在6.0m以内。种草时将草籽加土拌和，均匀播种在表土适当翻松坡面上，必要时坡面加铺510cm种植土层，以有利种草成活和生长 铁路路基站场给排水第34页植草防护边坡示意图 铁路路基站场给排水第35页2 铺草皮其作用与植草相同，效果更加好，且可用于较高较陡土坡上，亦可铺在严重风化岩层和成岩作用差软岩层边坡上雨量较集中地域，植草成活率低，但当附近草皮起源轻易，铺草皮更适宜铺草皮惯用有白茅草、假俭草、绊根草等 铁路路基站场给

11、排水第36页 铺草皮方法包含平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮等 平铺草皮 平铺叠置草皮铁路路基站场给排水第37页方格式草皮 卵（片）石方格草 铁路路基站场给排水第38页3 植树坡面防护也可植树，普通是草、树间植，采取根系发达、枝叶茂盛、能快速生长矮灌木，如一年成活紫穗槐；二年成活夹竹桃等 紫穗槐在西北半干旱、高寒地域整改路基坡面溜坍曾获突出效果铁路路基站场给排水第39页二 坡面补强及加固对于不宜采取植物防护岩质边坡，如页岩等易风化岩边坡可采取抹面、喷浆、勾缝、灌浆等方法防护，同时预防坡面水洗蚀和风化剥落 铁路路基站场给排水第40页铁路路基站场给排水第41页5 混凝土薄板 对于不易用植物防护土

12、质边坡，可直接用厚0.81.0cm之混凝土薄板防护，重量轻，节约坞土，也可工厂化预制 铁路路基站场给排水第42页6 土工布对于土质贫瘠，保肥、保水性差土质边坡 不适于生长植物或虽可生长植物，常因冻害引发坡面剥落边坡，则惯用土工布覆盖 路堑坡面覆盖防护 路堤坡面覆盖防护 铁路路基站场给排水第43页三 砌石护坡对缓于1:1各种土质、土夹石及岩质边坡，坡面受地表水流冲蚀产生冲沟、泥流、小型表层溜坍，均可采取砌石护坡防护 铁路路基站场给排水第44页1 单层干砌片石护坡 干砌护坡干砌基础 干砌护坡浆砌基础 干砌片石护坡（单位:cm） 铁路路基站场给排水第45页2漿砌片石护坡 肋式浆砌片石护坡展示图 柱肋

13、 漿砌片石护坡（单位:cm） 铁路路基站场给排水第46页3漿砌片石骨架护坡 拱形漿砌片石骨架护坡（单位:cm） 铁路路基站场给排水第47页4.漿砌片石护墙 实体护墙 孔窗式护墙 铁路路基站场给排水第48页5.钢筋混凝土框架护坡 钢筋混凝土框架护坡 铁路路基站场给排水第49页铁路路基站场给排水第50页铁路路基站场给排水第51页铁路路基站场给排水第52页铁路路基站场给排水第53页铁路路基站场给排水第54页铁路路基站场给排水第55页铁路路基站场给排水第56页铁路路基站场给排水第57页铁路路基站场给排水第58页铁路路基站场给排水第59页铁路路基站场给排水第60页铁路路基站场给排水第61页铁路路基站场给

14、排水第62页铁路路基站场给排水第63页应用土工格室进行边坡防护，提升坡面强度、预防水流冲蚀铁路路基站场给排水第64页路基冲刷防护沿河铁路路基，受河流变迁及冲刷威胁尤其到了每年洪水涨水季节，水流对路基冲刷乃至冲垮，常给行车安全造成巨大威胁和灾害故必须以有效办法预防河岸与路堤边坡被冲刷，确保路基安全稳定 铁路路基站场给排水第65页预防冲刷方法 直接防护 直接防护中，除上述植物防护（主要指植树）与砌石防护外，对于较大流速和浸水部分来说，还有抛石、石笼、柔性板与抗滑桩等 间接防护 主要指导治和改河 铁路路基站场给排水第66页路基边坡和河岸冲刷直接防护类型与适用条件 防护类型结构形式适用条件注意事项允许

15、流速(m/s)水文、地形条件植物防护铺草皮1.21.8水流方向与线路近乎平行,不受各种洪水主流冲刷季节性浸水路堤边坡防护种植防水林挂柳有浅滩地段河岸冲刷防护干砌片石护坡单层干砌厚普通0.250.5m双层干砌厚上层0.250.35m,下层0.25m24水流方向较平顺河岸滩地边缘;不受主流冲刷路堤边坡应设置垫层浆砌片石护坡厚0.30.6m48主流冲刷及波浪作用强烈处路堤边坡有冻胀变形边坡上应设垫层抛石石块尺寸依据流速和波浪大小计算,普通0.30.5m3水流方向较平顺,无严重局部冲刷地段抛石厚度不应小于石块尺寸之两倍石笼镀锌铁丝、竹编笼箱或土工格栅笼箱56受洪水冲刷但无滚石地段和大石料缺乏地域浸水挡

16、土墙58峡谷急流地段,水流冲刷严重地段铁路路基站场给排水第67页1铺草皮砖台阶式叠砌 竖立式叠砌 边坡铺草皮砖结构 铁路路基站场给排水第68页2抛石护坡不设垫层 设置垫层 新建路基坡脚抛石防护示意图 铁路路基站场给排水第69页不设垫层 设置垫层 现有线路基坡脚抛石防护示意图 铁路路基站场给排水第70页3片石护坡干砌片石护坡示意图 铁路路基站场给排水第71页浆砌片石护坡示意图 基础脚墙埋设在冲刷深度线以下 柔性混凝土块板防护基础 铁路路基站场给排水第72页4混凝土板护坡混凝土板护坡示意图 铁路路基站场给排水第73页柔性混凝土块板防护布置及结构图（单位：mm） 柔性混凝土块防护含有柔性，可保护坡脚

17、预防被淘刷 铁路路基站场给排水第74页5石笼护坡石笼结构图 铁路路基站场给排水第75页a) 平铺 b) 垒码石笼垒码或平铺防护图（单位：m） 假如石笼用于预防岸坡被冲刷时，则可用垒码或平铺于坡面形式 铁路路基站场给排水第76页铁路路基站场给排水第77页铁路路基站场给排水第78页铁路路基站场给排水第79页铁路路基站场给排水第80页二 间接防护采取导流或阻流方法，改变水流性质，或者迫使主流流向偏离被防护路段，亦可减小流速，缓解水流对被防护路段作用，改变河槽中冲刷和淤积部位，以及必要时改变河道等，均属于间接防护 铁路路基站场给排水第81页导流建筑物类型及其作用 铁路路基站场给排水第82页单个丁坝 顺

18、坝 导流建筑物惯用有丁坝、顺坝两种 铁路路基站场给排水第83页按照河水流向与丁坝交角大小，丁坝分成垂直、上挑、下挑三种布置形式 垂直布置形式 下挑布置形式 上挑布置形式 丁坝不一样布置形式冲淤情况示意图 依据坝身长短，丁坝又可分为长丁坝、短丁坝 铁路路基站场给排水第84页丁坝坝头、对于水流作用为首当其冲，而且易受水上漂浮物撞击，必须坚固，常将背水面放宽（总宽是坝身顶宽1.52.0倍），并做圆滑曲线形，横坡放缓至1：3 (a) 平面 (b)断面 丁坝坝头结构示意图铁路路基站场给排水第85页丁坝坝身为不对称梯形断面，其顶宽普通大于2.0m 石质丁坝断面示意图 铁路路基站场给排水第86页 几个混合结

19、构丁坝断面图（尺寸：m） 1-混凝土板；2-石笼；3-抛石；4-梢料柴排（或束）； 5-石梢坝；6-浆砌块石铁路路基站场给排水第87页 坝腹式丁坝1-单层嵌砌片石（40cm）；2-石笼；3-石块；4-干砌片石面层； 5-碎（卵）石垫层；6-渗水土铁路路基站场给排水第88页铁路路基站场给排水第89页铁路路基站场给排水第90页 路基支挡工程铁路路基站场给排水第91页重力式挡土墙四种主要形式 仰斜墙背式 俯斜墙背式 铁路路基站场给排水第92页衡重式 折线墙背式 在平衡土压力方面，衡重式特点是利用墙身和墙背回填土重力和地基反力来保持土体稳定 铁路路基站场给排水第93页几个常见轻型挡土墙 锚杆挡土墙 锚

20、定板挡土墙 在平衡土压力方面，锚杆挡土墙特点是在填土内埋入锚固件，或在稳定土层中插入锚杆利用锚固件抗拔力，将挡土板拉紧 铁路路基站场给排水第94页桩板挡土墙 在平衡土压力方面，柱板式或桩板式挡土墙特点是把柱（桩）部分埋入地基内，用柱、板结构挡土，以地基抗力保持柱板稳定 铁路路基站场给排水第95页加筋土挡土墙 在平衡土压力方面，加筋土挡土墙特点则是利用拉筋与土之间摩擦力抵抗土压力，并以拉筋端部分墙面板连接挡土 铁路路基站场给排水第96页薄壁挡土墙 在平衡土压力方面，薄壁挡土墙特点是由钢筋混凝土结构组成，用墙背踵板上地基抗力抵抗土压力 铁路路基站场给排水第97页为使路堑边坡开挖减小或预防落石危害，

21、可修筑路堑墙及作拦石墙、护墙等 路堑墙 路肩墙 铁路路基站场给排水第98页路堤墙 综合应用挡土墙 铁路路基站场给排水第99页铁路路基站场给排水第100页铁路路基站场给排水第101页铁路路基站场给排水第102页铁路路基站场给排水第103页铁路路基站场给排水第104页铁路路基站场给排水第105页铁路路基站场给排水第106页铁路路基站场给排水第107页铁路路基站场给排水第108页挡土墙主要作用 稳定边坡降低土方预防冲刷拦挡落石整改滑坡等 除在路基工程中应用以外，在桥梁工程、水利工程、工业民用建筑中也常使用 铁路路基站场给排水第109页五 库仑土压力理论及其在铁路挡土墙中应用1776年法国学者库仑依据

22、墙后土楔体处于极限平衡状态时力系平衡条件，提出了与朗肯理论不一样分析方法，可适合用于不一样形式填土表面和不一样粗糙度墙背条件 （一）库仑土压力理论铁路路基站场给排水第110页库仑理论假设墙后土楔体处于极限平衡状态时滑动面为平面滑动土楔体为刚体墙后填土为砂性土在AB和BC滑动面上抗剪强度均已充分发挥 墙后地面为任意平面时库仑主动土压力计算图 铁路路基站场给排水第111页当挡土墙墙背AB受力向前移动，将出现破坏楔体ABC，当其处于极限平衡时，由力三角形abc据正弦定理可得： 式中 为墙背摩擦角 为墙后土体内摩擦角 为破裂面BC与铅垂线之夹角为墙背倾角 i为墙后土面与水平面之夹角，称土面倾斜角 铁路

23、路基站场给排水第112页设ABC之面积为S，作几何计算，则在ABC中因铁路路基站场给排水第113页于是， 破裂楔体ABC重量式中 墙后土体重度 将Q代入得主动土压力 铁路路基站场给排水第114页由式可知，当参数、i为定值时，Ea是函数，可随破裂面不一样而改变。故在式中，将Ea对求导，并令 则可导得 式中 a库仑主动土压力系数 铁路路基站场给排水第115页 墙后地面为任意平面时库仑主动土压力计算图 上述计算是据图示得出，墙背仰斜时为正值，假如墙背俯斜，应改为负值进行计算 铁路路基站场给排水第116页墙背仰斜和俯斜时主动土压力分解 在挡土墙设计中为检算方便，常将Ea分解为水平力和竖直力，则墙背仰斜时铁路路基站场给排水第117页为了确定土压力作用点或求挡土墙某一截面所受土压力，常需做土压应力图，若沿墙高H以变量h代替，则得深度h