中國鐵路標(biāo)準(zhǔn)在烏干達(dá)鐵路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳輝　候素娟

摘要：鐵路工程設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)較為系統(tǒng)的工程，實(shí)際設(shè)計(jì)中要堅(jiān)持先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，合理選擇各個專業(yè)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及原則，以實(shí)現(xiàn)鐵路工程的可持續(xù)發(fā)展。文章以烏干達(dá)東線標(biāo)軌鐵路工程為案例背景，對具體設(shè)計(jì)措施進(jìn)行了分析，以供借鑒。

Abstract： Railway engineering design is a relatively systematic project. In actual design， advanced design concepts must be adhered to， and the design standards and principles of each specialty must be selected reasonably to achieve sustainable development of railway engineering. Based on the case of the Uganda Eastern Railway Standard Rail Project， the article analyzes specific design measures for reference.

關(guān)鍵詞：烏干達(dá)東線標(biāo)軌鐵路工程;設(shè)計(jì);線路;路基;橋梁

Key words： Uganda East Line Standard Rail Project;design;line;subgrade;bridge

中圖分類號：U23? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）05-0232-02

1? 工程概況

新建烏干達(dá)標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路東線（邊境線-托羅羅-坎帕拉）位于烏干達(dá)境內(nèi)東南部，橫穿東部區(qū)和中央?yún)^(qū)。東線設(shè)計(jì)包括主線和專用線，為客貨共線鐵路。東線的合計(jì)長度為271.643km。沿線地貌單元屬于東非高原丘陵區(qū)，高程多在1050～1300m之間，大致為起伏小的山丘、綿延的峽谷和河流，相對高差多在50～100m之間。鐵路沿線水系發(fā)育，多分布有濕地、河流、沖溝。項(xiàng)目是烏干達(dá)境內(nèi)進(jìn)出口貨物的主要運(yùn)輸通道、東非鐵路網(wǎng)一體化的重要組成部分。本鐵路工程計(jì)劃采用中國鐵路標(biāo)準(zhǔn)，目前尚處于前期設(shè)計(jì)階段。

2? 線路設(shè)計(jì)

2.1 平面設(shè)計(jì)

2.1.1 最小曲線半徑的選用

本線正線共使用半徑為：3000、2400、2000、1800、1600、1400、1200、1000、800、700、600;各條專用線的曲線半徑一般采用下列數(shù)值：800、600、500、400、300、200。

2.1.2 緩和曲線長度的選用

確定緩和曲線距離時，需要考慮曲線半徑、該路段的車輛通行速度、線路周邊環(huán)境等因素。東線正線緩和曲線在確定長度時參照表1，選擇應(yīng)用一般長度;針對專用線緩和曲線，參照表2的一般長度數(shù)據(jù)。

2.1.3 相鄰兩曲線間的夾直線和圓曲線最小度

東線正線相鄰兩曲線間的夾直線和圓曲線長短的最小值不小于50m。各專用線相鄰兩曲線間的夾直線和圓曲線長短的最小值不小于20m。

2.2 縱斷面設(shè)計(jì)

此鐵路工程線路的限制坡度標(biāo)準(zhǔn)為12‰。針對縱截面坡段的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)選擇利用較長坡段，其長短的最小值不應(yīng)低于400m。針對凸形縱截面頂端位置，由于解決坡度差問題而進(jìn)行緩和設(shè)置的分坡平段，其長短距離應(yīng)超過200m。在環(huán)境不利因素下，為了緩沖坡度而設(shè)置的坡段、長路塹內(nèi)由于解決排水問題而設(shè)置的人字坡段可以將長短距離縮短到200m。東線坡段，緊鄰兩段的坡度差需要控制在8‰，如果存在不利因素，可以控制在10‰。

2.3 改移道路及平（立）交設(shè)計(jì)

等級道路與鐵路交叉角度小于45°，優(yōu)先考慮采用改移公路。改移原則不低于原有道路標(biāo)準(zhǔn)。對于鄉(xiāng)村道路及車流量較小的道路，一般設(shè)置平交道口，較近時可進(jìn)行多條道路合并設(shè)置道口。

3? 軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

正線為客貨共線鐵路，設(shè)計(jì)最高時速120km/h，鋪設(shè)區(qū)間無縫線路，有砟軌道。專用線選擇應(yīng)用輕型軌道標(biāo)準(zhǔn)、鋪設(shè)有縫線路，有砟軌道。

正線鐵軌選擇應(yīng)用60kg/m、定尺長25m無螺栓孔熱軋鐵軌。與其他類型鐵軌連接時采用異型鐵軌連接。一般地段軌枕選擇應(yīng)用新Ⅱ型混凝土軌枕，按1760根/km鋪砌，在鐵路半徑為800m及以下的曲線地段（含兩端緩和曲線）每公里加設(shè)80根。護(hù)輪軌地段選擇應(yīng)用新Ⅲ型混凝土橋枕，按1680根/km鋪砌。有砟軌道選擇應(yīng)用合格碎石道砟。道床厚度見“正線有砟軌道結(jié)構(gòu)高度表”。道床邊坡1∶1.75。

專用線均按中國Ⅳ級鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，鐵軌選擇利用的是有螺栓孔熱軋鐵軌，具體規(guī)格為50kg/m、25m長;連接配件選用的是接頭夾板、10級高強(qiáng)度螺母、10.9級高強(qiáng)度接頭螺栓以及高強(qiáng)度平墊圈。線路的普通路段的軌枕選擇運(yùn)用新Ⅱ型混凝土，將新Ⅲ型配置在護(hù)輪軌路段，鋪砌設(shè)計(jì)為1520根/km，正線軌枕加強(qiáng)路段的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為1600根/km。道床采用合格碎石道砟。道床厚度見“專用線有砟軌道結(jié)構(gòu)高度表”。道床邊坡1∶1.5。

4? 路基設(shè)計(jì)

4.1 路基面形狀、寬度與路肩寬度

路基面設(shè)計(jì)為三邊形路拱，由路基中央向兩側(cè)設(shè)4%的人字排水坡。曲線加寬時，路基面仍維持三邊形形態(tài)。

選擇應(yīng)用有砟重型軌道結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)區(qū)間無縫線路。路堤的路肩幅面不應(yīng)小于0.8m，路塹的路肩幅面不應(yīng)小于0.6m。

4.2 路基基床設(shè)計(jì)及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

路基基床分為淺表及底部，淺表薄厚0.6m，底部薄厚1.9m。其中，底層包括0.5m厚上底層和1.4m厚下底層。

要保證路基基床淺層填料的質(zhì)量，反之則需要應(yīng)用土質(zhì)改進(jìn)或加固技術(shù)。基床淺層填料要有效控制其粒徑，將最大粒徑控制在150mm內(nèi);底部填料粒徑控制在不超過200mm或低于攤鋪薄厚程度的2/3。基床以下壓實(shí)規(guī)范要求參照表3。

4.3 路基基床以下部位填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

路堤基床向下位置選用合格填料。否則應(yīng)采取加固或土質(zhì)改良措施。路堤浸水部位填料應(yīng)選擇應(yīng)用滲水土填筑。填料的最大粒徑不宜大于300mm或攤鋪薄厚程度的2/3。

4.4 路基沉降加固措施

經(jīng)檢算，當(dāng)路基穩(wěn)固、沉降達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時，需要實(shí)施地基加固。根據(jù)軟基土質(zhì)的實(shí)際情況分別采用水泥攪拌樁、拋填塊石、強(qiáng)夯、挖除換填、排水固結(jié)（塑料排水板）+超填預(yù)壓、沼澤地區(qū)橋路過渡段采用預(yù)制打入樁等措施加固。

4.5 路基邊坡形式、坡率及防護(hù)

①路堤邊坡加固防護(hù)：路堤邊坡坡率一般采用1：1.75，填高超過8m時，中間設(shè)置2m寬平臺，第二級邊坡傾斜率放緩至1：2。路堤邊坡高度≤3m時，采用1：1.75邊坡坡率+灌草護(hù)坡+排水槽實(shí)施邊坡防護(hù);當(dāng)邊坡高度為3m～6m時，采用1：1.75邊坡坡率+截水骨架內(nèi)三維土工網(wǎng)墊植草護(hù)坡，當(dāng)邊坡高等于或超過6m時，選擇應(yīng)用1：1.75邊坡坡率+截水骨架內(nèi)三維土工網(wǎng)墊植草護(hù)坡+鋪設(shè)3.0m寬土工格柵進(jìn)行邊坡防護(hù)。

②路塹邊坡加固防護(hù)：路塹邊坡坡率采用1：1.5，一般采用一坡到頂放坡處理。土質(zhì)路塹邊坡，當(dāng)邊坡高度≤5m時，選擇應(yīng)用灌草護(hù)坡+排水槽進(jìn)行邊坡防護(hù);當(dāng)邊坡高度>5m時，選擇應(yīng)用截水骨架內(nèi)三維土工網(wǎng)墊灌草護(hù)坡進(jìn)行邊坡防護(hù)。頁巖、泥質(zhì)板巖（膨脹巖）等易風(fēng)化剝落的軟質(zhì)巖層或全風(fēng)化花崗巖的硬質(zhì)巖層路塹邊坡，當(dāng)邊坡高度≤5m時，采用三維土工網(wǎng)墊植草護(hù)坡+排水槽進(jìn)行邊坡防護(hù);當(dāng)邊坡高度>5m時，視邊坡巖層風(fēng)化情況，采用截水骨架內(nèi)三維土工網(wǎng)墊植草護(hù)坡、噴錨網(wǎng)等措施防護(hù)。

4.6 路基填料設(shè)計(jì)

經(jīng)過現(xiàn)場踏勘及收集到的相關(guān)資料，地質(zhì)初步判定沿線挖方范圍內(nèi)的棄碴多為軟質(zhì)巖，達(dá)不到填料要求，正線基床表層所需合格填料采用價(jià)購，路基其它部位填料應(yīng)選用挖方中的合格填料，否則應(yīng)進(jìn)行改良或價(jià)購。

5? 軌道工程橋梁設(shè)計(jì)

5.1 橋梁孔跨布置及橋式

橋跨布置應(yīng)結(jié)合具體情況多角度考量進(jìn)行選擇。一般宜按32m等跨設(shè)計(jì)，臺高按6至10m控制;若上跨道路、河流等無法符合相應(yīng)要求時，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式。

5.2 橋梁墩臺

常用跨度橋梁，單線橋臺選擇應(yīng)用T形橋臺。橋墩選擇應(yīng)用長方墩，當(dāng)墩高小于30m時選擇應(yīng)用實(shí)心墩，墩身設(shè)護(hù)面鋼筋;當(dāng)墩高≥30m時，采用鋼筋混凝土空心墩。有嚴(yán)格要求的情況下也可選擇應(yīng)用與環(huán)境相符的墩型。相同的橋選擇應(yīng)用相同類型的橋墩，一般不多于2種墩型。

5.3 橋梁地基與基礎(chǔ)

①橋梁基礎(chǔ)類型應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、水文條件選用，本工程全線采用樁基礎(chǔ)。②一般優(yōu)先選擇應(yīng)用鉆孔樁，樁徑應(yīng)不小于1.0m。對于樁長較短（挖深不大于15m），無不良地質(zhì)，且土層不存在富水情況時，可選擇應(yīng)用挖孔樁，樁徑應(yīng)不小于1.25m。③樁基礎(chǔ)樁徑按1.0m、1.25m、1.50m、2.0m、2.5m選用。對于摩擦樁，優(yōu)先選用小直徑樁。

6? 結(jié)語

本文針對烏干達(dá)東線標(biāo)軌鐵路的設(shè)計(jì)情況，結(jié)合中國鐵路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對項(xiàng)目線路、軌道、路基、橋梁等專業(yè)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的選取進(jìn)行了簡要探討，烏干達(dá)東線標(biāo)軌鐵路在烏國內(nèi)是極為重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建成后將對烏干達(dá)的民生、經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)輸?shù)扔兄鴺O為重要的作用，項(xiàng)目擬采用中國標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇具體設(shè)計(jì)原則及參數(shù)對項(xiàng)目的推進(jìn)極為重要，也將對中國標(biāo)準(zhǔn)“走出去”產(chǎn)生良好的示范效應(yīng)，希望本文對烏干達(dá)東線標(biāo)軌鐵路部分專業(yè)設(shè)計(jì)情況的簡要分析，能夠?qū)ζ渌Ｍ忤F路項(xiàng)目的推動起到一定的借鑒作用。

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