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高速铁路路基沉降问题及原因研究

2020-05-08龙威潮

装备维修技术 2020年22期
关键词:沉降高速铁路路基

龙威潮

摘 要:我国的城市化建设进程逐步推进,人们的生活水平有所提高,对于交通出行提出了更高的要求,此背景下的高速铁路建设工作迎来了新的挑战,高速铁路的建设中,对于路基沉降问题要加强防范,采取有效的措施防范沉降問题,提高高速铁路的施工质量。本文对高速铁路路基沉降问题原因进行了探讨,分析了高速铁路路基沉降问题的控制措施。

关键词:高速铁路;路基;沉降;问题;原因

前言:高速铁路是铁路体系中运行速度超过200km/每小时以上的铁路,有着运行速度快,里程长的特点,对于其中容易发生路基沉降问题,作为路基施工质量控制中的关键环节,有必要加强有效的防范措施。结合高速铁路路基沉降问题产生的原因,对薄弱环节落实有效的质量控制措施,防范高速铁路路基沉降,保证高速铁路的施工效率,强化铁路工程的运行安全。

1 高速铁路路基沉降问题原因分析

之所以高速铁路路基工程中会出现沉降问题,是由于土材料变形性能的特殊性所导致的,一般材料在受到小于材料破坏强度的外力作用下会出现变形,但是很快就会恢复到稳定状态,土材料则难以及时恢复稳定,受到外力作用之后,发生了变形,需要一定的时间才能够稳定下来。引起高速铁路路基沉降问题的原因分析中,结合高速铁路路基工程施工各环节要素,可以发现引起高速铁路路基沉降问题的原因有很多,体现在了材料、施工等各个方面。

1.1路基土填料粒径超标

路基土填料的粒径规范要求是要保证最大粒径控制在15cm范围内,在填料之前要筛选填料,通过过筛操作或是摊铺后由人工的方式进行材料挑选,若是路基土填料粒径超标,将会导致高铁路基施工工程在启工后出现沉降问题[1]。

1.2 排水沟缺陷

路基若是没有设置排水沟或是排水沟的质量不足、排水沟失效,将会形成路基冲刷严重的情况,在施工过程中,施工单位通常会过度重视施工进度,按照工期完成施工计划,因此忽视了附属工程的施工质量,特别是处于汛期,进行高速铁路路基工程的施工作业时,若是防水、排水的设施施工不足,存在滞后问题,将会导致路基被水冲刷,难以发挥出排水沟的保障作用,形成了路基质量安全问题。

1.3 路基过渡段级配碎石问题

路基过渡段级配碎石失效等会引起高速铁路路基沉降风险增加,通常情况下,按照规范的要求,级配碎石中粘土团的含量要控制在2%以内,水泥含量则是以5%为宜,并且要求在两个小时之内完成碾压作业。受到供料等因素的影响,若是无法及时完成碾压作业将会导致级配碎石板结,形成级配碎石失效的问题,导致路基过渡段出现沉降现象[2]。

1.4 路基横向碾压

施工作业过程中,需要按照试验获取的机械组合进行碾压,保证碾压次数、碾压速度规范,按照沿线路的方向展开碾压作业,防范横向碾压引起的质量问题。路基横向碾压是施工单位为了节省时间和成本,或是在场地限制下选择的一种碾压方法,特别是在路基过渡段,横向碾压会导致高速铁路路基沉降的风险大大增加。

1.5 路基填料含水率超标

路基填料含水率超标的问题可受到填料自身原因的影响和天气因素的影响而发生,此时需要摊铺和晾晒填料,降低含水率,保障含水率控制在设计要求的范围内,才能够进行碾压作业。若是使用到了含水率超标的路基填料,将会引起高速铁路路基沉降问题[3]。

2 高速铁路路基沉降问题的控制措施

2.1 保证路桥分界合理性

地基处理和路堤填料运距的控制是决定工程投资成本的重要因素,在设置路堤与桥梁的分界高度时,需要对基底不同地质情况进行深入的研究,结合对沿线填料来源的分析,划分出不同高度,比较路桥的经济技术,确定路桥分界高度。这不仅决定了工程的投资成本,而且还会对路堤地及处理措施的选择和控制路堤沉降产生影响,特别是在施工工期紧张的情况下,合理确定路桥分界是控制高速铁路路基沉降问题的有效措施之一,对于工程的效益起着决定性的作用。

2.2 合理选择地基处理措施

选择合理、正确的地基处理措施,能够防范高速铁路路基沉降问题,在我国铁路建设中,高速铁路的一般路基软弱地基处理中,采取的方式以以下几种为主,分别是置换法、排水固结法、加固土法、振动挤密法。由于桩体的强度不足,在质量控制中存在着巨大的难度,加固深度有限,再受到沉降、发展缓慢等因素的影响,难以达到路基沉降的控制目标要求。高速公路路基工程中应用到的刚性桩及刚性桩较多,因为工程造价相对更低,而且装体的承载力和强度刚度等均发挥了一定的性能优势,能够满足较大深度和加固要求,提高工程建设的质量。选择高速铁路地基处理措施时,应综合考虑后确定合理的措施,包括路基填高、地层情况、路基面宽度等。从原则上来说,对于土质地基路基处理要选择堆载预压措施,若是地基土的性质差,处于施工后沉降控制难度大的地段,则可以适当的延长预压时间,或进行超载预压作业。结合预压观测结果的分析,能够对工后沉降进行预测投入一定的观测时间后,结合专业人员的经验分析,保证有效防范高速铁路的路基沉降问题,通常情况下,需要观测的时间应超过六个月[4]。

2.3 控制路基填料和压实质量

高速铁路路基沉降问题的控制工作中,对于路基填料和压实质量要进行有效的管控,选择质量可靠的填料,做好压实质量控制,防范路基和结构物之间出现不均匀沉降或是路基的工后沉降。严格按照高速铁路路基填料和压实质量的标准规范要求,选择填料、改良土等降低路基沉降风险。

2.4 重视不同结构物之间的沉降及刚度过渡

通常情况下,铁路路基沉降问题发生在桥头涵洞两端路基位置,主要是受到了桥头涵洞处路堤填高影响引起的,另外靠近结构物的位置碾压路堤填料的难度大,因此碾压紧密度不足,形成了填土沉落量大的问题。因此要重视结构物之间的沉降及刚度过渡,在不同结构物的连接处,过渡段要保证填料和压实标准符合高速铁路路基施工标准规范要求,提高地基处理措施的有效性,强化压实标准的落实,避免发生路基沉降事故[5]。

结论:

综上所述,现代化社会的建设进程逐步推进,高速铁路路基沉降问题的防范是高速铁路路基工程施工中的关键基础。为了保证高速铁路列车的运行安全和舒适性,有必要强化对路基沉降问题的有效控制,防范高速铁路的路基沉降发生风险。从设计、施工、监理等各方面落实有效的管控措施,防范路基沉降问题的发生,提高路基工程的质量和高速铁路的工程安全性。

参考文献:

[1]杨延强.路基沉降量对整体道床受力变形及混凝土开裂的影响研究[J].甘肃科技纵横,2021,50(03):41-45.

[2]吕绿洲,程远水.高速铁路路基沉降影响因素分析及模型预测方法研究[J].铁道建筑,2021,61(03):69-73.

[3]司文明.川南城际高速铁路路基变形监测设计探讨[J].高速铁路技术,2021,12(01):41-45.

[4]张志远.高速铁路无砟轨道路基翻浆聚氨酯抬升技术优化研究[J].铁道标准设计:1-5[2021-04-23].

[5]李季宏.铁路路基复合地基沉降计算方法[J].铁道建筑,2021,61(01):78-82.

(中国铁路南宁局集团有限公司桂林高铁工务段,广西壮族自治区 桂林 541001)

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