地溫場的多年凍土區(qū)鐵路路基設(shè)計(jì)理論

1 1總則 1.0.1為統(tǒng)一鐵路路基設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使路基設(shè)計(jì)符合安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要 求，制定本規(guī)范。 1.0.2本規(guī)范適用于旅客列車設(shè)計(jì)行車速度160km/h及以下客貨共線標(biāo)準(zhǔn)軌距新建及改建 ⅰ、ⅱ級鐵路的路基工程設(shè)計(jì)。貨物列車設(shè)計(jì)行車速度120km/h的路基工程設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān) 規(guī)定。 1.0.3鐵路列車豎向活載必須采用中華人民共和國鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載。軌道和列車荷載用換 算土柱來代替，換算土柱高度及分布寬度應(yīng)符合本規(guī)范附錄a的規(guī)定。 1.0.4路基工程應(yīng)通過地質(zhì)調(diào)繪和足夠的勘探、試驗(yàn)工作，查明基底、路塹邊坡、支擋結(jié)構(gòu) 等基礎(chǔ)的巖土結(jié)構(gòu)及其物理力學(xué)性質(zhì)，查明不良地質(zhì)情況，查明填料性質(zhì)和分布，在取得可 靠的地質(zhì)資料基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)。 1.0.5路基工程應(yīng)按土工結(jié)構(gòu)物進(jìn)行設(shè)計(jì)，其地基處理、路堤填筑、邊坡支擋防護(hù)以及排水 設(shè)施等必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性

1總則 1.0.1為統(tǒng)一鐵路路基設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使路基設(shè)計(jì)符合安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要 求，制定本規(guī)范。 1.0.2本規(guī)范適用于旅客列車設(shè)計(jì)行車速度160km/h及以下客貨共線標(biāo)準(zhǔn)軌距新建及改建 ⅰ、ⅱ級鐵路的路基工程設(shè)計(jì)。貨物列車設(shè)計(jì)行車速度120km/h的路基工程設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān) 規(guī)定。 1.0.3鐵路列車豎向活載必須采用中華人民共和國鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載。軌道和列車荷載用換 算土柱來代替，換算土柱高度及分布寬度應(yīng)符合本規(guī)范附錄a的規(guī)定。 1.0.4路基工程應(yīng)通過地質(zhì)調(diào)繪和足夠的勘探、試驗(yàn)工作，查明基底、路塹邊坡、支擋結(jié)構(gòu) 等基礎(chǔ)的巖土結(jié)構(gòu)及其物理力學(xué)性質(zhì)，查明不良地質(zhì)情況，查明填料性質(zhì)和分布，在取得可 靠的地質(zhì)資料基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)。 1.0.5路基工程應(yīng)按土工結(jié)構(gòu)物進(jìn)行設(shè)計(jì)，其地基處理、路堤填筑、邊坡支擋防護(hù)以及排水 設(shè)施等必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性，使之

鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 現(xiàn)階段我國鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范是怎樣的？以下是整理的關(guān)于 鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范的具體資料以供參考。 一般規(guī)定 路基工程應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)繪和勘探、試驗(yàn)工作，查明基底、路塹邊 坡、支擋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等的巖土結(jié)構(gòu)及其物理力學(xué)性質(zhì)，查明不良地質(zhì)情 況，查明填料性質(zhì)和分布等，在取得可靠地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)。 路基建筑主體工程應(yīng)按土工結(jié)構(gòu)物進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)為 100年。 基床表層的強(qiáng)度應(yīng)能承受列車荷載的長期作用，剛度應(yīng)滿足列車 運(yùn)行時產(chǎn)生的彈性變形控制在一定范圍內(nèi)的要求，厚度應(yīng)使擴(kuò)散到其 底層面上的動應(yīng)力不超出基床底層土的承載能力?；脖韺犹盍蠎?yīng)具 有較高的強(qiáng)度及良好的水穩(wěn)性和壓實(shí)性能，能夠防止道砟壓入基床及 基床土進(jìn)入道床，防止地表水侵入導(dǎo)致基床軟化及產(chǎn)生翻漿冒泥、凍 脹等基床病害。 路基填料的材質(zhì)、級配、水穩(wěn)性等應(yīng)滿足高速鐵路的要求，填筑 壓實(shí)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 路堤填

為研究寒區(qū)鐵路路基水熱動態(tài)過程,以北麓河地區(qū)路基試驗(yàn)段道砟覆蓋路面、無道砟路面(砂礫路面)和天然場地的水分、溫度、熱通量和降水等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析鐵路路基活動層水熱宏觀遷移規(guī)律、活動層水分累積情況及降水對路基熱狀況的影響。結(jié)果表明:路基活動層各深度地溫隨時間呈正弦規(guī)律變化,道砟層能夠有效減少外部熱量進(jìn)入路基,道砟路面年平均地溫和年較差明顯低于砂礫路面;融化期間路基液態(tài)水和降水向下運(yùn)移,凍結(jié)過程中水分向凍結(jié)鋒面運(yùn)移;夏季強(qiáng)降雨和持續(xù)降雨對淺層路基(高度<75cm)短期水熱有明顯影響,但路基長期水熱受降雨影響不明顯,也未出現(xiàn)明顯水分累積;降雨入滲、地表蒸發(fā)伴隨的液態(tài)水和水汽運(yùn)移對鐵路路基表層水熱影響不可忽略。

隨著我國道路施工技術(shù)的不斷發(fā)展,當(dāng)前我國鐵路工程施工已經(jīng)具備了在復(fù)雜條件下進(jìn)行建設(shè)的能力,這使得一些居住于高山地區(qū)的人們也能夠享受便捷的出行服務(wù)。高山地區(qū)的鐵路建設(shè)中,常常需要在多年凍土區(qū)域建設(shè)路基,這對施工技術(shù)的要求比較高,以青藏高原為例,高原上存在大面積的多年凍土區(qū)域,這些多年凍土地區(qū)的土壤常年處于凍結(jié)狀態(tài),并且隨著海拔的不斷升高,凍土層的厚度也不斷增加,同時凍土的溫度也越低。在這些凍土地區(qū)進(jìn)行鐵路工程的建設(shè),地基土凍結(jié)對地基工程的整體建設(shè)會造成巨大的影響。此外,土層的凍融變化還會影響工程建設(shè)進(jìn)度,如果處理不當(dāng),勢必會帶來嚴(yán)重的后果,所以在多年凍土地區(qū)進(jìn)行道路施工,進(jìn)行路基施工的設(shè)計(jì)是現(xiàn)代道路工程施工的重點(diǎn)。文章先簡要介紹了多年凍土地區(qū)路基工程面臨的影響以及常見的路基病害,然后回顧分析了青藏鐵路在多年凍土區(qū)域路基設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù),希望為相關(guān)工程建設(shè)提供一些有價值的參考。

針對青藏鐵路特有的"高原"和"凍土"問題,闡述了多年凍土區(qū)路基設(shè)計(jì)原則和對路堤、路塹、支擋工程、取土、棄土、環(huán)境保護(hù)等方面的施工工藝和注意問題。

通過對青藏鐵路多年凍土區(qū)路基施工特點(diǎn)的分析,提出對青藏鐵路多年凍土區(qū)路基施工的認(rèn)識。指出解決多年凍土,是青藏鐵路施工成敗的根本

基于埋設(shè)在青藏鐵路清水河地區(qū)路基中兩個斷面內(nèi)的共8個地溫測試孔3年來的地溫觀測資料,研究了該地區(qū)鐵路路基下伏高原多年凍土融化特征,分析了多年凍土上限的變化規(guī)律以及填筑鐵路路基施工對下伏多年凍土賦存條件的影響。研究表明,由于受到填筑路基時賦存在路基填料內(nèi)的熱量的影響,鐵路路基下伏多年凍土近地表的地溫變化特征與天然地面下的多年凍土的地溫變化特征有明顯的不同,且向陽面與被陰面差別較大。多年凍土的上限在施工初期會有一個明顯的下移沉降,隨著時間的推移,雖然殘存在路基中的熱量逐漸消散,多年凍土上限下降會逐漸穩(wěn)定。由于受到太陽輻射和路基邊坡形狀及融化夾層的影響,多年凍土上限會逐漸穩(wěn)定,但不會在短時期內(nèi)上升到天然地面下多年凍土的上限水平。

研究目的:分析青藏鐵路施工區(qū)多年凍土上限的變化規(guī)律以及填筑鐵路路基施工對下伏多年凍土賦存條件的影響。研究方法:系統(tǒng)分析埋設(shè)在青藏鐵路清水河地區(qū)路基中2個斷面內(nèi)的共8個地溫測試孔3年來采集的地溫觀測資料,研究該地區(qū)鐵路路基下伏高原多年凍土融化特征。研究結(jié)論:由于受到填筑路基時賦存在路基填料內(nèi)的熱量的影響,鐵路路基下伏多年凍土近地表的地溫變化特征與天然地面下的多年凍土的地溫變化特征有明顯的不同,且向陽面與被陰面差別較大。多年凍士的上限在施工初期會有一個明顯的下移沉降,隨著時間的推移,雖然殘存在路基中的熱量逐漸消散,多年凍土上限下降會逐漸穩(wěn)定,但由于受到太陽輻射和路基邊坡形狀及融化夾層的影響,多年凍土上限會逐漸穩(wěn)定,但不會在短時期內(nèi)上升到天然地面下多年凍土的上限水平。

基于青藏鐵路楚瑪爾河試驗(yàn)段10年(2003~2013)的地溫監(jiān)測資料,對青藏鐵路4種典型路基結(jié)構(gòu)的長期熱狀況進(jìn)行了對比分析.結(jié)果表明,不同路基結(jié)構(gòu)的長期熱狀況表現(xiàn)出較大的差異.普通路基與塊石基底路基地溫場存在明顯的不對稱分布,表明以上兩種路基結(jié)構(gòu)不利于路基的長期熱穩(wěn)定.但塊石護(hù)坡路基與u型塊石路基的地溫場分布則表現(xiàn)出了較好的對稱性.盡管塊石護(hù)坡路基下淺層凍土地溫存在一定的降溫過程,但深層多年凍土卻呈現(xiàn)出緩慢升溫趨勢,顯示u型塊石路基的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于塊石護(hù)坡路基.被監(jiān)測的4種路基結(jié)構(gòu)中,u型塊石路基在降低多年凍土溫度與提高路基地溫場對稱性方面表現(xiàn)出了最佳的長期效應(yīng).基于青藏鐵路10年的監(jiān)測結(jié)果,充分肯定了主動冷卻路基設(shè)計(jì)思路在保護(hù)凍土路基長期熱穩(wěn)定性方面的有效性,同時采用冷卻路基技術(shù)的青藏鐵路也達(dá)到了時速100kmh?1的設(shè)計(jì)要求.盡管如此,由于坡向效應(yīng)所導(dǎo)致的路基左右路肩下的熱差異存在于所有監(jiān)測的路基結(jié)構(gòu)中,但不同結(jié)構(gòu)的熱差異幅度不同,并將可能導(dǎo)致路基發(fā)生潛在的非均勻性沉降變形,因此需要在后續(xù)的維護(hù)工程中進(jìn)行調(diào)整.

青藏鐵路多年凍土區(qū)局部地段以普通路基形式通過,其穩(wěn)定性與鐵路的正常運(yùn)營密切相關(guān)。2002～2003年在北麓河布置了普通路基試驗(yàn)段,用于監(jiān)測路基的溫度狀態(tài)。基于監(jiān)測資料,分析路基邊坡溫度變化過程、路基及下部土體溫度場分布以及進(jìn)入多年凍土的熱流量。結(jié)果表明,陽坡面年平均溫度比陰坡面高2.9℃,陰坡面溫度年較差比陽坡面大2.2℃。受地表溫度邊界條件控制,路基陽坡下土體融化深度明顯大于陰坡,且路基下部土體處于升溫狀態(tài)。路基下部土體不同部位主要表現(xiàn)為吸熱強(qiáng)度逐年略有減小的吸熱狀態(tài)。模擬計(jì)算50年氣溫升高1℃條件下路基溫度場,結(jié)果表明50年后路基凍土上限下降明顯,并且凍土溫度主要介于0～-0.5℃之間。

研究目的:由于溫度和水分的介入以及運(yùn)營條件的誘發(fā),使運(yùn)營期間凍土路基工程狀態(tài)的研究變得更為復(fù)雜。通過對運(yùn)營初期多年凍土路基工程狀態(tài)的現(xiàn)場調(diào)查和監(jiān)測,從路基變形、地溫變化、水熱環(huán)境三個方面研究運(yùn)營初期多年凍土區(qū)路基的工程狀態(tài),提出路基裂縫病害的解決措施,為鐵路安全運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)工作服務(wù)。研究結(jié)論:(1)多年凍土區(qū)路基工程在運(yùn)營初期,路基變形總體呈衰減趨勢,已經(jīng)趨于穩(wěn)定。(2)路基大多數(shù)斷面多年凍土上限上升和上限形態(tài)趨于穩(wěn)定,地基冷儲量增加,多年凍土上限上升是在降低土體溫度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。(3)路基工程狀態(tài)變化首先是地溫場的變化改變了發(fā)生變形的土層位置和厚度,同時地溫場的不對稱造成變形差異,誘發(fā)裂縫發(fā)生,水熱環(huán)境的變化導(dǎo)致裂縫發(fā)展。(4)采用熱學(xué)不對稱的路基結(jié)構(gòu),能減緩上限形態(tài)的不對稱性,從而減小路基橫向差異變形,抑制路基工程裂縫的發(fā)生和發(fā)展。

淺談青藏高原多年凍土區(qū)鐵路路基運(yùn)營養(yǎng)護(hù)——研究目的：針對青藏鐵路特殊的高原地質(zhì)地理、水文條件、路基狀況等，分析了青藏鐵路路基病害發(fā)生的可能性和引起路基變形的多年凍土現(xiàn)象?！　⊙芯拷Y(jié)果：文章提出了多年凍土地區(qū)鐵路的病害特點(diǎn)，同時根據(jù)高原多年凍...

近50a青藏高原濕化趨勢顯著,降雨變化導(dǎo)致地表能量平衡過程、活動層水分狀況和水熱輸運(yùn)過程改變。以青藏高原北麓河鐵路路基試驗(yàn)段水分監(jiān)測為基礎(chǔ),基于土壤–地表–大氣能量平衡的凍土水–汽–熱耦合模型研究在未來降雨變化情景下,降雨對凍土路基水熱的影響機(jī)制與過程。結(jié)果表明:近6a路基水分監(jiān)測顯示,雖然青藏高原年降雨量變化較大,夏季降雨引起土體表層水分短期顯著波動,但長期路基含水量并未明顯累積,路基蒸發(fā)、液態(tài)水與水汽運(yùn)移顯著;在未來濕化背景下,年降雨量增大導(dǎo)致地表潛熱增大地表土壤熱通量減小,降雨增大導(dǎo)致的熱傳導(dǎo)通量減小量比液態(tài)水對流熱通量增大更大,人為凍土上限抬升;降雨增加緩解了路基工程對下伏多年凍土的熱擾動,但降雨增加導(dǎo)致活動層水分累積,增大路基凍脹和融沉災(zāi)害風(fēng)險。

對多年凍土區(qū)路基病害主要影響因素進(jìn)行了分析,歸納了凍土區(qū)路基工程病害分類,并從施工期預(yù)防性控制技術(shù)、潛在期控制技術(shù)、顯現(xiàn)期整治技術(shù)三個方面提出了具體的防治措施,從而確保鐵路運(yùn)營安全。

為分析道砟層對路基水熱狀況的影響,在青藏鐵路北麓河試驗(yàn)段南側(cè)布置監(jiān)測斷面,分別對天然場地、無道砟覆蓋路基、有道砟覆蓋路基下部一定范圍地溫、水分、熱通量進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)果表明:道砟大空隙、灰白色碎石覆蓋層能有效阻止外部熱量進(jìn)入路基;有道砟覆蓋路基比無道砟覆蓋路基融化期短20d,5cm深度處有道砟覆蓋路基比無道砟覆蓋路基年平均溫度低2.3℃,道砟層起到良好保溫隔熱作用;道砟覆蓋層對水分有潤濕和蒸發(fā)作用,有效減少大氣降水入滲,保持路基水分相對穩(wěn)定;夏季短期、高頻次降雨有降低地表溫度的作用,短期內(nèi)對道砟層下水分和熱量有明顯影響,但降水幾乎全部蒸發(fā),未能在路基內(nèi)形成水分累積,有道砟覆蓋路基下部50cm深度處溫度和含水量基本不受降雨影響。

針對漠河至洛古河公路路基設(shè)計(jì)的實(shí)踐,探討大興安嶺地區(qū)多年凍土公路路基設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和工程中采取的措施,以減少多年凍土給公路建設(shè)帶來的損害。

本文就我國現(xiàn)行的鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范中,關(guān)于路肩寬度、基床深度及標(biāo)定密實(shí)度等幾個問題,針對現(xiàn)既有線路基在這幾個指標(biāo)上存在的問題進(jìn)行了探討。

結(jié)合新建鐵路陶利廟—靖邊線設(shè)計(jì),分析了風(fēng)積沙的工程特性,論述了風(fēng)積沙地區(qū)鐵路路基填料選取、斷面優(yōu)化、路基處理、邊坡防護(hù)等設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,同時給出了設(shè)計(jì)思路及要點(diǎn),從而完善風(fēng)積沙地區(qū)的鐵路路基設(shè)計(jì)。

通過對青藏鐵路清水河段站場路基的初步試驗(yàn),獲取了地溫變形數(shù)據(jù),探討站場路基的凍結(jié)和融化過程的規(guī)律.實(shí)驗(yàn)表明:站場路基下凍土人為上限發(fā)生了上移,多年凍土得到了保護(hù),為類似路段多年凍土工程提供借鑒.

本文闡述了多年凍土地區(qū)工程基底的設(shè)計(jì)原則、橋涵基礎(chǔ)施工的方式以及混凝土施工技術(shù)的研究。

7-多年凍土地區(qū)路基設(shè)計(jì)指南-7