狄 佳(中鐵二十二局集團有限公司,北京 100043)
對高速鐵路路基施工的幾點認識
狄 佳
(中鐵二十二局集團有限公司,北京 100043)
我國高速鐵路的建設始于2004年,目前已經建成全世界最大規模和最高運營速度的高速鐵路網。經過十多年的工程實踐,高鐵施工技術日趨成熟完善,尤其是在路基施工技術方面,積累了大量的實踐經驗。本文將對高鐵的路基施工建設做出分析和探討,淺談對其路基建設的幾點感悟,以期為今后我國高鐵路基施工起到一定的參考作用。
高鐵;路基;施工
高鐵,實現了幾千里能夠夕發朝至的夢想,大大便利了人們的生產和生活。然而,高鐵在給我們帶來享受的同時,也給我們帶來了部分難題。高鐵能夠比普通火車速度快出一倍至兩倍的原因除了提供動力的車廂節數較多之外,還一個重要原因就是軌道優勢。相比于普通火車軌道,高鐵的軌道曲徑小,坡度小,軌道的性能要好。當列車速度達到300km/h時,就要采用無渣軌道。從上面可以看出,高鐵“運行穩、速度快”的性能是與其鐵路建設息息相關的,而在鐵路建設過程中,路基建設是其中的關鍵問題。筆者作為我國高鐵建設的工程技術人員,以自己的實踐感悟簡要論述對高鐵路基施工建設幾點認識。
與普通鐵路施工不同,高鐵路基建設主要考慮的方面是軌道的形變問題。強度高、穩定性好、形變小是高鐵路基的良好狀態,也是適應火車高速運行時的必然要求。在高鐵軌道路基的強度被損傷之前,軌道上可能發生不容許的形變。這個問題一直是高鐵路基建設的研究課題之一。為此,各國都積極投入人力物力,爭取有更好的辦法來解決形變這個難題。以發達國家為例,它們通常采用改善軌道結構,完善軌道保養技術來緩解軌道形變。然而我國地形地貌與國外差別較大,例如,日本東北新干線路基工程僅占線路長度的6%,其他線路甚至更低,而我國高鐵線路以京滬線為例,路基工程所占比例高達66%,且途經不良地質環境較多,這些無疑對降低高鐵軌道形變量造成很大的困難。我們在具體的工程建設中,要控制高鐵軌道形變,必須對以下5方面進行要求。
1 保證軌道平順度。軌道的平順度對于高鐵來講至關重要。為此,我國已經出臺了相關規定,指出時速為200km的鐵路線橋隧站在設計施工過程中,各項參數都要有相對應的標準值,比如高低≤3mm,水平≤3mm,軌距最大允許偏差為±2mm等等。只有按照標準來,才能保證其平順度。

表1 高鐵路基沉降量和沉降速率要求
2 對于基床的要求。高鐵的基床由兩部分組成,即底層和表層。這與普通鐵路是相一致的。但二者之間也存在區別,比如填料的用量以及填筑要求。相關規定指出,表層厚度為0.5m-0.7m,底層厚度為1.8m-2.2m;表層采用級配碎石,底層選用改良土。以秦沈客運專線為例,基床總厚度2.5m,其中表層0.6m,采用級配碎石;底層為1.9m,采用改良土。
3 對路基橫斷面的要求。我國對除高鐵以外的普通鐵路劃分為三個級別,劃分標準主要是根據其承擔運輸作用的強弱和遠期年客貨運量的多少。隨著火車運輸量的增大和運輸速度的提升,軌道路基的橫斷面寬度略有增大。
4 對路堤的施工要求。高鐵的路堤位于鐵路基床的下部,施工材料一般采用碎石或粗、細粒土。當采用不同的填筑材料時,我們在計算時所應用的地基系數K30值也隨之不同。對于碎石,地基系數要求≥130MPa/m,粗、細粒土的相應參數分別為≥110MPa和≥90MPa。同時,應用細粒土時考慮壓實系數 。采用碎石或粗粒土填筑時,考慮的因素應為空隙率,并且施工過程中保證其≤25%,數值遠遠低于普通鐵路的要求。
5 沉降量和沉降速率。以前對普通鐵路的路基沉降不做太多要求,路基沉降量一般都是以厘米為單位。然而,高鐵的出現,要求其路基沉降量非常嚴格,追求“零沉降”的目標。我國現行規定見表1。
1 突出路基建設在高鐵施工中的重要意義。要摒棄以前普通鐵路施工中的不良觀念,在高鐵施工中給予路基建設足夠的重視。不能只關注材料的數量,而不關注質量。高鐵比普通鐵路施工要復雜,要求也高。要想施工好,路基是關鍵。因為它處在最底部,是基礎,遇到的不確定因素也最多,受外界影響最強。
2 做好施工前的地質分析和填料鑒定工作。這項工作是鐵路施工建設的第一項也是作重要的工作,必須給予足夠重視,講究方法。
3 對施工工作做出合理安排和預期。高鐵路基施工工作至關重要,切忌出現偷工減料或盲趕工期。為此,一定要做好切實可行的預先規劃,分步進行,穩扎穩打,成功一步,再進行下一步。每一步施工都有其緩沖完好的階段,譬如說路基的沉降需要一定時間,才能避免工后空隙率超標。
4 做好檢測和測量工作。為了在保證施工質量的前提下,盡可能快的增大施工進度,我們要采用先進的檢測儀器,對施工質量做出及時的檢測和分析。高速鐵路路基施工中的檢測頻度、準確度要求較高,檢測手段多種多樣。加強施工的測量控制工作。施工中嚴格控制路基中線、兩邊線、填土厚度、路基頂面的高程、平整度、拱度以保證軌道高平順度的實現。
5 增強科技研發能力,引進新工藝、新材料。隨著我國科技的發展,我國于2008年8月1日開通運營了第一條真正意義的京津城際鐵路,開啟了我國擁有高鐵的新時代。然而隨著社會需要的增加,我國的高鐵建設需要更大的進步,其中就包括路基建設。因此,在高鐵路基施工中應積極開展科學試驗, 引進、消化、吸收國內外的先進經驗, 是我國高鐵建設能力邁上一個更高臺階。
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