既有线病害整治设计原则探讨.pdf

———文章编号：１００９４５３９（２０１８）增２００７８０４・设计咨询・既有线病害整治设计原则探讨胡佳伟（中铁第五勘察设计院集团有限公司北京１０２６００）摘要：既有线扩能改造工程一般都会涉及到对既有线病害整治的设计，病害的分类统计，整治措施，都需要制定合理、有效的设计原则。通过新增工程与既有工程的相互干扰情况，以及不同病害的影响程度，分门别类制定相应整治措施，可以明晰病害整治情况，有效控制工程投资。关键词：既有线病害整治干扰无干扰病害程度中图分类号：Ｕ２１６．４文献标识码：Ａ—ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９４５３９．２０１８．Ｓ２．０２０ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＤｅｓｉｇｎＰｒｉｎｃｉｐｌｅｆｏｒＥｘｉｓｔｉｎｇＲａｉｌｗａｙＤｉｓｅａｓｅＴｒｅａｔｍｅｎｔＨｕＪｉａｗｅｉ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＦｉｆｔｈＳｕｒｖｅｙａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２６００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎａｎｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｗｏｒｋｓｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｒａｉｌｗａｙｗｏｕｌｄｉｎｖｏｌｖｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｆｏｒｄｉｓｅａｓｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ＳＯａｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｆｏｒｂｏｔｈｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｓｔａｔｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｏｆｔｈｅｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｓｅｐａｒａｔｅｌｙｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｍｕｔｕａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｎｅｗｌｙａｄｄｅｄｗｏｒｋｓａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｇｏｎｅｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｍｐａｃｔｄｅｇｒｅｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｅａｓｅｓ，ｉｔｃｏｕｌｄｃｌａｒｉｆｙｄｉｓｅａｓｅｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｉｎｔｈｅｗｏｒｋｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｉｓｔｉｎｇｒａｉｌｗａｙ；ｄｉｓｅａｓｅｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ－ｆｒｅｅ；ｄｉｓｅａｓｅｄｅｇｒｅｅ１引言随着我国国民经济的快速发展，对运输能力的需求就变得越发强烈。国家铁路网建设不断完善，除了新建高铁的建设之外，既有重要干线铁路的扩能改造工程也是必不可少的，这不仅可以提高干线铁路的运输能力，还可以节约资源，减少对自然环境的破坏。增建复线是既有线扩能改造的有效方式。往往在既有线增建复线的同时，还要对既有线病害进行整治，使既有线与新建复线达到同样的标准，这样才能达到扩能改造、提高运力的目的。既有线路基由于受修建时技术和经济条件的限制，填筑压实标准往往较低，路基病害严重影响线路的稳定性，增加养护维修工作量，缩短轨道上部结构的使用寿命，是影响铁路运输安全和运输能力提高的——收稿日期：２０１８０３２２作者简介：胡佳伟（１９８５一），男，工程师，主要从事铁路路基设计。７８铁道建筑技术主要原因。但既有线运力和运能又十分紧张，路基处理从技术到管理都存在难度，因此既有线的路基病害整治是当前急需解决的重大课题¨Ｊ。因此在增二线铁路设计工作中，制定合理的病害整治设计原则，才能科学、有效、安全地处理既有线病害问题。并且合理控制工程投资，做到因地制宜，措施得当，安全高效。２工程概况现以一既有增二线铁路项目为例，探讨如何制定病害整治设计原则。该铁路标准为国铁一级、单线铁路，位于西南山区，地形地质条件复杂。沿线地层主要为新生界第四系及第三系，中生界三叠系，古生界二叠系沉积岩，第四系各种成因的堆积物覆盖于基岩上部。沿线膨胀（岩）土分布广泛。膨胀（岩）土地段易造成路堑、路堤边坡坍滑，路基基床变形、翻浆冒泥等病害心］。ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬｏＧＹ２０１８《增２１万方数据・设计咨询・既有线已运营二十余年，病害种类及数量多，运营能力已远远不能达到路网及经济发展的需要。因此，该铁路扩能改造工程是十分必要和非常迫切的。增建第二线时，首先应对既有路基现状，包括路基病害及既有设施情况进行详细调查旧Ｊ，并通过收集既有线设计资料、竣工图资料、工务部门养护维修资料等，结合现场调查资料分析整理后，对路基病害情况进行汇总。本线路基边坡采用浆砌片石骨架护坡、全坡面浆砌片石护坡防护等防护，高路堤、陡坡路堤地段设置有路堤挡土墙、桩板墙等支挡措施。路堑段落及不良地质段落采用挡土墙、桩板墙、框架锚索、框架锚杆、承压板锚索等支挡防护措施Ｈｊ。本线既有线病害主要有基床翻浆冒泥、路基下沉、边坡加固防护工程开裂及排水系统个别损坏、危岩落石、边坡坍滑、滑坡等。３既有线路基病害整治设计原则３．１既有线路基病害分类增建二线路基应考虑与既有线路基间的相互影响，统筹兼顾，必要时可采取维持临时通车的过渡措施，当增建二线与既有线干扰地段存在既有线病害时，应一并进行整治¨１。将既有线整治主要分为重点地段病害整治及全线病害整治两部分。重点地段病害整治：主要对已经影响正常行车的慢行地段及有可能发展为影响正常行车的地段进行整治。全线病害整治：对全线各种不会危及行车安全的小型病害进行整治。３．２路基病害程度的划分原则３．２．１病害轻微地段对于既有路基局部翻浆冒泥、路基轻微下沉采用补道砟处理且累计补砟厚度不大于０．５ｍ，平常养护能够维持正常运营，该类病害纳入病害轻微地段。３．２．２病害严重地段对于路基采用补道砟处理且累计补砟厚度大于０．５ｍ、路肩严重外倾、危岩落石、泥石流、挡土墙开裂外鼓以及边坡开裂引起路基边坡稳定性问题，平常养护难以维持正常运营，该类病害纳入病害严重地段。３．２．３病害特别严重地段经多次整治后路基变形严重影响行车安全，以铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ至于路基整体稳定性出现问题，而需限速慢行地段，该类病害纳入病害特别严重地段。３．３病害整治按对既有线有干扰、无干扰的划分３．３．１有干扰地段增建二线与既有线并行时，路堤边坡侵压既有边坡、路堑切割既有侧沟或基床时，既有铁路列人与增建二线有干扰地段。该段落内既有线病害随新线工程一同处理，二线对侧既有路基病害根据病害程度做相应整治处理。３。３．２无干扰地段增建二线绕行或两线线间距较大，增建二线施工对既有线无影响时，既有铁路列入与增建二线无干扰地段。既有线路基病害根据病害程度做相应处理。３．４病害整治具体措施３．４．１有干扰地段（１）危岩落石清除危岩，并采用ｌ临时排架＋主动防护网及被动防护网处理措施。（２）基床下沉、翻浆冒泥①对于病害轻微地段路堤挖除换填基床表层，基床表层换填底部采用Ｏ．１５∞ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭ｏ。路堑挖除换填基床表层，基床表层换填底部采用０．１５ＩＴＩ＿厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭，重修侧沟。，②病害严重地段路堤挖除换填基床表层及局部底层厚度乃至全部底层，基床表层换填底部采用Ｏ．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭；边坡高度大于６ｍ地段，在增建二线另一侧帮宽既有路基面，采用侧向约束桩＋边坡支撑渗沟防护一１。路堑挖除既有基床表层及局部底层厚度乃至全部底层，基床表层以下换填Ａ、Ｂ组填料，基床表层换填底部采用０．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭，重修侧沟。既有线有高大支挡工程的路堑地段，挖除换填基床表层，表层换填底部采用０．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭，基床底层采用１．５～２．０ｍ挤密桩加固或挖除Ｏ．３～０．５ｍ基床底层土，重修侧沟。③病害特别严重地段路堤挖除换填基床表层，基床表层换填底部采用０．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭，基床２０１８【增２１万方数据・设计咨询・底层采用２．０～５．０ｍ长水泥土挤密桩加固¨ｏ；边坡高度大于６ｍ地段在增建二线另一侧帮宽既有路基面，采用侧向约束桩＋边坡支撑渗沟防护。路堑挖除既有基床表层，基床表层换填底部采用０．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭，基床表层以下采用２．０～５．０ｍ长水泥土挤密桩加固。∽部分段落侧沟底增设纵向渗水沟Ｊ。３．４．２无干扰地段（１）危岩落石首先采取清除坡面危岩措施或采用主动防护网结合被动防护网防护。对危岩落石发育且没有缓冲平台的路堑地段配合隧道专业于增设的棚洞顶设置主动防护网。（２）基床下沉、翻浆冒泥①对于病害轻微地段对无干扰病害轻微地段的既有线，由于其对正常运营影响较小，可暂时不作整治。但工务部门需加强动态的监测及合理的养护措施，以确保不发展为影响正常行车的严重病害。②病害严重地段既有铁路基床翻浆冒泥、基床下沉等病害，可采用土工合成材料加强基床和改善排水条件¨０Ｉ。路堤地段，挖除换填基床表层，换填底部采用Ｏ．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭，其下采用１．５～２．０ｍ长水泥土挤密桩加固，边坡高度大于６ｍ时在填方下侧采用侧向约束桩＋边坡支撑渗沟防护。路堑地段，挖除换填基床表层及部分基床底层，表层换填底部采用０．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭；结合既有支挡工程及坡面防护情况，如对既有边坡破坏较大时，基床以下采用１．５～２．０ｍ挤密桩加固。③病害特别严重地段路堤地段，挖除换填基床表层，换填底部采用０．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭，其下采用２．０～５．０ｍ长水泥土挤密桩加固，边坡高度大于６ｍ时在填方下侧采用侧向约束桩＋边坡支撑渗沟防护。路堑地段，挖除换填基床表层及部分基床底层，表层换填底部采用０．１５ｍ厚中粗砂夹一层复合防排水板封闭；结合既有支挡工程及坡面防护情况，如对既有边坡破坏较大时，基床以下采用２．ｏ．５．０ｍ挤密桩加固。铁道建筑技术部分段落病害严重段落，应考虑保证运营安全及方便施工的措施，必要时可考虑便线通车的过渡措施ｕ１｜。３．４．３其他病害（１）边坡坍塌、滑坡清除坍塌体、回填片石、增设浆片护坡、坡脚墙、支撑渗沟等措施，局部地段增设抗滑桩。（２）挡墙开裂、外鼓按病害严重程度采取部分修复及原位增设锚杆、锚索加固或部分清方减载、拆除重建等方式¨２Ｉ。（３）路肩宽度不足对于不影响既有线正常运营的路肩不足地段，原则上均按维持既有路肩现状宽度处理。对于影响既有线正常运营的路肩不足地段，如路肩不足是由于基床下沉引起的，则整治措施参见上述基床下沉整治措施一并处理；如为普通路肩不足地段，当路堤地段路基面半宽与标准宽度差值小于１．０ｍ时，采取补肩墙或码砌条石加宽；大于１．０ｍ时，采用沿既有坡面挖台阶、水平铺设土工格栅加筋、帮填土加宽。帮填部分基床表层填Ａ组填料。４结束语在既有线病害整治设计中，要将调查及从工务部门收集、整理的现状资料按病害类型、条目详列好，将病害整治按重点病害和全线一般病害分类，这就是病害整治的范围。然后将路基病害程度按轻微、严重、特别严重区分开来，这就可以为不同的处理措施提供依据。还要将新线与既有线位置关系按有干扰、无干扰划分开来，保证整治措施不影响安全运营。根据以上划分原则制定不同病害处理措施。既有线扩能改造工程中的路基病害整治工点分类多、数量多，工程措施多、防护方式多样。工程数量统计、计算难度大，为保证整治效果与既有线安全运营，必须要有清晰合理的设计原则才能做到措施得当，投资合理、整治效果良好。并且要充分考虑临时防护的安全性和可行性，保证既有线的安全运营。参考文献［１］孙辉．浅谈既有线路病害整治［Ｊ］．科技致富向导，２０１４（９）：１．［２］张北瑞．百色盆地膨胀岩地段铁路路基病害原因及整ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８ｌ增２）万方数据・设计咨询・［３］［４］［５］［６］［７］・一＿—治［Ｊ］．路基工程，１９９９（３）：２２２５．铁道第一勘察设计院．铁路路基设计规范：ＴＢ１０００１—２０１６［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１７：２２２．铁道第二勘察设计院．南昆铁路：第二册［Ｍ］．成都：电子科技大学出版社，２００６：２５８．铁道第一勘察设计院．铁路路基设计规范：ＴＢ—１０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