關于高速鐵路路基的設計與施工技術研究

宋政隆

（甘肅鐵科建設工程咨詢有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

高速鐵路工程的施工是交通行業以及區域經濟發展的重要項目，其施工規模較大，施工周期較長，且施工環境較為復雜，在眾多施工工藝中，鐵路路基的設計施工十分重要，其不僅影響著鐵路工程施工質量，還會影響著鐵路列車運行的安全性。為此，加強對高速鐵路路基設計與施工技術的研究十分關鍵。隨著國民經濟發展水平的逐步提高，高速鐵路行業的發展速度加快，為確保其未來發展的穩定性，強化鐵路路基的設計與施工技術管理，有助于提升鐵路施工質量，保證鐵路行車的安全性。

1 高速鐵路路基設計施工介紹

高速鐵路列車的行駛速度較快，列車行駛過程中會對路基產生較大壓力，如若路基施工存在質量問題，則可能會埋下安全隱患，降低鐵路列車行駛的安全性。事實上，高速鐵路屬于多層次系統，其路基施工需要施工人員保證施工材料質量，需要保證人員規范化施工，同時還需要注重施工技術應用的標準化。依據對現有高速鐵路路基施工的研究，路基施工常見病害為變形，列車行駛時會對路基產生巨大沖擊與壓強，長期以往，路基容易出現變形問題，進而會降低列車行駛的穩定性以及安全性等[1]。為此，在高速鐵路路基設計與施工過程中，工作人員需要注重防變形設計，改變傳統路基設計施工形式，將無碴軌道與有碴軌道進行融合，從而構成新的結構形式，以便于提高路基的抗壓性以及承載力等，有助于防止路基出現變形問題。此外，路基施工使用的材料較為特殊，各材料都需要具有較好的水穩性以及強度，同時還需要具有耐腐蝕性能，避免地下水對鐵路路基產生侵蝕。高速鐵路路基設計施工如圖1所示。

圖1 高速鐵路路基設計施工

2 高速鐵路路基設計內容

2.1 路基基床

路基施工中的基床設計施工十分關鍵，在基床設計過程中，施工人員需要優先對路基基床的特點以及結構等進行了解，并依據高速鐵路路基的施工要求科學選擇填充材料，其不僅影響著鐵路基床的施工強度以及剛度等，還會影響著路基施工的排水效能。唯有在充分了解路基施工結構以及施工性能的情況下，才能夠確保基床設計施工的標準化以及科學性等，有助于路基功能強化的同時，充分發揮基床設計施工優勢。高速鐵路路基結構主要分為兩部分，分別是基床表層以及基床底層，二者相輔相成、相互對應，且優缺點各異，施工價值各異[2]。此外，基床設計施工中填充材料的選擇較為關鍵，施工位置不同，填充材料選擇不同，以基床表層施工為例，其每一層面的施工都需要使用不同的填充材料。

2.2 路基橫斷面

針對于路基橫斷面的設計，設計人員需要對其組成有所了解，同時還需要明確路基肩寬以及路基面寬度等，實際設計工作中需要留有一定的路基空間，以便于通信設備的安裝以及線路的鋪設，以此完成高速鐵路警示以及監督功能的設計。在路肩空間的預留過程中，設計人員需要科學設計路肩寬度，同時還需要考慮路基的穩定性，即路肩寬度的設計需要滿足路基穩定性的施工要求，并且還需要為行人的通行留有較大安全距離。與此同時，在路基橫斷面設計過程中，設計人員不僅需要考慮設備因素，其還需要考慮人為因素，即在確保鐵路列車通行方便的同時，還需要考慮人員通行的安全性，具體的設計需要以人為本，注重行人感受的融入。除此之外，路基設計中路基面寬度的設計十分重要，一般情況下，路基面寬度單線的設計小于雙線，如果路基面施工具有特殊要求，設計人員可以適當對單雙線進行加寬設計[3]。

2.3 路基承載量

路基承重量的設計主要分為靜荷載設計以及動荷載設計等，前者主要是指力路基施工中所承受的壓力，具有固定性特點，不易受時間以及各種構件狀態的影響；后者包括的內容較多，例如空氣壓縮機曲軸以及空氣錘等。二者之間存在一定差距，如果在某種情況下路基結構的狀態或性能發生改變，又或者是其構件產生了加速度，此屬于動荷載設計范疇，如果設計不當，可能會對路基的施工質量產生不良影響，容易導致路基出現變形問題[4]。另外，針對于靜荷載的設計，設計人員可以使用換算土柱法，依據相關參數及標準確定靜荷載值。與此同時，路基承載量的設計與路基的穩定性關系密切，設計人員需要強化動荷載設計，通過對路基表面動應力幅值的分析，可以確定動荷載值。

3 高速鐵路路基施工技術要點

3.1 基床施工

基床施工主要是指基床表層施工，施工流程包括級配碎石填筑，標準填筑厚度應控制在0.6m 左右，而具體的施工工藝流程需要嚴格遵照高速鐵路工程施工要求。基床施工中，其驗收技術的應用屬于重點，針對于基床底層區段的驗收，施工人員需要優先測量基床中線，如果檢測不合格，施工人員需要對基床底層重新進行修整，確保基床尺寸符合底層施工標準。針對于混凝土施工，施工人員需要優先確保其攪拌與攤鋪質量，隨后在路基施工過程中借助機械設備完成攤鋪施工。最后，路基碾壓施工中，施工人員需要使用振動壓路設備進行反復碾壓，且碾壓需從路基兩側開始，碾壓過程需要遵循“先輕后重，先慢后快”原則，隨后逐漸向中心碾壓。待壓實施工完成之后，施工人員需要對壓實度進行檢測，確保其壓實度符合路基施工標準[5]。

3.2 基底施工

基底施工是高速鐵路路基施工的重要內容，如果基底施工位于無水地段，施工人員需要優先對路堤施工范圍內的花草樹木清理干凈，同時還需要將原地面的各種植被以及雜質等清理干凈，為確保路堤施工質量，施工人員需要將施工現場土層內部植物根莖清除干凈，即施工人員需要確保土層0.3m 深以上無任何植物根莖。除此之外，施工人員還需要重視排水施工，如果是地面橫坡，且坡度緩于1:5 的情況下，施工人員應將施工坡面的草皮清理干凈；如果地面橫坡坡度陡于1:5，施工人員可以就地進行開挖，而開挖深度應＞2m。當基底施工中遇到人工填土或耕地時，如若松土厚度＜0.3m，施工流程應包括對原地面的碾壓施工；當松土厚度＞0.3m 時，施工人員需要翻挖松土并分層回填壓實[6]。如果原地面施工完成之后，相關人員需要對原地面地基的承載力進行檢測，如果填土高度＜2.5m，地基的承載力應＞160kPa；如果填土高度＞2.5m，地基的承載力應＞130kPa。

3.3 路堤施工

路堤施工包括諸多內容，例如填充材料、邊坡設計以及壓實標準等。在填充材料施工中，相關工作的開展需要在路基功能基礎之上，為防止路基出現沉降現象，施工人員需要科學選擇填充材料，并盡可能保證路堤施工質量，以此有助于為鐵路列車行駛的穩定性提供保障。此外，高速鐵路路基施工常見問題之一是變形，而變形產生的原因與路基表面壓實處理不合格有關，其會影響路基的緊實度，破壞鐵路列車行駛的穩定性[7]。而針對于壓實施工，其需要遵循一定標準，當路堤高度低于基床高度時，施工人員需要填充路堤表層，以此增加路堤厚度，進而有助于確保路堤高度與基床高度大致相同，避免出現路基表面被侵蝕的問題。常規情況下，高速鐵路路基施工過程中，施工人員需要對施工周圍環境進行詳細勘察，盡可能減少環境因素帶來的不良影響，以此有助于提升路堤施工質量。

3.4 防水施工

雖然高速鐵路路基的施工也需要包括防水施工，但是與其他普通工程的防水施工不同，高速鐵路工程的防水施工既需要具有防滲漏以及抗裂等特點，又需要具有較強抵抗高速列車行駛產生沖擊力的效能。為此，防水施工中施工人員經常會使用噴涂聚脲涂層法，其不僅可以滿足高速鐵路路基施工的防水要求，還可以滿足鐵路路基不規則斷面防水施工要求，提高鐵路路基施工質量。另外，隨著高速鐵路施工的不斷發展，噴涂聚脲法的應用范圍逐步擴大，雖然該方法的使用成本較高，但實際的施工防水效果良好，且從長遠的角度進行分析，使用該方法具有長期經濟效益，其在一定程度上可以延長鐵路路基防水施工周期[8]。

3.5 過渡段施工

過渡段施工也是高速鐵路路基施工的重要內容，其施工技術應用要點介紹如下：①確保基底處理質量。在過渡段正式施工之前，施工人員需要依據施工設計圖紙完成基坑開挖工作，同時還需要檢測過渡段基底地質復核以及具體承載力等，以此檢查施工設計圖紙內容是否與施工現場地質條件相吻合。②填筑施工需要使用分層法，并利用機械設備填平。依據高速鐵路路基施工的實際條件，合理選擇各類機械設備，以壓實機械設備的選擇為例，設備操作人員需要了解設備性能，掌握設備操作技巧，還需要依據壓實要求以及試驗檢測結果等確定填料松鋪厚度，以便于保證壓實機械設備使用性能的充分發揮。在正式攤鋪之前，施工人員需要檢查攤鋪料是否均勻，并確定攤鋪料無離析問題，隨后在攤鋪找平的過程中需要使用機械設備輔助人工[9]。③填料施工結束后，施工人員需要檢查其含水量，同時還需要利用水準儀控制平整度。

3.6 坡面防護施工

高速鐵路路基施工中，坡面防護施工十分重要，其施工技術介紹如下：①漿砌片石骨架護坡防護技術。護坡施工中，該技術的應用需要人工挖坡及刷坡。在實際施工中，掛線放樣可與開挖溝槽同時進行，且施工人員需要確保基底夯實及平整等，如果施工過程中使用的材質為漿砌片石，則施工人員可以使用擠漿法將片石從下至上鋪砌，而針對于兩片石的搭接處，施工人員應保證兩兩交錯搭接，且搭接需緊湊，禁止出現浮塞現象。此外，施工過程中使用的砂漿需飽滿密實，不能出現懸漿問題。②土工網墊植物防護技術。該技術主要應用的是各類植物，適用于土質條件較差坡面。施工人員需要使用木棍將網墊穿好，隨后以坡面為基準平鋪網墊，待將網墊固定好之后，在雨季來臨之前的3 月份、4 月份播種草籽，該方法具有生態環境恢復作用[10]。③土工格柵鋪設防護技術。該技術施工之前，施工人員需要按照工程施工要求適當裁剪，施工過程中需要將堤邊坡表面雜物清理干凈，隨后平整夯實、灑水濕潤。

4 結語

高速列車的行駛速度飛快，而在列車行駛的過程中會對路基產生較大壓強，如若路基設計不合理，或者是存在施工質量問題，短時間內路基因需要承受巨大沖擊，可能會出現裂縫或沉降等質量問題，影像列車行駛的安全性以及穩定性等。為此，相關部門以及建設企業等需要加強對高速鐵路路基設計以及施工技術的研究，例如路基基床設計、路基橫斷面設計以及路基承載量設計等，同時還需要強化基床施工、基底施工、路堤施工、防水施工、過渡段施工以及坡面防護施工等。