探讨高速铁路路基沉降的几种原因及其监测方法[筑路施工机械化]

1、RM C M 本刊特稿S p e c i a l S t o r y 1 局 Se v e r a l Re a s o n sf o r Su bg r a d eSe t t l e me n t o fHi g h 一 蒯Ra i l wa ya n dM o n i t o r i n gM e t ho s 危凤海 北京铁路局天津工务段 天津3 0 0 0 1 0 0 引言 耍确 保 高 速铁 路 列 车 高速 安 全 舒 适 平稳 运 行 以及 最 大程 度 地减 少 维修 工 作 量 就 要 求轨 道 必 须具 有 高平 顺 性 轨 道 是 靠线 下 工 程 为支 撑基 础 的 在 线 下工 程 中 桥 和 隧 道本 身 的刚 度决 定 了它们 的 沉 降变 形 比较 容易 控 制 而 路基 的 刚度 小 沉 降 变形 控制 的难度 大 因此在 实际工 程 中 对 某 些难 以控 制 的路 段 会采 取 加 强地 基 处理 措 施 或路 改桥 的设 计 这 样 虽然 路 基工 程 占 的比例 减 小 了 但 路 与桥 的过 渡段 却增 加 了 过 渡段 是 路 基 施工

2、质 量控 制 的 薄 弱环 节 最 容 易形 成 沉 降 由于 地基 处理 的效 果 受施 工 装 备 能力 的制 约 路基 施 工质 量 受 材料 工艺 天气 气候等因素的 影 响大 路基 与 P J U I 哇结 构物 之 间 的 过 渡 段 施 工 条 件 通 常 较 差 使 得 路 基 工程 的施工 质 量 更加 难 以 保证 所 以 路 基 工 程 是 线 下 工 程 中 质 量 最难 控 制 最 容 易被 忽 视 也 最 容 易 出 问 题 的 环 节 路 基 的 工 后 沉 降 也 就 是 路 基 竣 工 后 继续 发 生 的沉 降 沉 降值 的 大 小 对 高速 列 车 的安 全 运行 线路 养 护 维修 工 作 量 及车 辆 轨道 结 构 设施 的使 用寿 命 等 有重 要影 响 沉 降是 由土材 料 变形 性 能 的特 殊 性所 决 定 的 一 般材 料 在 小于 其 破 坏强 度 的 外 力作 用下 会 发 生变 形 但 很 快 就 能 稳定 而 土材 料 则 不然 受 到外 力 作 用后 发生 的变 形需 要 一定 时 间 才能稳定 路 基 的 工 后 沉 降

3、一 般 由 三 部 分 组成 路基 填 土 包 括基 床 与 路 堤 本体 在 自重作 用 下 产 生 的压 缩 沉 降 地 基 在 轨 道 路堤 自重及 列 车 动 力作 用 下 的 固结 沉 降 以及 基 床 h R p www r o a d m c l n a C 0 l q 表层 在 动 荷载 作 用 下 的塑 性 累积 变 形 其 中第 一 部 分 沉 降与 路堤 填 料 和压 实质 量有 密切 关 系 也是 高 铁 路基 施 工 中质 量控 制 的重 点 实测 表 明 在 采 用优 质 填 料 压 实度 又 能满足规范要求的情况下 工后沉 降 一般 不 会 超过 路 堤 高度 的0 5 且 能在一 年 以内完 成 现 结合 施 工 实 践 将 高 铁 路基 施 工 中 可 能 引起工 后 沉 降 的几种 原 因归纳 如下 1 路 基A B土填 料 粒 径 超 标 见 图1 规 范要 求最 大粒径 不超 过 1 5 C l T I 在填 料前 要 对填 料进行 过筛 或者摊铺 后进行人工挑拣 2 路 基 未 设排 水 沟 或 排 水 沟失 效 导 致 路基 冲刷 严 重 在

4、 施 工过 程 中 施 工单 位 急于 抢 进 度 往往 不 重 视 附 属工 程 的施 工 尤 其 在 汛 期 防 排 水 设 施 施 工 滞 后 造 成 路基 被 水 冲刷 图2 3 路 基 过 渡 段 级 配 碎 石 失 效 或不 养 生 规 范 要 求 级 配 碎 石 中 粘 土 团 含 量 不 超 过 2 水 泥 含 量 为 5 且 应 在 2 h内碾 压 完 毕 由于 供 料 等 原 因 往 往 不 能及 时碾 压 造 成级 配 碎石 板结 图3 4 路基横 向碾压 施 工 时严 格 按 照试 验 获 取 的机 械组 合 碾 压 遍 数和 碾 压 速 度 沿 线 路 方 向进 行 碾 压 不 得进 行 横 向碾压 有 时受 场 地 限制 特 别 是 在 路基 过 渡段 施 工 单位 图省 事 会 选 择横 向碾 压 见 图4 5 路基 填 料含水 率超 标 由 图1 粒径 超 标 图2 边坡 冲刷 严 重 图3 级 配碎 石 碾压 不 及 时 于 填料本身原 因或者 受天气影 响 造 成 填 料含 水率 超标 图5 这 时要 对填 料进行 摊铺 晾晒 使含水率 降到 设计要

5、求范 围后方可进行 碾压 2 路基沉降的观测 高 速 铁 路 无 砟 轨 道 的 铺 设 与 运 营 对 路 基 等 线 下工 程 的工 后 沉 降要 求 非常 严格 要 求工 后 沉 降 不 大于 1 5 n 3 n 3 路 桥 路 隧结 构 物 过 渡段 的 不均 匀沉 降差 不 大于5 1 1 1 13 3 纵 向 变 形 折 角 不 大 于 1 目前 沉 降 计 算 的精 度还 不 能达 到 控 制 无砟 轨 道 3 2 后 沉 降 的要 求 因此 施工 期 间除 了按 要 求进 行 系统 的沉 降 变 形动 态 观 测 外 还 须 通 过 对 沉 降观 测数 据 进 行 系统 的综 合 分 析 和评 估 使 路 基 工程 达 到规 定 的变 形控 制 要 求 通 过 分析 推 算 出最 终 的沉 降和 工 后 沉 降 g 理 确 定 无 砟 轨道 开 始 铺 设 的 时 间 确 保 高 速 铁 路 无砟 轨 道 结构 铺 设 的质 量I 2 1 沉降变形 监测基准 网 2 1 1 工作 基 点的 选择 工 作 基 点 应 选 择 在 比较 稳 定 的 位 置 能够 长 期 保

6、 存 方便 观 测 间距 大 约2 0 0 m左 右 从 目前 情况 来 看 现 有 的沉 降 变 形 监 测基 准 网存 在 以下 问题 1 部 分 工 作 基 点 位 置 选 择 不 合理 地 质 条 件 差 不稳 定 施 工 干 扰 大 容 易 产 生 扰 动 2 部 分 路 段 工 作 基 点 间 距 过 大 导 致 观 测 路 线过 长 最 弱 点 高程 中 误差 达 不到 规范 要 求 3 基 准 网 观 测 方 法 不 正 确 应 按 国家 二 等水 准规 范 要 求 独 o r E 行 单 路 线 往 返观 测 测 段 观 测 为偶 数 站 并 联 两 个 以 上 的基 准 点 形 成 闭合 路 线 部 分 单位 把 工 作 基 点 与 监 测 点 一 并 观 测 造 成 观 测 路 线增 长 测 站 数 增 多 观 测误 差 三一品牌 的精髓 在于高可靠ll 即使再恶劣的环境 都 能轻松应对 RM C M 本刊特稿S p e c i a 1 S t r y 大 有 的基 准 网观 测没 有 形 成 闭合 路 线 造 成工 作 基 点 的高 程 结果 无 法 计 算或

7、可 靠性 受 影 响 使工 作 基 点 高程 误 差增 大 导 致 监 测结 果 精 度低 沉降趋 势不 合理 4 基 准 网复 测 不 及 时 特 别是 在 区域 沉 降路 段 复 测周 期过 长 会 导致 工作 基 点 高程 修 正计 算 困难 修 正 结 果不 准确 监 测 成果 不 合理 不 能 真实 反 映构 筑物 的沉 降规律 5 部 分 路 段 工 作 基 点 被 破 坏 没 有 及 时补 埋 同样 会造 成 监 测路 线 过 长 起 算点 不 一致 监 测 结果 异常 2 1 2 关 于基 准 网建 立的 建议 首 先 施 工 单 位 要 重 视 沉 降 变 形 监测 基 准 网 的建 立工 作 严 格 按 规 范及 细则 要求 进行 工 作基 点 的布 置 严 格 遵守 操作 规 程 按 细 则 要 求进 行基 准 网的 复测 确 保基 准 网 的观 测精 度 严 格 按 规定 的频 率进 行 基 准 网复 测 特 别在 可 能发生 区 域 沉 降 的地 区 如 果监 测 过程 中出 现 异 常 应 对 基 准 网 进 行 加 密 观 测 加 强 对工作 基 点 的保

8、护 若 有 破 坏 应及 时 补埋 并 进 行连 测 在 监 测过 程 中随 B I 意工作 基 点 的 变化 情 况 遇 异 常 情况 要 采取 合理 有 效 的方 法进 行 处理 施工 单 位著 处 理 不 了 要 及 时报 监理 单 位 会 同 建 设单 位 设计 单 位和 评 估单 位 一 起商 量 处理 2 2 监测标 志的埋 设 2 2 1监 测 标 志埋设存 在 的 问题 路基 段 监 测 标 志 的埋 设 存在 以 下 问题 1 路 基 沉 降 板 的 自由 度 受 限制 不 能 真 实地 反 映地 基 的沉 降 过 程 2 路 基 沉 降板 破 坏 严 重 补埋 处理又 不及 时 导 致 累计 沉 降 量传 递 受影 响 3 路 基 堆 载 预 压 期 间 一 次 性 接 管 高 度 超 过 3 m 极 不 规 范 高程 传递 困难 误 差 大 有 的 甚至 出现 错误 预压 完 成 后 沉 降 板露 出地 面过 高 容 易造 成 破坏 4 部 分 路 基 观 测 桩 埋 设 不 及 时 没 有真 实记 录 构 筑物 的变形 过 程 标 准 的桩头 处理 见 图6 5

9、 剖 面 沉 降 管 两 端 没 有 保 护 井 基 桩埋 设不 规范 2 2 2 关 于监 测标 志埋设 的建 议 1 对于 已经 具 备 埋 设 监 测 图4 横 向碾 压 h 艇 p V r a h r 卜 c l 1 打 1 a C O I Y I 标志 条 件 的路 段 要 及 时进行 埋 设 并进 行观 测 2 沉 降 板 第 一 次 埋 设 时应 用仪 器校 对 垂 直 在 施 工过 程 中应 加 强 保 护 确 保 其 自由 度 不 受 限 制 堆 载预 压 完成 后 沉降 板 耍略 低于 地 面 采取 必要 的措 施 防止 被 破坏 管 口用软 材 料进 行封 堵 防 止有 异物 落入 影 响其 自由度 3 剖 面 沉 降 管 两 端 要 及 时 修 建 保护 井 加强 保护 2 3 变 形 观 测 2 3 1 沉 降变形观 测存 在 的 问题 从 目前 现 场 检查 及 资 料 的检 查 情 况来 看 少数 路段 没 有进 行 单 路 线往 返 观 测 测 段 不是 偶 数 站 没 有形 成 闭 合路 线 观 测 过程 中有视 距 超 限 前 后 视距 差 超 限

10、前 后视 距 累计 差 超 限 两 次 读数 差 超 限 等 情 况 观 测人 员操 作 不 熟练 一站 观 测 时间 过 长 没 有 合理 利 用观 测 时 间 2 3 2 观 测 要 求 I 严 格 操 作 规 程 对 超 限 成 果 必 须 进 行 重 测 直 至 合 格 为 止 严 禁使 用超 限成 果 2 各 施 工 单 位 要 加 强 测 量 图5 含水 率超 标 人 员 的 培 训 工 作 使 其 尽 快 熟 练 操 作 程 序 和 操 作 方 法 加 快 观 测 进 度 3 合理 安排 观测 时 间 利 用 最有利 观测 时段 确保观 测精 度 4 由 于 观 测 精 度 低 将 对 监 测 结 果 造 直 接 影 响 特 别 是 观 测 后 期 构 筑 物 沉 降趋 于 稳 定 沉 降 量 小 的情 况 下 监 测精 度 尤 为重 要 过于 离 散 的观 测 结 果将 导 致相 关 系 数难 以满足 评估 指 南 的要 求 2 4 资料整理 2 4 1 资料 整理 存在 的 问题 从 已观 测 的资 料 检 查 情 况 看 资 4 整理 存 在 以下 问题 1 资 料

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