高速鐵路路基工程施工質量控制畢業論文(已修改)

　

【正文】 高速鐵路路基工程施工質量控制畢業論文目 錄摘 要 I第1章 緒 論 1 高速鐵路概述 1 高速鐵路路基 2 概述 2 常見病害 3 論文內容 3第2章 特殊性質土壤處理 5 概述 5 濕陷性黃土路基處理技術 5 濕陷性黃土的概念 5 濕陷性黃土的特征 5 濕陷原因 5 濕陷性黃土地基的處理 5 凍土地區路基處理技術 10 凍土的概念 10 凍土區不良工程地質現象 11 凍土地區路基的處理 12 軟土地區路基處理技術 15 軟土的概念 15 軟土的成因類型及工程特性 16 軟土路基的處理 16 膨脹土地區路基處理技術 22 膨脹土的概念 22 膨脹土的工程特性 22 膨脹土的路基的病害 23 影響脹縮變形的主要因素 23 膨脹土地基處理 24第3章 路基排水與防護 26 概況 26 路基排水的目的及原則 26 主要內容 27 路基地面排水 27 路基地下水的降低與排除 29第4章 路基邊坡的防護養護 38 概述 38 路基邊坡對降雨的防護 38 問題分析 38 防護措施 38 風沙對鐵路路基邊坡的風蝕以及對路基的沙埋 45 工程防護措施 46 植物防護措施 48 沙區施工注意事項 48第5章 路橋過渡段常見問題探討 50 概述 50 京滬高鐵施工實踐 50 過渡段的結構設計及質量標準 50 施工工藝及填筑參數的確定 51 注意事項 55 效果 56 高速鐵路路橋過渡段變形原因分析 56 路橋過渡段的處理方法 58 橋頭設搭板和枕梁 58 粗粒級配料填筑 58 加筋土路基結構 59 橋頭路面結構的改進 61 過渡段處理注意事項 61 結語 61第6章 高速鐵路檢修重點 63第7章 結束語 64致 謝 65參考文獻 66西南交通大學網絡教育本科畢業設計（論文） I摘 要我國人口眾多，隨著中國經濟的迅猛發展，城市化進程加快，我國鐵路呈現客流量大、集中、行程長的特點。為實現我國鐵路事業跨越式的發展鐵路，客運專線已開始在我國大力修建。目前，京滬、武廣、石太、鄭西、京石等鐵路客運專線已相繼開工。客運專線列車運行速度快，技術標準高，對路基的要求嚴格，控制路基變形已成為高速鐵路路基的最大特點。自20世紀60年代第一條高速鐵路在日本建成以來。世界范圍內出現了競相修建高速鐵路的熱潮，國外鐵路發展的方向是重載及高速鐵路，高速鐵路的出現對傳統鐵路的設計，施工和養護維修提出了新的挑戰，在許多方面深化和改變了傳統的設計方法和觀念。本論文通過查閱相關資料，經分析整理，對以下幾方面做了總結歸納。通過分析對路基沉降影響最為嚴重的特殊性質土(濕陷性黃土、軟土、凍土和膨脹土)和水產生病害的機理，制定路基加固和防排水措施；路基邊坡不僅可以保證路基免受雨水風沙的破壞，而且還能美化環境，本文對目前應用比較成熟的邊坡防護技術作了介紹；通過分析路橋過渡段的特殊結構，對目前常用的治理措施作了介紹；最后，就高速鐵路路基檢測維修重點做了簡單介紹。關鍵詞：高速鐵路 路基病害 路基檢測維修 路基沉降 西南交通大學網絡教育本科畢業設計（論文） 第66頁第1章 緒 論 高速鐵路概述高速鐵路，簡稱“高鐵”，是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化)，使營運速率達到每小時200公里以上，或者專門修建新的“高速新線”，使營運速率達到每小時250公里以上的鐵路系統。高速鐵路除了在列車在營運達到一定速度標準外，車輛、路軌、操作都需要配合提升。高速鐵路的概念20世紀60年代以來，高速鐵路在世界發達國家崛起，鐵路發展進入了一個嶄新的階段。高速鐵路的蓬勃興起，在世界范圍內引發了一場深刻的交通發展變革。近年來，隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，我國也開始重視提高旅客列車的速度。 km/h， km/h， km/h的試驗速度。2011年開通的京滬高鐵運營速度為350km/h。京滬高速鐵路于2008年4月18日開工，從北京南站出發終止于上海虹橋站，總長度1318公里，總投資約2209億元。全線縱貫北京、天津、上海三大直轄市和河北、山東、安徽、江蘇四省。是新中國成立以來一次建設里程最長、投資最大、標準最高的高速鐵路。2011年6月30日正式開通運營，北京到上海最快只需4時48分，實現千里京滬一日還。圖 11 高速鐵路列車圖12 我國2020年將建成的高速鐵路網 高速鐵路路基 概述在高速鐵路快速發展的同時，一些問題也逐漸顯現出來。由于在輪軌接觸的鐵路技術中，隨著速度的提高，對基礎設施和移動的車輛都提出了新的要求，主要可以歸結為兩個方面，一方面當速度超過250 km/h以后，空氣動力特性發生顯著變化，因此對車輛結構和鐵路基礎設施提出新的要求；另一方面由于高速運行的列車需具備持久穩定、高平順性及安全舒適的運行條件，因此對軌下基礎提出新的要求。路基是軌道的基礎，也叫線路下部結構。高速鐵路的出現對傳統鐵路的設計施工和養護維修提出了新的挑戰，在許多方面深化和改變了傳統的設計方法和觀念。鐵路路基是鐵路工程的重要組成部分，是承受軌道和列車荷載的基礎。它的穩定和安全將直接影響今后長期運營的安全與效益，而路基這種土工結構物的工程性質極為復雜，其強度與穩定性受多種因素的影響與制約。對鐵路路基的沉降變形進行控制，能夠明顯的提高鐵路路基的質量，保證鐵路運輸的安全。隨著國家鐵路第六次大提速的完成，鐵路運輸對路基的抗沉降能力有了更高要求。因此加強對鐵路路基沉降變形和控制措施的研究，對保證鐵路運輸的安全，推動我國經濟的發展有著重要的作用。圖13 高速鐵路無砟軌道路基 常見病害高速鐵路路基常見病害有：路基沉降、邊坡損壞、雨水風沙沖蝕、特殊地質條件下的病害等。本文著重探討的是對行車影響最為關鍵的沉降問題，以及邊坡防護。圖14 鐵路路基遭到破壞 論文內容本論文的主要內容為影響鐵路路基穩定的因素：①土壤的性質鐵路的修建是一項規模龐大的工程，因此，在項目施工的過程中，勢必會遇到不同的地質狀況以及性質各異的土體類型。例如黃土地區，由于黃土具有較強的濕陷性，故而成為引發鐵路路基沉降變形的重要原因。同樣，在軟土地區進行鐵路鋪設時，也需要注意土體的性質對鐵路路基的影響。由于均勻并且土質良好的土壤，在沉降過程中沉降均勻，所以本文不作介紹，而主要介紹特殊性質土壤的處理措施。這些將在第2章詳細介紹。②水分的影響水分對于鐵路路基的影響是不可小視的。在地質巖性較強，土壤的排水能力較好的地帶，降水對鐵路路基的影響相對較小。但是當鐵路鋪設在土質疏松或土壤濕陷性強的地區時，水分的多少會對鐵路路基的沉降起到重要的影響。如在土質疏松的地區，強降水會不斷沖刷路基兩側的土壤，破壞路基填土的穩定性，降低路基填土的抗剪強度。從而導致路基沉降變形現象的發生。而在土壤濕陷性較強的地區，降水不僅影響著路基填土的承載力，也會對土體的結構產生破壞最用，最終引起路基的沉降變形。這些將在第3章詳細介紹。③影響邊坡的主要因素是降雨和風沙侵蝕，邊坡的破壞將直接影響路基的長期穩定喝列車的正常運營，所以應足夠重視邊坡的防護，對于保護路基免受損壞、美化環境也有很大幫助，在第4章將著重介紹邊坡的防護。④路橋過渡段的影響路橋過渡段由于是兩種不同性質的路基的突然變化，造成沉降不一致，會出現沉降差，影響旅客舒適性。具體介紹在第5章。⑤工程的質量鐵路項目的工程質量是直接影響路基沉降量的重要因素。在施工的過程中，對路基的處理方式、填料的選擇、填筑的厚度、路基的壓實度以及自然沉降的時間，都對路基的工后沉降量起到了一定的決定作用。因此，在鐵路的設計施工中，要嚴格的對工程質量加以控制，盡可能的減少路基的沉降量。根據影響路基病害的因素，采取相應的措施，既能對病害發生前的預防提供指導，又能對病害發生后制定整治措施提供科學依據。第2章 特殊性質土壤處理 概述普通土壤一般工程性質良好，沉降均勻穩定，受環境變化影響較小，對于此類土壤的處理措施已經非常成熟，可參考資料也非常多，故不作介紹。特殊性質的土壤，工程性質較差，常發生災害，對行車安全和養護維修造成很大影響，本文將著重介紹幾種常見的影響較大分布廣泛的特殊性質土。主要有：(1)濕陷性黃土(2)凍土(3)軟土(4)膨脹土 濕陷性黃土路基處理技術 濕陷性黃土的概念在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的土稱為濕陷性土 濕陷性黃土的特征在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，如遇到浸水情況，土體結構將發生顯著變形，導致土體塌陷。有些雜填土也具有濕陷性。濕陷性黃土廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區。 濕陷原因黃土的濕陷現象是一個復雜的地質、物理、化學過程，對其濕陷的原因和機理，國內外學者有種種假說，如毛細管假說、溶鹽假說、膠體不足假說、水膜楔入假說、欠壓密理論和結構學說等。 濕陷性黃土地基的處理根據建筑物的重要性、地基濕陷類型、地基濕陷等級進行地基設計。當地基的總濕陷量不大于5cm時，各類建筑均可按非濕陷性地基設計；在非自重濕陷性地基上，當地基內各土層的濕陷起始壓力均大于其附加壓力與上覆土的飽和自重壓力之和時，各類建筑也可按非濕陷性地基設計。地基設計包括承載力、濕陷變形、壓縮變形和穩定性計算。進行濕陷性黃土地基處理，在處理深度和處理范圍上區分：① 淺處理，即消除建筑物地基的部分濕陷量；②深基礎處理，即消除建筑物地基的全部濕陷量，這種方法包括采用樁基礎或深基礎穿透全部的濕陷性黃土層。 防水措施以防止大氣降水、生產和生活用水以及浸入地基，是濕陷性黃土地區建筑物設計中不可缺少的措施。如做好總體的平面和豎向設計，保證整個場地排水通暢，并做好防洪措施，保證水池類構筑物或管道與建筑物的間距，符合防護距離的規定，確保管網和水池類構筑物的工程質量，防止漏水；對于屋面和房屋內地面，應有排除雨水和防水的措施：對經常受水浸濕或可能積水的地面還應按防水地面設計嚴防漏水，基坑施工階段需做好臨時性防水、排水工作。 結構措施結構措施的目的是為了減少結構物的不均勻沉降，或使結構物適應地基的變形。當地基不處理或僅消除地基的部分濕陷量時，結構設計應根據建筑物類別，地基濕陷等級或地基處理后下部未處理濕陷性黃土層的濕陷起始壓力值或剩余濕陷量以及建筑物的不均勻沉降、傾斜和構件等不利情況，采取下列結構措施：(1)選擇適宜的結構體系和基礎形式。(2)墻體宜選用輕質材料。(3)加強結構的整體性與空間剛度。(4)預留適應沉降的凈空。在上述兩種措施的基礎上，力求簡單的建筑平面布置、加強其整體結構的剛度，在適當位置布設沉降縫，減小不均勻沉降對建筑物的影響，使建筑物自身有調節地基濕陷變形的條件。 地基處理方法由于受水浸濕這一特定條件的不確定性，土體濕陷對工程建設具有極大的危害性，輕者使工程結構產生裂縫和下沉，重者使工程結構體系失穩直至徹底破壞。因而，在濕陷性黃土的地基中選擇可行的、經濟合理的地基處理方法非常重要理必須慎之又慎，要在正確掌握場地工程地質特性的基礎上，嚴格按國家現行規范進行。(1)灰土墊層法(換土法)灰土墊層是濕陷性黃土地區使用最早和最廣泛的地基處理方法之一。灰土墊層是先將需要處理的濕陷性黃土挖除，換之以消石灰和粉質黏土的混合體分層壓實。灰土具有一定的膠凝強度和水穩定性，具有較好的強度、承載力、較低的壓縮性和良好的耐久性、水穩性及不透水性。灰土的這種特性取決于灰土的壓實度和摻灰量。摻灰量用消石灰和土料的體積配合比表示，一般為2：8或3：7等，根據設計要求確定。灰土墊層具有一定的強度、承載力，也具有水穩定性和抗滲性，且施工工藝簡單、取材方便、工程費用低、施工質量易控的特點得到廣泛應用。據不完全統計，在陜北地區的建筑工程中，有將近一半多層建筑使用灰土墊層。圖21 土方開挖平面圖(2)強夯法強夯法又名動力固結法，是將很重的錘(一般100～400kN)從高處自由落下(一般為6～40m)，給地基以沖擊能和振動。國外最大的夯擊能曾達到50MNm。它適合加固從礫石到不飽和粘性土的各類地基土。強夯法不僅能提高地基的強度，降低其壓縮性，而且還能改善其抵抗液化的能力和消除黃土的濕陷性。強夯法施工設計參數主要有有效加固深度、夯擊能、夯擊遍數、間歇時間、夯點布置及間距等。影響有效加固深度的因素很多，除了錘重和落距以外，地基土的性質、不同土層的厚度及其他強夯設計參數等都與有效加固深度有著密切的關系。強夯法施工設備簡單；施工工藝、操作簡單；適用土質范圍廣；加固效果顯著，可取得較高的承載力，一般地基強度可提高2～5倍，變形沉降量小，壓縮性可降低2～1O倍，加固影響深度可達6～10m；土粒結合緊密，有較高的結構強度；工效高，施工速度快、較換土回填和樁基縮短工期一半；節省加固原材料；施工費用低，節省投資；它的適用范圍十分廣泛。其缺點是施工時噪聲和振動較大，不宜在人口密集的城市內使用。圖 22 強夯法施工(3)深層攪拌樁法深層攪拌樁是復合地基的一種，近幾年在黃土地區應用比較廣泛，可用于處理含水量較高的濕陷性弱的黃土。它具有施工簡便、快捷、無振動，基本不擠土，低噪音等特點。深層攪拌樁的施工方法有干法施工和濕法施工兩種。干法施工就是“粉噴樁”，其工藝是用壓縮空氣將固化材料通過深層攪拌機械噴入土中并攪拌而成。因為輸入的是水泥干粉，因此必然對土的天然含水量有一定的要求，假如土的含水量較低時，很輕易出現樁體中心固化不充分、強度低的現象，嚴重的甚至根本沒有強度