铁路工程路基施工技术的应用与控制对策

发表时间:2021/2/19   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:魏勇杰
[导读] 摘要:现如今,随着人们生活水平的提高,人们的出行半径也在逐渐增大。
        中铁十一局集团第一工程有限公司  湖北襄阳  441000
        摘要:现如今,随着人们生活水平的提高,人们的出行半径也在逐渐增大。为了满足人们对于出行日益增长的需求,我国铁路行业也有了长足的发展和进步。近年来由于我国高铁的全面、快速发展,使得我国的铁路建设水平得到大踏步的提升,甚至可以说已经位列世界领先水平。在铁路工程中,路基建设可以决定铁路的使用年限与寿命,也决定了铁路是否能保证列车的安全行驶,因此我们必须重视路基施工的科学化、合理化、标准化、安全化等一系列基础而关键的施工重心。
        关键词:铁路工程;路基施工技术;控制对策
        引言:
        铁路交通是我们国家非常重要的交通运输方式之一,科学技术的持续发展带动了铁路的现代化建筑。铁路的路基施工是铁路工程的重要基础,只有科学地使用先进的施工技术,采取有效的控制措施才能保证铁路工程的施工质量,为铁路的长远发展奠定坚实的基础。
        一、铁路路基施工的重要性
        在铁路工程建设中,路基施工是决定铁路使用质量、使用年限、使用安全性的重要因素之一。由于我国东西横贯面积较大,使得我国铁路路线横跨五个时区。铁路运输量大,承重压力大,对于路基的承载力和稳定性也有较高要求。我国各种地型地貌等地质条件相对复杂,因此需要细致谨慎的根据各类地貌、野外环境,因地制宜的进行路基的施工处理,加固养护。路基建设是铁路建设的基础项目,可以有力的支撑轨道,级配面料填层属于路基主要的受力面,在很大程度上影响着铁路运行过程当中的稳定性、安全性。国内经过多条铁路建设的研究和方案分析,路基施工中容易受到很多外部因素影响,导致路基不稳,引发各种安全隐患。因此我们在路基施工当中必须因地制宜,谨慎制定施工方案,严格遵守施工流程,为铁路安全行驶,为人们生命安全、财产安全做好保障打好坚实的基础。
        二、路基施工需要遵循的原则
        (一)铁路轨道基础结构分类及特点
        路基施工过程当中,主要考虑的施工因素为铁路列车最高行驶速度,属于何种类型,规定的施工后沉降标准等。铁路轨道的基础结构主要有两种,分别是有砟轨道和无砟轨道。无砟轨道将使用沥青混合料、混凝土取代以碎粒散石道床的轨道结构,是现如今较为先进的轨道技术。有砟轨道的施工特点是时间短,施工占用资金少,然而见效又比较快,因此早期的铁路多为砟轨道。但是由于高铁速度快,安全便捷,当今世界很多国家都将高铁列为民生保障项目,高铁有向公交化发展的趋势。由于高铁的这种公交化特点,那么对于高铁的发车频率就有较高要求,这种高频率大强度的铁路使用势必会导致道砟粉化严重,大大增加后期使用维护的压力和成本。例如欧洲的大西洋线,后期的维护费用投入多,使用年限也被大大缩短,不到10年就需要翻新,更换全新的道砟,可以说得不偿失。无砟轨道的特点是建筑成本高,但是维护成本较低,可以在较长时间内都不需要特别维修,由于无砟也就没有道砟飞溅带来的安全隐患,列车行驶稳定平顺,并且使用寿命长,可以保证列车运行速度达到350千米每小时以上。总体来说,有砟轨道适用于列车频率相对较小负重较小的线路,无砟轨道适用于人员密集,出行频度高,车流量大,负重大或者地形地貌相对特殊险峻不方便进行保养维修的山路隧道高架桥等线路。在施工上,本着安全经济的原则进行选择施工。
        (二)路基施工原则
        路基施工需要注意以下事项:第一,在设计时,需要考虑的重点元素是列车运行设计最大速度、轨道的类型、规定的工后沉降标准。无砟轨道地基建设一般使用预制混凝土打桩的技术,或者使用CFG桩。砟轨道的地基处理一般选用复合地基法,也就是密桩技术、搅拌桩技术、排水固结法。第二,路基施工段地形若是岩溶地段,则可采用填筑泥浆技术,回填片石技术,或者灌制砂石技术。第三,铁路路基施工段是湿陷性黄土地段的话,需要将地基的湿陷性除去,地基的湿陷性没有达到6米的话,可以使用强夯法。湿陷性地基在6至20米的话,使用水泥土挤密桩法。

湿陷性大于20米的话,使用钻孔桩桩板或者CFG桩(Cement Fly-ash Gravel)技术。第四,如果铁路路基施工路段是砂土液化地区,那么一般使用挤压技术,也就是挤密碎石桩技术或挤密砂桩技术,可以减低土地含水量,减轻砂土液化。
        三、路基施工技术与控制对策
        (一)静力排水固接法
        需要使用静力排水固接法的路段一般是含水量高的土质或者是地势比较低洼的路段,需要使用此法来对路基进行加固处理。方法是在路基双侧设置砂井,在重力作用下,路基中的水分会逐渐聚集在砂井中,然后使用水泵将水抽出。这种方法一般对路基沉降问题有很好的缓解,对铁路稳定性的提升也有很好的作用。
        (二)碎石桩法
        这种方法需要使用到可以产生横向振动的管状设备,在一定的垂直压力下连续冲击路基,然后形成一个达到一定深度的桩孔。把孔内进行清理,再将强度比较高的碎石块填入孔内,反复挤压后灌注混凝土,待干后路基的整体承载力就提高了。这种方法的主要特点是成本低,便于操作,是一种铁路施工过程中的常用路基处理方法。
        (三)换填法
        此种方法主要是把地基表层稳定性不强或者不能满足铁路施工要求的土壤除去,重新换填铺装上透水性能好、强度大、密度高的新型材料。换填法优点是操作简单便捷,低价经济。但是换填法有一定的局限性,也就是对于换填深度有一定的要求,一般来说换填深度不超过5米,否则将大大增加施工难度,减少换填法的优势。
        (四)路基施工方法的对比与选择
        以上简述了三种铁路工程当中路基施工使用的施工办法。这三种办法的适用环境、适用条件、施工土质环境特点、处理效果上都有一定的区别,那么在实际施工过程当中,我们需要根据环境以及工程特点进行综合比对,选择适用,安全经济的施工方案。换填法的适用范围在三种路基施工处理方式当中是最广的,尤其是对于一些比较特殊的环境地质地貌,换填法可以达到比较适宜的加固效果。比如在我国范围常见的软土地基,东北地区到秋季开始,到冬季尤其突出的冻土情况,华北、西北部的湿陷性黄土地基、腐殖土、混杂土等,通过换填法的施工,可以消除路基缺点。碎石桩法的使用范围相对较窄,如果土壤酸性PH值小于5,或者路基本身含水量可达到百分之80以上,则不推荐使用碎石桩法。从适用范围上看,换填法大于静力排水固接法大于碎石桩法。在施工工期上来看,换填法施工方式比较简单,对机械设备的型号、处理能力等没有太高要求,对于施工路面也不用进行提前处理,而且施工工期短。碎石桩法在整体施工前需要对路面进行预处理,这样做有利于后期设备加工,由于多了路面预处理步骤,也就会多花费一些时间。静力排水固结法对于施工的要求比较严格,并且在完工后需要观测路基有没有发生沉降,因此工期相对较长。
        结束语:
        综上可以看出,路基施工是铁路工程当中重要的基础环节,对于铁路安全高效的运行,铁路的使用成本,使用年限等有着重要的影响。在关于铁路工程的日常研究当中,我们应当加大对于路基施工技术以及施工工艺的研究,根据施工需要对施工工艺技术进行不断的升级完善,对于路基施工过程当中存在的问题进行深入有效的处理与探索解决办法,确保能对各种复杂的地质地貌环境采取适合的处理措施,以确保铁路工程步入高效、有序、安全、节能、经济的新时代发展。
        参考文献:
        [1]左珅.新建高铁对紧邻运营铁路路基服役状态影响研究[D].导师:徐林荣.中南大学,2014.
        [2]资林勇.铁路线路改造及维修施工技术与安全风险管理研究[D].导师:李远富;汤黎华.西南交通大学,2013.
        [3]王小军.黄土地区高速铁路建设中的重大工程地质问题研究[D].导师:韩文峰.兰州大学,2008.
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