郑晓慧

(中铁上海设计院集团有限公司，上海 200333)

宁通铁路路基工程勘察技术

郑晓慧

(中铁上海设计院集团有限公司，上海 200333)

详细介绍了铁路路基勘察技术、宁通铁路的工程概况、沿线基本地形地貌和勘察基本原则。针对宁通铁路的特点，给出了软土路基段的地基土特点及勘察方法，提出了主要的特殊物理力学指标，并对铁路路基地基土特点进行了系统的评价。

路基;勘察;软土;宁通铁路;江苏

1 工程概况

宁通铁路又称宁启铁路Ⅰ期，为速度目标值200km/h的复线电气化改造项目，西起南京东—南通，全长268.3km。整条线路基本位于江苏中部地区，沿长江北岸，呈东西走向。线路西起南京铁路枢纽林场站，途经六合、仪征、扬州、江都、泰州、姜堰至海安，接轨新长铁路，过海安经如皋至南通。线路规划至启东(图1)。

宁通铁路全线路基长度约228km，最大填高10m。本项目2009年开工，计划2012年建成通车。

图1 宁通铁路线路走向示意图

2 沿线基本地形地貌

本线地处苏北平原区，南临长江，东濒黄海，北为淮河下游里运河、里下河低洼湖积盆地水网区，西为宁镇山脉剥蚀丘陵。全线划分3个大型地貌单元。南京—江都，为长江堆积－侵蚀阶地，呈垅岗、丘岗及谷地地貌，相对高差20m～50m。江都—海安段大致以通扬运河为界，北面为冲积－湖积平原区，南面为冲积平原区，地面标高2m～4m，属地势低洼地区。海安—南通段为冲积－海积平原区，地面标高4m～6m，地势开阔，河流密布。

3 勘察基本原则

原则1:依据区域地质资料进行充分的地质调绘;依据螺纹钻、轻型动力触探等手段查清线路范围内的地表沟塘情况及表层土性质。依据钻探、静力触探等勘探手段查清地基土的分布规律。依据室内土工试验及现场原位测试查清地基土的基本性质。

原则2:孔深不小于25m，并且控制性孔的孔深满足附加应力等于土层自重应力的10%。遇到基岩、硬塑黏土层、密实砂土层可酌情减少孔深。路堑工点勘探深度满足路基面以下不小于5m。支档建筑物勘探深度达到支档建筑物基地5m，桩基应至桩底5m～20m(铁路工程地质勘察规范，2007)。

原则3:依据地貌单元划分勘察单元，在地貌单元基础上控制布孔间距，确定控制性孔数量。桥路过渡段确保一个原位测试点，以便和钻孔数据相互支持。

4 由附加应力确定勘探孔深度过程

4.1 附加应力

建筑物荷载在地基中产生的应力称为附加应力。铁路路基工程主要为路堤本体自重、列车活载等压力产生的附加应力。附加应力是影响沉降计算的重要指标，也是控制勘察钻探孔深的主要依据。

4.2 本项目孔深确定

考虑列车和轨道荷载影响，依据《铁路路基设计规范》(TB10001—2005)，按照18kN/m3标准，将列车和轨道荷载换算成3.7m高土柱。路堤本体填高由0m～10m范围，则换算成钻孔深度如表1(铁路特殊路基设计规范，2006)。

5 几个特殊问题的处理

5.1 一般勘察孔布置

(1)结合地貌单元特点及沿线构造物分布将全线路基分割成若干工点，以工点为单位布置勘探孔。

(2)充分利用路基工点范围内的桥、涵钻孔，做到一孔多用，结合钻孔按照一钻两触原则布置静力触探孔，深度满足表1要求(铁路工程地质原位测试规程，2003)。

(3)一般路基50m～100m布置一个勘探点。当两勘探点之间地层变化较大时，适当增加勘探点，查清地层变化情况。

表1 钻孔深度一览表

5.2 既有路基利用段勘察手段及方法

(1)为满足设计需要，针对宁通线全线既有路基进行了调查、测试和评价，并形成专项评估报告，供设计参考使用(铁路200～250km/h既有线技术管理方法，2008)。

(2)针对既有路基采用调查、钻探、触探、N10、Evd及取料室内化验等手段，详细查清既有线现状。

(3)选择代表性的软土段在既有路基上及既有路基外分别进行钻、触探对比勘测，并进行对比固结试验，了解既有路基下软土固结现状。

(4)沿线100m左右布置一个N10检测点，位于轨枕端部外距轨枕0.5m以内，轨道两侧交错布置;轻型动力触探深度以路基基床层厚度为准，以检测不同层位的路基承载力。每500m左右布置一个Evd检测点，位于轨枕端部外距轨枕0.5m以内(且位于路肩内侧)，轨道两侧交错布置，原则上与动力触探点位重合，以便于两者相互验证。依据基床填料种类、填料含水情况等进行分段。根据每段的长度，选择1个～3个有代表性的点取样，送实验室进行相关试验。

5.3 软土路基段的地基土特点及勘察方法

本线特殊岩土主要是软土，但因软土成因及地貌单元的差别，使得全线软土的分布特点各不相同。南京—江都段长江堆积－侵蚀阶地，呈垅岗、丘岗及谷地地貌，软土多为谷相沉积，所以软土厚度变化较大，同一软土区间可从几米突然变化至几十米不等。江都—海安段主要为冲－湖积软土，软土相对埋深较浅，厚度变化不大。海安—南通段主要为冲海积软土，部分地段软土埋深较大。

针对以上软土分布的特点采用钻探与静力触探相结合的方法，辅以螺纹钻查清软土分布的范围。通过钻探获取必要的室内试验土样，通过静力触探获取软土的Ps指标，通过小螺纹钻准确获取软土的边界范围。

5.4 特殊物理力学指标的采取及意义

路基勘察除采取土样进行常规物理力学性质试验外，还应该根据路基特点进行特殊物理力学性质试验，获取特殊物理力学指标。

特殊物理力学指标主要有:渗透系数(k－v、kh)、固结系数(Cv、Ch)，次固结系数(Cc)、慢剪及固快(C、Φ)、有机质含量(p)、击实试验、不同比例的水泥或石灰改良土试验。

获取试验参数的目的主要是沉降检算及工后沉降估算的需要;有机质含量主要是影响路基地基处理方法的选择;击实、改良主要针对路基取土场填料的选择。

5.5 表层土的勘察与处理

路基地基表层土对路基沉降及稳定影响极大，因此对路基范围地基表层土的勘察就显得尤为重要，因此采用N10、小螺纹钻、挖探等方式结合路基钻孔及静力触探孔，加强表层土的勘察(路言杰，2006)。

路基地基表层土部分地段受既有线施工时施工便道影响，形成良好的硬壳层，根据下伏地基土情况决定或用或挖，不做统一清表处理。

6 路基地基土评价

线路的走向位置及所经过的地貌单元决定了地基土的性质。因此根据全线3个较大的地貌单元分段给出路基地基土的总体评价。勘察时根据设计的需要按工点给出针对性的具体评价。

南京—江都段，岗地地基土土性较好，基本承载力σ0在180kPa以上，局部表现为弱膨胀性，应进行改良处理。谷地的软土起伏较大，土性较差，基本承载力σ0=55kPa～85kPa，宜进行加固处理。

江都—海安段，表层土承载力较弱，基本承载力σ0=80kPa～120kPa，以松软土为主，局部软土发育，承载力更低，宜进行处理。但是本段下伏地层(Qal3)土性较好，且地层稳定。

海安—南通段，本段底层以砂粉性土为主，承载力较弱，基本承载力σ0在90kPa左右。但是土性单一。

7 典型剖面及改良加固方法

由于全线地貌单元的差异性，决定了不同的剖面特点。②3层为典型的岗间软土，起伏较大，软土厚度变化也较大。如图2。

图2 典型地段地质纵剖面图

针对软土特性，主要依如下原则。

(1)在有机质满足要求的前提下，软土层底板埋深小于8m，采用水泥土搅拌桩加固处理;若有机质超标，则采用CFG桩处理。

(2)软土层底板埋深8m～15m，采用CFG桩处理。

(3)软土层底板埋深15m及以上，采用管桩处理。

(4)地表5m范围内且软土厚度小于3m，可采用换填夯实加固处理。

8 结语

本项目经初勘、详勘、施工补勘以及施工检验效果来看，勘察方法有效，查清了全线的地层分布及地貌特点，形成以下结论。

(1)路基勘察应重视地表以下5m范围内浅层土的勘察，文中所述勘察方法有效。

(2)采用静力触探确定软土范围方便可靠。(3)应重视地表水系、沟塘的调查。

(4)软土勘察应重视软土成因的分析。

(5)冲海积地层承载力较低，但是比较易于稳定。

李庆民.2004.Evd动态平板载荷试验检测既有线基床质量［J］.铁道标准设计，(4):26 －29.

路言杰.2006.地球物理勘探方法在淮南线路基基床病害整治中的应用［J］.上海铁道科技，(4):25－27.

铁科技［2008］222号.铁路200～250km/h既有线技术管理办法［S］.

TB 10012—2007，铁路工程地质勘察规范［S］.

TB 10038—2001，铁路工程特殊岩土勘察规程［S］.

TB 10041—2003，铁路工程地质原位测试规程［S］.

TB 10035—2006，铁路特殊路基设计规范［S］.

Engineering investigation technology in Nanjing-Nantong railway roadbed

ZHENG Xiao-hui

(China Railway Shanghai Design Institute Group Company Ltd，Shanghai 200333，China)

Railway roadbed investigation technology was depicted in the text.The project situation，landforms along the line and basic investigation rules of Nanjing-Nantong railway were presented.In light with the characteristics of Nanjing-Nantong railway，the authors depicted the roadbed soil characteristics for the soft roadbed and relevant investigation methods and manners and evaluated the foundation soil characteristics of railway roadbed.

Roadbed;Engineering investigation;Soft soil;Nanjing-Nantong railway;Jiangsu

TU473.1

A

1674－3636(2011)01－0090－04

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.01.90

2011－12－17;编辑:蒋艳

郑晓慧(1975—)，男，注册岩土工程师，硕士，E-mail:zxh@sty.sh.cn