一种通过断裂带的高速铁路路基结构.pdf

本发明公开了一种通过断裂带的高速铁路路基结构，由加宽路基和路基内分层结构组合而成，路基底部设置地基沉降变形观测系统。加宽路基的路肩加宽不小于1m，路基内分层结构包括在散粒填料体内分层铺设的土工格栅、灰土封闭层，土工格栅的每层间隔0.3～0.6m，灰土封闭层厚度0.5～1.0m。挖方路基结构的加宽侧沟平台和加宽边坡平台宽度分别不小于3m，边坡坡度放缓至1:1.75。挖方路基结构还包括设置复合土工膜及渗水暗沟，复合土工膜设置在路基基底上的灰土封闭层之上，复合土工膜两侧侧沟下设置渗水暗沟，渗水暗沟宽不小于1m。本发明提高路基散粒体结构的整体性，适应断裂带变形，降低地震时路基过大的变形开裂，保证运营阶段线路的畅通和安全，降低设计及运营风险。

1.  一种通过断裂带的高速铁路路基结构，包括填方路基结构和挖方路基结构，填方路基结构是在天然地面以上填筑散粒路基填料，挖方路基结构是在天然地面以下挖掘的地基上填筑散粒路基填料，其特征在于：所述的路基结构由加宽路基和路基分层结构组合而成，路基底部设置地基沉降变形观测系统；
所述加宽路基指加宽路肩，为路基面左右路肩在原路肩宽度基础上各加宽不小于1m的宽度；
所述路基内分层结构包括在散粒填料体内分层铺设的土工格栅、灰土封闭层；土工格栅分层铺设在填筑散粒体内，每层间隔0.3～0.6m；灰土封闭层为在夯实处理后的地基上夯填的灰土层，灰土封闭层厚度0.5～1.0m。

2.  根据权利要求1所述的一种通过断裂带的高速铁路路基结构，其特征在于：所述路基底部设置的地基沉降变形观测系统，由多点分层沉降计及测斜管共同组成，多点分层沉降计埋设在路基底部中心及坡脚两侧，测斜管埋设在坡脚两侧；多点位移沉降计由锚头、连接杆、传感器、导管组成，测斜管内装有加速度传感器；各观测元件观测数据通过传输线缆汇集到观测井内，以便数据采集，采用多通道工程测试仪进行自动化测量，通过信号接收装置，进行远程数据采集。

3.  根据权利要求1所述的一种通过断裂带的高速铁路路基结构，其特征在于：对于挖方路基结构，所述的加宽路基还包括加宽侧沟平台、加宽边坡平台，加宽侧沟平台和加宽边坡平台在原有侧沟平台、边坡平台基础上分别加宽不小于1m的宽度，加宽后的侧沟平台、边坡平台宽度不小于3m，边坡坡度放缓至1:1.75，分级边坡高度不大于6m。

4.  根据权利要求1所述的一种通过断裂带的高速铁路路基结构，其特征在于：对于挖方路基结构，所述路基内分层结构还包括在灰土封闭层上设置复合土工膜，复合土工膜两端侧沟下设置渗水暗沟；复合土工膜上下分别铺设厚0.1m的中粗砂垫层，渗水暗沟宽度不小于1m，渗沟内的渗水管埋深不高于复合土工膜顶面以下0.2m，渗水管直径不小于0.3m。

一种通过断裂带的高速铁路路基结构
技术领域
本发明涉及铁路路基结构，特别是涉及断裂带地段的铁路路基结构。
背景技术
高速铁路特别强调路基变形的控制，为了确保列车高速、安全及平稳运行，路基结构应具有足够的强度、稳定性和耐久性。由于受各种地形和地表建筑等因素的影响和控制，高速铁路线路不得不穿越断裂带。断裂带地段的地质结构复杂，岩层状态和岩土性质多变，裂隙发育及其含水率大，地形变化和基岩埋深异常，部分地段还具有一定的活动度。因此，断裂带地段的高铁路基要有一定的刚度，结构整体性要好，既保证非地震情况下路基变形满足安全运营要求，又要尽可能降低过大的沉降引起的路基变形风险，同时，在地震时还要能适应断裂带变形、易修复和留有修复条件等。
现有的铁路路基结构为散粒填料体结构，在清表或处理后的地基上填筑散粒路基填料，路基面宽度为适应轨道基本要求的标准宽度。
图1和图2分别显示现有技术的填方路基和挖方路基的路基结构。
图1所示的填方路基的路基结构是在整平后的天然地面5的地基上填筑散粒路基填料4，其路基面为具有标准路肩宽度的标准路基面1，路基两侧的边坡3’从标准路基面1的两侧向下斜向延伸到天然地面5，边坡3’的斜率为1:1.5。
图2所示的挖方路基的路基结构是在挖掘的低于天然地面5的地基上填筑散粒路基填料4，其路基面为具有标准路肩宽度的标准路基面1，路基两侧挖掘侧沟13及侧沟平台9，路基两侧的边坡3从侧沟平台9的外侧向上斜向延伸到地面5，边坡3的斜率视地层情况而定，为1:1.5～1:0.5。
现有的铁路散粒填料体路基结构整体性差，在地震和断裂带变形情况下路基变形大，易开裂，同时，地震后无修复条件，这给穿越断裂带的高速铁路运行和养护维修带来困难和隐患。
发明内容
针对现有技术的散粒填料体的路基结构存在穿越断裂带的高速铁路养护维修困难、运行存在隐患，本发明推出一种新型的通过断裂带的高速铁路路基结构，将加宽的路基面、路基内的分层结构、地基沉降变形观测系统结合起来，以提供具有良好整体性及稳定性的路基结构型式，适应地基不均匀 沉降，防止基床翻浆冒泥和冻胀病害，能及时监测断裂带地基沉降量和进行预警和超标报警提示，并具有修复条件。
本发明所述的一种通过断裂带的高速铁路路基结构，包括填方路基和挖方路基的路基结构，其特征为由加宽路基和路基内分层结构、地基沉降变形观测系统组合而成，地基沉降变形观测系统设置在路基底部。
所述加宽路基为加宽路肩，加宽路肩在原路肩宽度基础上各加宽不小于1m的宽度。
所述的路基内分层结构包括在散粒填料体内分层铺设的土工格栅、灰土封闭层。土工格栅分层铺设在散粒填料体内，每层间隔0.3～0.6m；灰土封闭层为在夯实处理后的地基上夯填的灰土层，灰土封闭层厚度0.5～1.0m。铺设的土工格栅提高散粒填料体的整体性及稳定性。
所述的地基沉降变形观测系统包括多点分层沉降计及测斜管，多点分层沉降计埋设在路基底部中心及坡脚两侧，测斜管埋设在坡脚两侧。多点位移沉降计由锚头、连接杆、传感器、导管组成，测斜管内装有加速度传感器。各观测元件观测数据通过传输线缆汇集到观测井内，以便数据采集，采用多通道工程测试仪进行自动化测量，通过信号接收装置进行远程数据采集。
对于挖方路基的路基结构，所述的加宽路基还包括加宽侧沟平台、加宽边坡平台，加宽侧沟平台和加宽边坡平台在原有侧沟平台、边坡平台基础上分别加宽不小于1m的宽度，加宽后的侧沟平台、边坡平台宽度不小于3m，边坡坡度放缓至1:1.75，分级边坡高度不大于6m。加宽侧沟平台和加宽边坡平台满足地震破坏时维修车辆通行，留有修复条件。
对于挖方路基的路基结构，所述的路基内分层结构还包括设置复合土工膜及渗水暗沟。复合土工膜设置在路基基底上的灰土封闭层之上，复合土工膜上下分别铺设厚0.1m中粗砂垫层。复合土工膜两侧侧沟下设置渗水暗沟，渗水暗沟宽度不小于1m，渗水暗沟内的渗水管埋深不高于复合土工膜顶面以下0.2m，渗水管直径不小于0.3m。渗水暗沟的设置用以降低地下水位，排除路基面下渗的地表水和地下水，并隔断地下水上升通道，以降低路基基床翻浆冒泥和冻胀病害的威胁。
本发明涉及的一种通过断裂带的高速铁路路基结构，提高路基散粒体结构的整体性，适应断裂带变形，降低地震时路基过大的变形开裂，能降低地下水位对路基基床影响，降低基床翻浆冒泥和冻胀病害，保证运营阶段线 路的畅通和安全，降低设计及运营风险。
附图说明
图1为已有技术的填方路基结构横向截面示意图；
图2为已有技术的挖方路基结构横向截面示意图；
图3为本发明涉及的填方路基结构横向截面示意图；
图4为本发明涉及的挖方路基结构横向截面示意图。
图中标记说明：
1、标准路基面                2、加宽路肩
3’、填方路基边坡            3、挖方路基边坡
4、散粒路基填料              5、天然地面
6、土工格栅                  7、灰土封闭层
8、地基沉降变形观测系统      9、侧沟平台
10、边坡平台                 11、复合土工膜
12、渗水暗沟                 13、侧沟
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
图3显示了本发明涉及的填方路基结构的横向截面，包括加宽路基和路基内分层结构。
图3所示填方路基结构的加宽路基包括加宽路肩2，加宽路肩2的路肩宽度较之原路肩加宽不小于1m的宽度。
图3所示的路基内分层结构包括由散粒路基填料4填筑的散粒填料体内分层铺设土工格栅6、灰土封闭层7。土工格栅6分层铺设在散粒填料体内，每层间隔0.3～0.6m；灰土封闭层7为在夯实处理后的地基上夯填的灰土层，灰土封闭层7厚度0.5～1.0m。
图4显示了本发明涉及的挖方路基结构的横向截面图，包括加宽路基和路基内分层结构。
图4所示挖方路基结构的加宽路基包括加宽路肩2，加宽路肩2的路肩宽度较之原路肩加宽不小于1m的宽度。
图4所示挖方路基结构的加宽路基还包括加宽的侧沟平台9、加宽的边坡平台10，加宽的侧沟平台9和加宽的边坡平台10在原有侧沟平台、边坡 平台基础上分别加宽不小于1m的宽度，加宽后的侧沟平台9、边坡平台10的宽度分别不小于3m；挖方路基边坡3的坡度放缓至1:1.75，分级边坡高度不大于6m。
图4所示挖方路基结构的路基内分层结构包括由散粒路基填料4填筑的散粒填料体内分层铺设土工格栅6、灰土封闭层7。土工格栅6分层铺设在散粒填料体内，每层间隔0.3～0.6m；灰土封闭层7为在夯实处理后的地基上夯填的灰土层，灰土封闭层7厚度0.5～1.0m。
图4所示挖方路基结构的路基内分层结构还包括设置复合土工膜11及渗水暗沟12。复合土工膜11设置在路基基底上的灰土封闭层7之上，复合土工膜11上下分别铺设厚0.1m中粗砂垫层。复合土工膜11两侧侧沟13下设置渗水暗沟12，渗水暗沟12的宽度不小于1m，渗水暗沟12内的渗水管埋深不高于复合土工膜11顶面以下0.2m，渗水管直径不小于0.3m。
图3和图4显示本发明涉及的路基结构的路基底部设置地基沉降变形观测系统8，地基沉降变形观测系统8包括多点分层沉降计及测斜管，多点分层沉降计埋设在路基底部中心及坡脚两侧，测斜管埋设在坡脚两侧。各观测元件观测数据通过传输线缆汇集到观测井内，以便数据采集，采用多通道工程测试仪进行自动化测量，通过信号接收装置进行远程数据采集。
现将本发明提供的路基结构施工过程进行说明：
填方路基结构：整平场地→夯实处理地基→施工地基沉降变形观测系统→铺设一层高强土工格栅→夯填灰土层→铺设高强土工格栅→选用优质填料分层填筑路基并每隔0.3～0.6m铺设高强土工格栅直至基床表层底面；
挖方路基结构：开挖至换填层底面→夯实处理地基→施工渗水暗沟→施工地基沉降变形观测系统→铺设一层高强土工格栅→夯填灰土层→施工中粗砂垫层、垫层中部铺设复合土工膜→选用优质填料分层填筑路基并每隔0.3～0.6m铺设高强土工格栅直至基床表层底面。