淺談客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計

孟祥濤+李靜+鄒艷

摘 要：文章通過對客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計意義與作用進行了論述，同時對客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計的相關內容和要點進行了討論。通過相應的研究，結論是客運專線無砟軌道鐵路路基應該優先進行縱斷面的設計，橫斷面的設計要根據縱斷面的設計來進行。客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計的內容有連接處沉降差異處理、連接處剛度差異處理以及連接處工程接口設計處理。

關鍵詞：客運專線；無砟軌道；鐵路路基；縱斷面

一般情況下，除了地形地質條件復雜多變的鐵路路基工程設計，都不會對路基縱斷面進行設計，只對路基橫斷面進行設計。然而客運專線無砟軌道鐵路對于線下基礎的沉降及剛度有著苛刻的要求。尤其在與橋梁、隧道、涵洞等構筑物的連接段，沉降差異以及剛度差異要求特別嚴格。文章對路基縱斷面設計的意義和主要內容進行了闡述。

1 客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計的意義

為了使客運專線無砟軌道鐵路路基工程符合要求，并且在施工時做到良好的經濟性，通常采用當地巖土來進行路基工程的施工。但是這種巖土材料與橋梁、隧道等構筑物比較起來，它的剛性程度與之相比顯然偏小，剛度差異必然在兩者的連接處存在。而且，因為不同的地基處理方式，無砟軌道鐵路路基與隧道、橋梁的基礎有著明顯的不同，無砟軌道鐵路路基與隧道、橋梁的連接處也存在著沉降差異。再者，無砟軌道鐵路路基與隧道、橋梁連接處的接口處理工程也相當重要，要確保接口滿足相關標準。因此，要做好上述三方面的處理工作，客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計就顯得格外重要。

進行客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計，檢查各線下工程的接口是否一致協調，剛度與沉降度是否符合國家標準，檢查排水系統的銜接是否通常，檢查路基工程的施工方法以及工序是否合理。通過對客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計圖紙進行檢查，能夠有效避免因施工圖紙的錯誤造成施工出現質量問題，導致施工成本增大。

2 客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面設計的主要內容

2.1 連接處沉降差異處理

客運專線無砟軌道對于路基的沉降變形，尤其是對于不均勻沉降的要求極為苛刻。對于調高量是30毫米的扣件，除去施工時的誤差，只有20毫米可以調整。同時要考慮客運列車在運行時需要5毫米的預留量，實際路基沉降調整量只有15毫米。我國有關客運專線無砟軌道鐵路路基的設計有著嚴格的規定，路基在無砟軌道施工鋪設結束后的沉降值應該滿足線路豎曲線圓順和扣件調整的相關要求。無砟軌道路基在施工后沉降通常情況下不能超過扣件允許的豎向調高量15毫米。沉降相對來說比較均勻，而且路基長度在大于20米時，允許的最大工后沉降量是30毫米，而且軌面圓順的豎曲線半徑（單位：m）應不小于0.4乘以設計最高速度（單位：km/h）的平方值。并且對于橋梁、隧道等過渡段因沉降造成的折角，應該控制到不大于1/1000。因為不同構筑物在連接處的沉降差異是在所難免的，在無砟軌道鋪設過程中使用合適的過渡措施允許有5毫米的沉降差異，因此無砟軌道路基與橋梁、隧道構筑物連接處的沉降差異應該小于5毫米。

無砟軌道鐵路路基縱斷面在設計時，要使得連接處的沉降控制住標準范圍內，要處理好下述幾點：第一，在選擇路基與橋梁、隧道等的分界時，因地制宜，根據沿線基礎填料、地質情況等，做到合理確定。第二，因為我國的無砟軌道鐵路路基都需要進行軟弱地基的處理，在處理過程中應該根據地層情況、路基面寬以及路基填高等方面綜合考慮，選擇合適的處理方法，分不同的步驟、工具分段處理，確保無砟軌道鐵路路基滿足工后沉降的施工要求。第三，嚴格做好無砟軌道鐵路路基填料的選擇以及壓實質量的控制工作，因為如果選擇填料不合適或者壓實質量控制不當，無砟軌道鐵路路基與橋梁、隧道等構筑物間的不均勻沉降將會大大增大。第四，做好沉降觀測工作以及后續的評估工作。通過該項工作，能夠有效檢驗工程勘察資料是否可靠，驗證設計理論是否正確，通過控制施工速率來確保施工質量，通過動態的控制工作為沉降控制提供有力的依據。

2.2 連接處剛度差異處理

無砟軌道鐵路路基與橋梁、隧道等構筑物線下基礎支承剛度有著明顯差異，這與連接處線下基礎構筑物的材料有關。我國的相關規定要求，客運專線無砟軌道鐵路路基面支承剛度的合理取值范圍一般是每米100兆帕至200兆帕之間；無砟軌道鐵路路基與橋梁、隧道等構筑物之間的過渡段，在充分考慮實用與經濟性的基礎上，可以使用剛度高的水泥穩定填料，支承剛度一般是每米500兆帕至1000兆帕之間。對無砟軌道鐵路路基與橋梁、隧道等構筑物之間的過渡段應進行連通設置，來確保縱向剛度平順的過渡。在實際的施工鋪設過程中，可以因地制宜，根據不同的地質情況，可以參照國家給出的過渡段縱斷面標準圖設計連接處路基設計，譬如設置鋼筋混凝土搭板，減小剛度差異，來確保連接處的協調。

2.3 連接處工程接口設計處理

我國相關規定要求，客運專線無砟軌道鐵路路基上的各種設備應該與路基同步施工，并不得因設備的設置而導致路基的穩固性與安全性受到影響。由此可見，連接處工程接口設計便非常重要。

2.3.1 客運專線無砟軌道鐵路路基與橋梁、隧道等構筑物的接口工程

（1）排水設施銜接檢查

（2）施工組織的檢查

（3）“四電”管線的“碰管”

客運專線無砟軌道鐵路路基與橋梁、隧道等構筑物的相關接口，通常要體現在橋梁、隧道等有關的構造圖中。

2.3.2 路基工程與“四電”設備主要的接口工程

（1）信號、通信、電力電纜槽以及手孔的設置

（2）接地電纜以及接觸網PW線的橫向過軌管道的設置

（3）綜合接地貫通地線在路基段的設置

（4）信號、通信、電力電纜引入信號中繼站或者通信基站

（5）電力電纜從路肩向坡腳的轉換方式

（6）聲屏障立柱基礎

（7）接觸網立柱基礎

以上七類接口工程應該同客運專線無砟軌道鐵路路基的主體工程同步進行，并且在鋪設軌道之前要全部完成。無砟軌道鐵路路基與“四電”設備有關的接口設計，通常要體現在路基標準斷面以及相關設計中。

客運專線無砟軌道鐵路路基縱斷面的設計，要把重點放在路基與橋梁、隧道等構筑物的工程接口設計，檢查管線高程以及平面位置以及排水方向的一致性，連接處排水設施的高程以及平面位置的一致性和排水設施的完整性。確保施工組織設計的合理性，保證施工正常有序地進行，避免干擾存在。

2.4 客運專線無砟軌道鐵路路基工程縱斷面設計圖內容

客運專線無砟軌道鐵路路基工程縱斷面設計圖的內容應該包括以下六點：

（1）地面和地層線

（2）地層的代號、地層的特性以及巖土的主要參數

（3）橋梁、隧道等構筑物的結構輪廓

（4）路基面的高程

（5）路基層狀的結構和技術參數

（6）路基和橋梁、隧道等的基礎措施、施工方法和主要參數

3 客運專線無砟軌道鐵路路基工程縱斷面設計實踐

某客運專線無砟軌道試驗段全長為13.16公里，該試驗段地形變化比較大，沿線有橋梁三座合計711延米，隧道四座合計6980延米，涵洞22座，路基長度5.38公里，路基與橋梁、隧道、涵洞的過渡段有50多處。由于地形復雜，過渡段多，工程的建設要求很高，路基工程橫斷面設計不足以反映出工程的設計意圖，因此，路基工程縱斷面設計應運而生。連接處的構造、地基的處理、路基的填料分層、基底的排水等相關內容能夠反映在路基工程縱斷面設計圖中。使用路基工程的縱斷面設計，能夠有效解決下述四個問題：

（1）通過路基工程的縱斷面設計，可以有效調整地基處理的深度、地基處理的范圍等，路基橫斷面得到了修改。

（2）通過研究縱斷面，得知不同構筑物相距比較近時，需要修正按照過渡段標準圖設計的路基過渡段。

（3）隧道出口處的路段，路基在換填時底部要設置排水坡，方向要沿線路縱向向外，并且出口要與排水溝銜接好。

（4）一些路基與橋梁、隧道、涵洞等連接的地段，設計路基時應結合實際地質情況以及基坑處理情況，避免盲目按照過渡段標準圖進行設計。

通過該客運專線無砟軌道試驗段的設計檢驗得知，對于客運專線無砟軌道鐵路工程路基施工來說，尤其在地質復雜、地形多變的環境下，鐵路路基縱斷面的設計必不可少。

4 結語

在客運專線無砟軌道鐵路路基工程設計中，對路基縱斷面進行設計，對連接處不同基礎的沉降差異、剛度差異以及工程接口進行檢查和處理，并且檢查排水設施通常與否，“四電”管線“碰管”與否，施工組織合理與否，存在問題進行相應的處理。這完全符合客運專線無砟軌道鐵路路基工程在沉降控制、剛度控制等方面的嚴格要求。

根據目前的無砟軌道路基工程設計方法來看，首先是進行路基橫斷面的設計，再進行路基縱斷面的設計，通過橫斷面的設計和橋梁、隧道、涵洞等工程接口的相關資料進行縱斷面的設計繪制工作，然后再檢查無砟軌道鐵路路基與橋梁、隧道、涵洞等構筑物連接處接口工程處理的是否協調合理。通過檢查的結果再進行橫斷面設計的修改工作。較長的縱斷面設計工作流程使得這樣的上述工作流程無法很好的體現縱斷面設計的意義。因此，為了達到客運專線無砟軌道鐵路路基工程線下基礎沉降、剛度控制要求，應該先進行縱斷面設計，橫斷面的設計要根據縱斷面的設計來進行。

參考文獻

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