铁路运营负担的不断加重,导致对各项标准以及使用时间的要求也随之提高。有部分地区线路受到一定程度的干扰,直接影响了铁路的运送能力。国外铁路运输侧重于高速铁路和重荷载铁路,铁路路基技术施工建设要求标准非常高,但是我国在此领域的发展十分受限,没有先进的管理技术作为依据。
1 铁路路基主体的施工技术标准及要求
1.1 路基边坡坡度
铁路路基建设施工质量和先进的管理技术存在必然的联系,整体的稳固性和路基的坡度也存在一定的联系,通常坡度越大稳定性越弱,坡度越小稳定性越强,施工建设也比较方便。针对路基施工建设,要求对整体的建设质量负责,结合相关的建设施工管理要求分析,将相关的各项标准全面落实到位。
1.2 路基面宽度
路基宽度有严格的管理要求,路基宽度过窄会影响铁路的正常运行,制约总体的安全性,路基过宽则需要耗费大量的人力、物力。合适的宽度不仅能够满足整体的运输需求,还能节省相应的成本,因此各项建设需要根据铁路的设计规范执行。要求中明确指出,双线铁路之间的间距应该在4.0~4.1m,双线铁路之间的间距应该在4.9~6.7m,路肩的设计应该在0.4~0.6m。针对曲线路基的宽度设置,需要结合曲线半径的调整提升路基宽度。
2 铁路路基工程施工工艺
2.1 路基试验
路基试验一般会选择最有代表性的路段进行分析,正常要求是超过200m的路段,作用在于保证最终试验结果的真实性、科学性、有效性。经过专业的试验,对于整体的含水率、夯实程度、松紧程度都能进行合理的把控,同时各项专业设备也都有相应的配套设置以及装置,针对不合理的地方可以及时地进行处理。
2.2 路基地表的处理
要想确保路基建设的稳定性,正式施工之前需要提前做好准备工作,清除地面的杂草、淤泥、土壤等,保证路面的干净、清洁,为后续正常施工奠定基础。要想不影响正常施工假设,应该提前设置好排水设施。
2.3 具体情况分类
2.3.1 客运专线路基工程
客运专线路基建设要求采用双控压实的处理方式,同时铁路线路施工过程中关于国际性的要求标准比较高,路基建设区域不同,需要设定不同的压实系数K、地基系数K30、孔隙率n等。根据各个单位的施工建设对路基的填筑试验段进行压实处理。施工场地不同,土质不同,通过实验发现密度以及含水量处于最佳范围内,能够合理地把控施工现场的含水量、铺设厚度,并且通过夯实机进行夯实处理,从而得出夯实度以及碾压次数之间存在的关联,在有限的范围内进行施工建设。铁路运输管理使用的材料非常多,还有一些细砂、粉尘等,整体试验环节不符合标准,后续通过全面的探究分析对其进行了专业的处理分析。山皮土属粗粒土能够充分地应用在重型实验中,可以作为专业的材料,经过压实处理之后,整体的孔隙率非常高。整体测验分析之后得出结论,山皮土属粗粒土能够作为衡量压实系数K以及地基系数K30的关键指标。
2.3.2 高速铁路基工程
高速铁路的运行要求标准比较高,包括轨道的平稳性、专业连接等。路基对于铁路施工建设而言十分重要,也是轨道承受重量以及列车荷载水平的专业依据,在线路施工建设过程中产生的影响非常深远。路基尺寸不合格,必定会引起道路轨道交通不合格,运行不稳定。高速铁路路基建设对于性能有很高的要求,一方面要保证静态平稳,另一方面则要求动态平稳。
通常铁路路基都是根据强度进行设置的,变形控制杜宇高速公路路基建设而言有很大的帮助,各项因素的控制管理也有相应的作用。日本东海新干线整体的运行效率为220km/h,在整个设计阶段对其进行专业加强处理,路基的强化处理没有得到重视,后续才会发生路基下沉,出现各种危害,道路无法正常使用。因此,需要对30km以上的进行专业修正,在10年的时间内出现了200多次中断情况,整体的行车速度也降低到100~110km/h。
此外,还需要认识到路基刚度的合理性和列车稳定性运行之间存在的关联。列车的运行速度越快,路基的刚度要求标准就会越高,弹性就会不断见地,因此路基在建设过程中需要充分掌握刚度的变化情况,合理规避可能出现的刚度问题。正常列车在运行过程中,路基不但需要承受轨道的荷载,还需要承受相应附属物的荷载,并且在不断使用的过程中需要承受的荷载力非常大。因为路基长期暴露在外,会受到各种因素的影响以及制约,主要有雨雪天气、地震损害等。要保证在面对这些问题时路基工程不受任何因素的影响,不断降低维修的可能性,才能合理地减少维修费用的支出,保证整体的安全性。
3 铁路路基防护措施
铁路路基防护根据不同的土质、岩性、水文地质条件以及不同的防护目的,而选择不同的防护措施。总而言之,铁路路基防护分为坡面防护、冲刷防护、风沙防护等几大方面。
3.1 坡面防护类型
坡面防护是当前最有效的一种防范措施。如果是土质差但适合植物生长的路基边坡,可通过土工网(垫)植物这种方式进行防护;如果是寸草难生的岩层及土质边坡,则可通过喷射混凝土和土工格栅挂网喷浆两种方式进行防护。如果是风化严重的岩石边坡,坡面很容易受到雨水侵蚀。在这种情况下,可通过浆砌片石骨架这种方式进行防护。
3.1.1 土工网(垫)植物防护的施工工艺
在路基破面防护工作开展的过程中,务必要保证采用的合成材料能切实满足工程需求。每批材料在入库及使用前都要进行抽样检查,并对其相关证件进行审查。
施工工艺如下:
(1)将小木棍插入网垫中,并沿坡将网垫抽出,之后再用专用钉进行加固处理。值得一提的是,每个钉子需保持30cm的距离,长度建议为15cm,单平米钉10颗。特殊情况下可适当增加钉子量。
(2)搭接长度不可低于2m,相较于其他区域,搭接处的钉子密度最大。
(3)在种植植被时,要充分考虑土质,一般会选择根系发达、容易成活的草种。
(4)铺设的最佳时机,通常在雨季前的3~4个月,这样就能使草皮有足够的时间去生长。
3.1.2 土工格栅挂网喷浆或喷身混凝土防护施工工艺
施工工艺如下:
(1)喷混凝土之前,需对喷面进行清洁处理,然后将其厚度标志埋入土中。
(2)在喷混凝土时,一定要严格按照规定进行操作,不可由上至下,需自下而上。
(3)如果产生了回弹混凝土料,需立即进行清除。
(4)在终凝2h之后,就需要通过洒水的方式进行养护施工,14d要保持路面的完全湿润,27d内需定期洒水。如果气温不足5℃,不仅不可以洒水,还要做好保暖工作。
(5)在验收之前,需进行全面检查,确保其质量达标。
3.1.3 浆砌片石骨架护坡防护施工工艺
施工工艺如下:
(1)砌筑骨架之前,需根据现场情况进行放样,挖沟槽。
(2)在施工时,需按照由下至上的顺序进行砌筑,两骨架衔接处不可出现高度差。
(3)骨架最好紧贴破面,而它的流水面需与草坡面保持平行。
(4)对于骨架根基和侧沟平台,在进行砌筑时不可出现任何孔隙。
(5)利用挤浆法对浆砌片石进行砌筑,保证砌缝呈规律性分布,不可出现空缝和通缝。
(6)完成施工之后,需立即养护。
3.2 冲刷防护类型及适用条件
由于铁路路基靠近河流或水库岸边,长时间受水流冲刷及渗透,致使路基受到严重破坏,所以要通过实地考察与研究的方式,探索出一套切实可行的防治方案。
冲刷防护方式有:
(1)砌石护坡。可应用于主流冲刷不严重的地段。
(2)浆砌片护坡。可应用于冲刷强烈的地段。
(3)抛石。可应用于局部冲刷不强烈,但已被渗透的地段。
(4)石笼。不仅能应用于洪水冲刷的地段,也能应用于大石料不多的地段。
(5)挡水墙。可应用在冲刷强烈、峡谷急流的区域。
3.3 风沙防护类型及适用条件
铁路路基本体风沙防护措施类型:
(1)对于砂层路堑边坡,可通过搭建土工网(垫)的方式来防护风沙。
(2)如果砂层含水量超过了2%,就可通过土工网联合植被种植的方式进行防护。
路基两侧可通过固沙联合阻沙的方式进行防护,具体如下:
(1)固沙措施。最好通过搭建土工网(垫)的方式来防护浮沙。
(2)阻沙措施。可采用特殊材料制成的防沙网进行防护。在实际工程中,采用这两种措施时,最好与种植大量旱生灌木,唯有此才能达到理想防沙效果。
4 结语
铁路路基工程不仅是铁路工程的一项重要内容,也直接关系着铁路运输的安全与否。最近这几年,铁路业一直保持强劲发展态势,不仅提高了运输速度,也增加了载货量,从而对路基施工及其防护措施提出了高标准要求。所以,严格按照要求进行有序施工,既能避免路基受到严重损坏,延长路基使用寿命,也能保证铁路高速、安全运营,实现效益最大化。
参考文献
[1]刘学成.铁路路基防护与施工技术探析[J].今日科苑,2015,(24).
[2]陈波.铁路路基施工技术及防护措施分析[J].黑龙江科技信息,2014,(5).
[3]刘广涛.关于铁路路基施工技术及防护措施[J].科技创业家,2013,(13).
[4]朴德双,郎树国.浅析软土路基施工中监控要点及沉降[J].科技创新导报,2016,(11).
[5]秦昊斌.浅谈铁路客运专线路基工程施工技术[J].科技信息,2016,(15).
[6]李晓梦.浅谈铁路路基施工技术与防护措施的施工[J].科技创新导报,2015,(26).
收稿日期:2017-12-09
作者简介:吕鹏涛(1974-),男,陕西华县人,中铁二十局集团第二工程有限公司工程师,研究方向:工程经济管理。