2017年一级建造师考试《铁路工程》:铁路路基工
路基是支承轨道和传递列车荷载的建筑物。修筑铁路???路基本体、路基防护、加固建筑物、路基支挡建筑物以及路基排水设施的工程,称为铁路路基工程。路基本体工程路基本体按横断
        路基是支承轨道和传递列车荷载的建筑物。修筑铁路???路基本体、路基防护、加固建筑物、路基支挡建筑物以及路基排水设施的工程,称为铁路路基工程。路基本体工程路基本体按横断面形式可分为路堤和路堑。路堤是用土石在地面填筑而成的土体,堤顶面为路基面,高于天然地面,两侧为路堤边坡;路堑是将山体开挖成堑,堑底为路基面,低于天然地面,两侧为路堑边坡。此外,在一定条件下也可不经填筑和开挖而直接以天然地面做路基面。 考试吧路基本体路基本体具有一定的路基面宽度和路基边坡坡度,并要求使用一定的路基填料。
  ①路基面宽度:路基面中部是由道碴组成的道床,供铺置轨道;路基面两侧未被道碴覆盖部分是路肩,供养路巡道人员行走和放置养路机具及材料。道床宽度因铁路的轨距和轨道标准不同而异;路肩宽度同路基本体的土质条件和横断面形式有关,此外,还考虑养护维修工作的需要。路基面宽度在路基本体修筑工程中是一项重要标准,它不仅决定铁路的占地面积,而且影响筑路的工程造价。各国铁路对路基面宽度都有具体规定。中国规定标准轨新建单线铁路的直线区间路基面宽度为4.9~6.7米,路肩宽为0.4~0.6米;双线铁路地段的两线中心距为4~4.1米;曲线铁路地段的路基面宽度应根据曲线半径的大小相应地增宽。日本高速新干线的路肩宽为 1.2米。 考试吧②路基边坡坡度:边坡坡度大小影响到路基本体的稳定性。边坡坡度同边坡的高度和土质条件有关。中国铁路规定,边坡高度小于20米,且地质条件良好时,路堤边坡可根据填料种类和边坡高度采用1:1.3至 1:1.75的坡度;路堑边坡可采用1:0.1至 1:1.75的坡度。边坡高度大于20米时,应根据岩土的物理力学性质确定其安全的坡度。
  ③路基填料:一般情况就地取土填筑路堤,但有些土石不能用作填料,否则将引起路堤坍滑和变形。特别是路基顶部(包括路基面)直接受到列车动荷载作用的部分,其填料必需严格控制,以免产生翻浆冒泥等路基病害。中国铁路部门将填料按其适用性分为A、B、C、D四级。A级为优质填料,如粗粒无粘性土;B级为良好填料,如细粒含量小于30%的混合土和砂粘土等;C级为限制使用的填料,如细粒含量超过30%的混合土和粉砂等;D级一般为禁止使用的填料,如粘粉土、粘土和有机土等。基床表层应选用A级和B级的填料,若不得不用 C级填料时,填料的液限应不大于32,塑性指数不大于12。日本新干线用的基床填料最大粒径小于75毫米;通过74微米网眼的土占总重的2%~20%;通过420微米网眼的土超过总重的40%;匀质系数大于6;液限小于35,塑性指数小于9。路基本体施工路堤基底横向坡度较大时,填筑前应清除草皮或修筑台阶,以保证稳定。路堤应将填料分层填筑,并在控制含水量的条件下辗压到要求的密实度。每层填料厚约0.3米。辗压可用平辗、羊足辗、自动倾卸车、铲运机、推土机、轮胎辗和震动辗等机具。路堤填筑必须严格控制填筑密度。否则,通车后路基会发生沉陷和局部坍滑,给正常运营带来严重影响。
  路堑开挖因土质条件不同而采用不同的施工方法。土质路堑可用挖土机、铲运机等开挖。石质路堑则用爆破技术开挖,特别在石方集中的大工点,常用松动大爆破,一次使石方松碎,便于机械或人工清理。
  目前,大规模的填石路堤已开始采用定向大爆破技术,一次定向爆破就能完成借土填筑路堤的施工任务。但定向大爆破控制不好,会造成路堑部分边坡凸凹不齐,悬石松动,给养护增加困难。采用新的深孔爆破技术,配合预裂和光面爆破技术,可控制路堑的边坡坡度,增加边坡的稳定性。
  路基防护加固建筑物工程为防止土质和风化岩石路基边坡在长期地面径流作用下被破坏所采取的坡面防护措施。对易生长植物的边坡,可采用种草籽、铺草皮或栽种灌木的防护措施。为提高种草效果,可采用塑料薄膜和草籽掺化肥法。对不易生长植物和陡峭的边坡,可采用修筑砌石护坡、护墙、三合土捶面等防护措施,其中锚杆喷射混凝土护墙采用较多。对河流冲刷的路基,一般采用加固、抛石和石笼等防冲刷措施,也采用潜坝、顺坝、挑水坝等导流建筑物,以疏导河水流向,减轻河水对坡岸的直接冲刷。中国还采用水下桩排防护傍岸集中冲刷。
  路基支挡建筑物工程为保证山区铁路路基和山坡的稳定,以及为减少城市附近铁路路基用地,在路堤坡脚或路堑边坡处修建的支挡建筑物。最常见的是干砌片石垛、重力式圬工挡墙和钢筋混凝土半重力式挡墙。1966年中国在贵昆铁路和成昆铁路一些地段,采用了修筑桩排架挡墙和挖孔桩等措施,稳定路堤和防止山坡变形。此外,成昆铁路还成功地采用了托盘式挡墙。
  近年来,各国普遍采用一些轻型的新支挡结构,可充分利用地形,减少圬土量,提高施工机械化程度。其中主要有以下两种。锚杆挡墙由钢筋混凝土支柱和挡板组成。支柱采用锚固在岩体中的钢筋或钢丝索拉杆稳定;挡板一般采用泡沫混凝土墙面板和预制墙面板。瑞士在朗西奥地区修筑公路时,为避免开挖路堑时风化岩层坍落,在将要修筑挡墙处先立76个钻孔灌注桩(桩的直径为1.0米,间距为4.0米,在路面以上部分长18米),然后再开挖路堑。在开挖中,采取分三层开挖的方法,并用三根钢筋混凝土横梁与桩构成支挡边坡的框架,桩与横梁交点处用钻孔斜锚杆锚固。锚杆有锚固于岩体中的岩层锚杆,锚固于土体中的土层锚杆。岩层锚杆采用较普遍,土层锚杆一般用于临时性工程。近年来,土层锚杆的应用技术有很大发展,在日本和联邦德国不仅用于临时性工程,而且用于永久性建筑物。中国在铁路桥台和挡墙还采用了锚锭板结构。
  加筋土挡墙由墙面板、拉筋及填土组成。面板用高约25~150厘米轻金属曲壳或预制混凝土板;拉筋用带状扁钢或金属纤维,其一端与面板相连,其余部分铺埋于填土中,挡墙靠拉筋与填土间的摩擦力保持稳定;填土一般用砂性土。世界上第一座公路加筋土挡墙于1966年在法国建成。铁路加筋土挡墙于1973年在日本建成。此后,加筋土挡墙相继在许多国家建成。截至1980年底,已在30多个国家的2300多个工点共建成墙面总面积超过140万平方米的加筋土挡墙。加筋土挡墙适用于各种不同的工程条件,可承受静载、动载、地震荷载、水力荷载和海浪荷载等。此外,加筋土挡墙柔性大、造价低、施工简易。加筋土挡墙尚需进一步研究新型面板,以适应工程美观要求,并研究新拉筋材料,以提高摩阻力和防腐性能。路基排水建筑物工程为保持路基的坚固性和稳定性,在路基两侧平整地面,修建相应的排水建筑物,以避免路基受水浸湿而产生病害。路堤两侧设排水沟或利用取土坑排地面水。路堑两侧设侧沟,其中设于堑顶的侧沟称为天沟,设于边坡平台的侧沟称为截水沟。地面排水设备为避免渗水和冲刷,可铺砌或修筑木质、石质或混凝土排水槽,在高差较大和地形陡峻处,可增设跌水和急流槽。路基附近存在危及路基稳定性的地下水时,则在侧沟下或侧沟旁作渗水暗沟,以截断地下含水层,降低地下水位或将地下水聚集引出路基范围以外。渗水暗沟有的埋有渗水管,也有完全回填砂砾料不设渗水管,即盲沟。渗水暗沟设有反滤层和检查井,以防淤塞。
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