第５８卷第１期 铁道标准设计 ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ Ｖ０１．５８ ＮＯ．１ ２０１４年１月 Ｊａｎｕａ￣２０１４ 文章编号：１００４—２９５４（２０１４）Ｏ１—００４１—０４ 一种预制Ｌ形支挡结构在既有铁路 路基整治工程中的应用 冷长明，郭绍影 （中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 １０２６００） 摘 要：路肩宽度不足为既有铁路路基常见的病害之一，传统加宽路肩的主要技术在环境、安全、工效、经济、工时 上存在较多问题，有必要研究一种新型的路肩加宽整治方法。系统总结既有线路肩宽度不足的成因，对比分析常 见路肩加宽整治的优缺点。研究提出一种预制Ｌ形支挡结构，该结构构造简单、安全可靠、适应性强，可实现安全、 快速、高效、经济的应用于既有铁路路肩宽度不足及路基下沉等整治工程中。该结构已大量成功应用于朔黄铁路 整治整修工程中，整治效果显著。 关键词：既有铁路；路基；路肩；Ｌ形支挡结构 中图分类号：Ｕ２１３．１ ５ 文献标识码：Ａ ＤＯｌ：１０．１３２３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４—２９５４．２０１４．０１．０１０ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｌ－Ｓｈａｐｅｄ Ｐｒｅｃａｓｔ Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｅｘｉｓｔｉｎｇ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｕｂｇｒａｄｅ ＬＥＮＧ Ｃｈａｎｇ—ｕｉｒｎｇ ，ＧＵＯ Ｓｈａｏ—ｙｉｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｆｉｆｔｈ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０２６００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｓｕｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｗｉｄｔｈ ｉｆｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍｏｎ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｉｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｓ ｆｏｒ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｗｉｄｅｎｉｎｇ，ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ 收稿日期：２０１３—０５—１３；修回日期：２０１３—０６—１７ 作者简介：冷长明（１９８１一），男，工程师，２００４年毕业于长安大学岩土 工程专业，工学学士。 （２）帮宽路基的地基处理措施影响既有线的附加 沉降。管桩等非取土桩对于帮宽路基工程的地基加 固，沉降控制效果显著。 法研究［Ｊ］．铁道建筑，２００９（７）． ［２］ 赵丽，王星华，吴汉波．柔性基础下ＣＦＧ桩复合地基的沉降计算 ［Ｊ］．路基工程，２００８（９）． ［３］ 龚晓楠．复合地基［Ｍ］．杭州：浙江大学出版社，１９９２． ［４］ 京沪铁路客运专线公司等．京沪高速铁路ＣＦＧ桩复合地基综合 （３）复合模量法不能考虑既有线沉降后地基土层 参数的变化，其计算结果与实测值有一定偏差，数值分 析受各种参数的影响同样与实测值有偏差，但只要取值 相对合理，数值分析方法的计算结果与实测值更接近。 （４）解析计算、数值分析等结果都有一定的误差， 技术研究试验研究大纲［Ｒ］．京沪铁路客运专线公司，同济大学 等，２００８． ［５］ ＧＢ５０００７－－２００２，建筑地基基础设计规范［Ｓ］．北京：中国建筑工 业出版社，２００２． 计算沉降值与实测沉降值的对比规律性不强，根据计 ［６］ 谭阳．桩网结构路基沉降模型试验研究［Ｊ］．铁道标准设计，２０１１（３）：３１—３４． 算结果的设计方案在施工过程中必须对既有路基进行 变形监测，以验证设计、动态调整工程措施。 ［７］ 温世聪，王连俊，张光宗．京沪高速铁路济南西站ＣＦＧ桩复合地 基沉降计算问题探讨［Ｊ］．铁道标准设计，２０１１（１２）：２３—２６． ［８］ ＴＢ１０６２１—２００９ Ｊ９７１—２００９，高速铁路设计规范（试行）［Ｓ］．北 京：中国铁道出版社，２０１０． ［９］ ＪＧＪ７９－－２００２，建筑地基处理技术规范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出 版社，２００２． （５）为减少帮宽路基施工对既有线的影响，必须 严格控制施工工序，管桩施工由内向外、纵向间隔进 行；路基填筑纵横向均匀进行，并严格控制填筑速率。 参考文献： 『１］ 杨龙才，王炳龙，赵国堂．周顺华．ＣＦＧ桩网复合地基沉降计算方 ［１０］ ＪＧＪ９４－－２００８，建筑桩基技术规范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版 社．２００８． ４２ 铁道标准设计 第５８卷 ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｓａｆｅｔｙ，ｗｏｒｋ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｂｏｒ ｈｏｕｒｓ；ｔｈｕｓ ｉｆｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｗｉｄｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ａｆｔｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｗｉｄｔｈ ｉｎｓｕｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄ ｃｏｍｐａｒａｔｉｆｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｗｉｄｅｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ Ｌ—ｓｈａｐｅｄ ｐｒｅｃａｓｔ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓｉｍｐｌｅ，ｓａｆｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ａｄａｐｔａｂｌｅ，ａｎｄ ｃｏｕｌｄ ｅｆｉｃｉｆｅｎｔｌｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｌｙ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｗｉｄｔｈ ｉｎｓｕｆｉｃｉｆｅｎｃｙ ｏｒ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｉｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｓｈｕｏｚｈｏｕ—Ｈｕａｎｇｈｕａｇａｎｇ Ｒａｉｌｗａｙ ｗｉｄｅｌｙ ａｎｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ，ｗｉｔｈ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ；ｓｕｂｇｒａｄｅ；ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｈｏｕｌｄｅｒ；Ｌ—ｓｈａｐｅｄ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ １ 概述 铁路路基是条带状结构工程，沿线经过的区域工 程地质条件复杂多样，受到气候环境常年变化影响，并 且既有线路基由于受修建时技术和经济条件的限制， 加之近年来随着重载及提速列车的大量开行，路基内 应力水平、分布状态和作用方式显著改变，导致各种病 害的产生，或使已存在的病害更加严重，严重影响着列 车的安全运行。维修这些变形与病害，使路基本体与 附属设备各部分都保持完好状态，提高其强度与稳定 性，提高其抵御灾害和满足运输条件的能力，才能确保 轨道的畅通无阻，长期稳定、快速、经济、高效能、安全 与舒适的运营 。 路肩的作用是保护道床稳定和路基面完整，为接 触网立柱、声屏障、电缆槽等设备提供必要的设置空 间，是工务维修人员的通行通道。加宽路肩是既有铁 路改扩建、电气化改造、提速改造、工务维修工程的加 强措施之一，对既有道床的稳定有明显作用。路肩宽 度不足为既有铁路路基常见的病害之一。 ２路肩宽度不足原因分析 既有线路肩宽度不足的成因总结为技术标准的变 化、路基下沉、自然营力的侵蚀、工务维修需要、既有线 改造等原因。 ２．１ 技术标准的变化 由于历史原因，线路修建时采用的技术标准与现 行规范有较大差异，使之不满足现有技术标准的要求。 （１）现行《铁路路基设计规范》（ＴＢＩＯ００１—２００５） 规定时速１６０ ｋｍ及以内的Ｉ、Ⅱ级线路的路肩宽度 为：路堤不应小于０．８ ｍ，路堑不应小于０．６ ｍ；《新建 时速２００公里客货共线铁路设计暂行规定》铁建设函 ［２００５］２８５号规定，时速２００ ｋｍ的客货共线铁路的路 肩宽度应不小于１．０ ｍ。 （２）《铁路路基设计规范》（ＴＢ１０００１—９９）规定路 肩宽度：Ｉ级铁路，一般情况下，路堤不得小于０．８ ｍ， 路堑不得小于０．６ ｍ，困难条件下，路堤不得小于 ０．６ ｍ，路堑不得小于０．４ ｍ；１１级铁路的路堤不得小于 ０．６ ｍ，路堑不得小于０．４ ｍ；ｍ级铁路的路堤和路堑均 不得小于０．４ ｍ。 （３）《铁路路基设计规范》（ＴＢＪ１—９６）规定路肩宽 度：Ｉ、Ⅱ级铁路的路堤不得小于０．６ ｍ，路堑不得小于 ０．４ ｍ，１１１级铁路的路堤和路堑均不得小于０．４ ｍ。 ２．２ 路基下沉 既有铁路路基由于修建时的填料及压实标准的技 术要求低、路基填筑高度较大、基床未设封排水层、基 底存在特殊土层及近年来随着重载及提速列车的大量 开行等原因，易导致路基下沉 。 。 路基下沉以后，为了保持轨道的平顺性，往往通过 填补道砟的方式增加道床厚度，使轨道保持原有的高 程及纵向坡度，从而使道床底面宽度增大，在既有路基 面宽度不变的情况下，导致路肩宽度不足，病害严重地 段甚至产生溜砟的现象，从而影响道床的稳定。 ２．３ 自然营力的侵蚀 没有经过加固的既有线路肩，路肩部位如果填料 松散，尤其是以粉土、粉细砂填筑的路肩，易被雨水冲 刷、风蚀，使路肩宽度变窄。 ２．４工务维修需要 为方便线路维修作业，尤其是以小型枕底清筛机 为主的养路机械化上道的需要，既有的路肩宽度难以 提供足够的空间，工务段对管内路基做出规划，逐步加 宽路肩。 ２．５既有线改造 既有线电气化改造及提速改造工程，既有的路肩 宽度往往不满足设计的要求，需要加宽；另外既有线改 造工程中的线路抬道使道床厚度增加，道床底面变宽， 导致路肩宽度也不足。 ３路肩加宽方案的研究 ３．１ 传统路肩加宽技术 剖 路堤常采用的路肩加宽处理措施有设置路肩挡砟 第１期 冷长明，郭绍影一一种预制Ｌ形支挡结构在既有铁路路基整治工程中的应用 ４３ 墙、路堤边坡填土帮宽、坡脚设置支挡结构＋填土、边 坡放陡＋填土等，见图１。 查堕 窭鏖 Ｉ 铁路 边界 一 （ｂ）路堤边坡填土帮宽 ｆａ）设置路肩挡砟墙 堕堡壅鏖 Ｉ新边坡 。。。。。。。。。。。。。。—— ／ × ＼ 壁查望蕉／／／＼＜ （ｃ）坡脚设置支挡结构＋填土 （ｄ）边坡放陡＋填土 图１ 路堤常用的路肩加宽措施 路堑常用的路肩加宽处理措施有边坡扩挖、坡脚 ３．２．５ 预制Ｌ形支挡结构ｍ ’ 设置支挡结构、边坡放陡、改变侧沟形式、侧沟加盖 板等。 当路肩加宽量不大于１．５ ｍ，路基沉降量不超过 １．０ ｍ时，可采用Ｌ形支挡结构加宽整治。Ｌ形支挡结 构（图２）具有如下特征。 ３．２ 方案比较 ３．２．１ 路肩挡砟墙 土质基床由于受列车荷载动应力的影响，当挡砟 查堕堡壅鏖． Ｉ 制 刑古挡 铁路 边界 墙修建过高时，易发生外挤现象，对于较严重的路基下 沉和路肩宽度不足不宜采用，一般适用于路肩加宽量 不大于０．６ ｎｑ，路基沉降量不超过０．５ ｍ时的路肩加宽 型圭 笙 杰、： 既有边坡 匠 塑 ＼ ＼ 整治。挡砟墙工程量较小，但挡砟墙基坑的开挖和长 时间的砌体施工对既有线行车干扰较大。 ３．２．２填土帮宽 当路肩加宽量超过０．６ ｉｎ，路基沉降量超过０．５ Ｉｌｌ 时，可采用填土帮宽的方式加宽路肩。路基边坡帮填 土易引起新征用地；帮填后的路基边坡需恢复防护，加 图２ 预制Ｌ形支挡结构加宽路肩 （１）Ｌ形支挡结构为分节预制的钢筋混凝土结构， 结构耐久、坚实、体积小、可重复利用；结构采用集中预 制，便于安装、拆卸，可实现快速施工，缩短工期；直接 在路基面两侧采用小型机具施工，对既有线行车干扰 宽部分的填筑体一般要求分层加铺土工格栅加固，工 程量大；帮填土施工对既有线行车干扰较大；如遇特殊 地基地段时，需对帮填范围基底进行加固处理。 ３．２．３坡脚设置支挡结构 小；针对既有铁路路基病害的严重程度，可采用不同的 结构物尺寸。 （２）位于Ｌ形支挡结构底面的底板，相当于结构 物的扩大基础，可有效减小结构物的埋置深度，由此减 小基坑开挖量，对既有线运营安全影响小；另外，底板 相当于结构物的卸荷平台，有利于结构物的稳定。 当路基用地范围不足提供帮填的条件时，可在坡 脚处设置挡墙后向上帮宽。坡脚挡墙及路基边坡帮填 土的工程量大；帮填后的路基边坡需恢复防护；挡墙基 坑开挖会挖损破坏既有路基坡脚，施工难度大，对既有 线行车干扰较大；挡墙对基底地基承载力要求高，不满 足时需加固处理。 ３．２．４ 边坡放陡 （３）位于Ｌ形支挡结构侧面的直墙能够充分利用 结构物高度，除了能够加宽路肩宽度的作用外，还可起 到抬高既有铁路路基面的效果，见图３。 （４）Ｌ形支挡结构可结合设置基床封闭层，用于整 治由于路基面上的降水下渗、压实度不足等引起的道 当路基用地范围不足提供帮填的条件时，也可放 陡边坡填筑，放陡后的边坡需对其深层锚固，提高其稳 定性；该方法施工难度大，施工工艺复杂，工程量大，对 既有线行车干扰较大，一般不建议采用。 床沉陷、路基下沉等病害的整治工程，见图３。 （５）Ｌ形支挡结构由于具有不需新征用地，对行车 干扰小，机械化程度高等特点，所以经济效益显著，尤 其是对于填高较大的路基，体现的更明显。 铁道标准设计 第５８卷 加宽路肩宽度的主要技术在环境、安全、工效、经济、工 时上存在较多问题。预制Ｌ形支挡结构设计合理、构 造简单、安全可靠、适应性强，实现安全、快速、高效、经 济的应用于既有铁路路肩宽度不足及路基下沉等整治 工程中。 图３ Ｌ形支挡结构加宽路肩及抬高路基面 预制Ｌ形支挡结构结合设置基床封闭层，用于整 治道床沉陷、路基下沉等病害的效果更加显著。该结 构大量应用于朔黄铁路整治整修工程中，用于整治路 肩宽度不足，路基面下沉等病害，累计整治段落约 ４预制Ｌ形支挡结构技术要求 ４．１ 结构物构造及尺寸 Ｌ形支挡结构为分节预制的钢筋混凝土结构，必要 时结构尺寸与配筋需通过计算确定，可参照路肩悬臂式 挡墙的设计计算 。支挡结构的高度一般为０．５～ １．５ ｍ，底板宽度一般不大于直墙高度，每节预制块的宽 度０．４—０．５ ｍ为宜，厚度一般不小于０．２ ｍ，若采用较 大尺寸时，块体较重，安装施工难度大，不宜采用。 直墙底部位于底板上方位置应预留泄水孔，直墙 两侧预留上下贯通的拼装孔，见图４。 图４ Ｌ形支挡结构构造示惹 ４．２结构安装要求 在既有线路肩部位安装时，开挖基坑时为防止基 坑坑壁坍塌影响既有线行车安全，根据实际需要，在靠 近既有线一侧设置临时支挡工程。 泄水孔的作用是快速排出基床中的水，所以墙背 填料宜为渗水填料。若基床设置封闭层结构，应将封 闭层边缘延伸至底板面之上，使截水通过底面经泄水 孔排出。 开挖后的基坑底部往往不够平整且相对松散，为 了使基底平整坚实，需对基底土做加固处理，一般为了 减少开挖基坑的深度，用夯填碎石比较理想，也可挖除 基底部分土换填灰土垫层或碎石垫层。 结构平整的摆放于基坑后，将粗骨料混凝土注入 预留的拼装孔里，将各节预制Ｌ形支挡结构形成一个 整体。 由于安装Ｌ形支挡结构引起既有防护拆除时，安 装完毕后需恢复原有防护。 ５ 结语 路肩宽度不足为既有铁路路基常见病害，传统的 １８０处，累计长度达２０余ｋｍ，整治效果显著，图５（ａ）、 （ｂ）为预制Ｌ形支挡结构在既有铁路朔黄线整治工程 中的应用。 （ａ） （ｂ） 图５ Ｌ形支挡结构在既有铁路朔黄线整治工程中的应用 参考文献： ［１］铁道部运输局．铁运［２００８］９６号铁路路基大维修规则［Ｓ］．北 京：中国铁道出版社，２００８． ［２］ 中华人民共和国铁道部ＴＢ１０００１—２００５铁路路基设计规范［Ｓ］． 北京：中国铁道出版社，２００５． ［３］ 中华人民共和国铁道部．铁建设函［２００５］２８５号新建时速 ２００公里客货共线铁路设计暂行规定［Ｓ］．北京：中国铁道出版 社，２００６． ［４］ 中华人民共和国铁道部．ＴＢ１０００１—９９铁路路基设计规范［Ｓ］． 北京：中国铁道出版社，１９９９． ［５］ 中华人民共和国铁道部．ＴＢＪＩ一９６铁路路基设计规范［Ｓ］．北 京：中国铁道出版社，１９９６． ［６］ 何华武．中国铁路既有线２００ ｋｍ／ｈ等级提速技术［Ｍ］．北京：中 国铁道出版社，２００７． ［７］ 铁道部工务局．铁路工务技术手册・路基［Ｍ］．北京：中国铁道出 版社，１９９３． ［８］ 中铁二院工程集团有限责任公司译．铁路土工建筑物手册［Ｍ］． 北京：中国铁道出版社，２００９． ［９］ 刘建坤，等．铁路路基养护维修［Ｍ］．北京：中国铁道出版 社．２０１０． ［１Ｏ］冷长明．某线路桥过渡段下沉成因分析及整治措施研究［Ｊ］．中国 水运，２００８（９）：２１７—２１９． ［１１］中铁第五勘察设计院集团有限公司．既有铁路朔黄、黄万线病害 整治方案研究［Ｒ］．北京：中铁第五勘察设计院集团有限公 司，２００７． ［１２］中华人民共和国铁道部．ＴＢ１００２５－－２００６铁路路基支挡结构设 计规范［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００６．
