高速铁路路基工程变形观测方案设计与实施（本科毕业设计).doc

高速铁路路基工程变形观测方案设计与实施 引言 自1925年世界上第一条铁路诞生以来，世界各国重视铁路研究工作的专家、学者，始终在为提高列车的行车速度作不懈的努力。在我国铁路“十五计划”编制中已明确指出，要加强快速客运专线的建设，逐步建成以北京、上海、广州为中心，连接各省会城市和其它大型城市间铁路快速客运系统。高速铁路对轨道的平顺性提出了更高的要求，而路基是铁路线路工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，它也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节，路基几何尺寸的不平顺，自然会引起轨道的几何不平顺，因此需要轨下基础有较高的稳定性和较小的永久变形，以确保列车高速、安全、平稳运行。从德、法、日三国针对我国高速铁路设计咨询结果来看，德、法强调控制路基的不均匀沉降，其追求沉降的目标是不均匀沉降为零。工后沉降的指标相对而言较为严格，如何确保路基沉降变形满足质量标准要求成为路基工程的重点课题。我国从很早开始对高速铁路基础关键技术进行了一系列的研究，在借鉴国外高速铁路大量理论、试验和建设实践的基础上，相继制定了相关设计暂行规定和设计指南，初步形成了具有中国特色的高速铁路技术体系，建设世界一流水平的高速铁路。2005年1月5日，国务院批准了《铁路中长期发展规划》，从此拉开了高速铁路建设的序幕。 本设计是根据铁道部建设司2006年4月10日下发的《关于尽快开展〈无碴轨道铺设条件评估技术指南〉编写工作的通知》[1]的要求和《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》[2]中对线下构筑物的变形测量提出的相关规定，借鉴国外高速铁路无碴轨道铺设条件的相关评估技术要求，进行编制的。 1 哈大客运专线四平段概述 1.1 工程概况 哈大铁路客运专线被列为我国“十一五”期间东北地区铁路建设重点工程，是我国《中长期铁路网规划》“四纵四横”客运专线网中“北京～沈阳～哈尔滨（大连）”客运专线的重要组成部分，全长约900公里。中铁十九局集团哈大客运专线管段位于吉林省四平市境内，为新建铁路哈尔滨至大连客运专线站前土建工程Ⅲ标DK579+140～DK602+407.3段工程，线路全长23.2667km，其中桥梁长13.77807km，占59.22%，路基长9.48923 km，占40.78%。工程投资6.86亿元。路堤结构形式为级配碎石，中粗砂、AB组填料、改良土，地基采用CFG桩或水泥搅拌桩进行处理。 沉降和变形观测里程起始于DK579+140，终止于DK602+407.3，其中包括八棵树大桥、三叉河大桥、英城大桥、龙王庙大桥等10座大桥，DK597+224、DK597+713、DK598+250等10个涵洞和靠山屯—八棵树路基、八棵树—三岔河路基等10段路基。 1.2 作业区自然状况 1.2.1 地形、地貌 本区段可分为三大地貌单元，即起点到DK579+333为属低山缓丘区，地势起伏较大，地势总体北高南低，北部有一陡坎，高差约13m；向北为微丘状剥蚀平原区。该段地势上形成中部高南北低，东西向较为平坦，地形纵向起伏较大；DK600+400～DK602+407.3位于苏台河一、二级阶地，地势平坦、开阔，相对高差0～12.14m。 1.2.2 工程地质及水文地质概况 1）工程地质概况 本区段地层主要为第四系全新统冲积、残积粉质黏土层，厚1～15m，坚硬-硬塑，局部软塑。中更新统黏质黄土厚1～20m，硬塑，粉质黏土呈层状分布于黏质黄土层下部，厚度2～6m。底部为白垩系泥岩，风化层厚10～30m。部分地段见第三系富峰山期玄武岩、石灰系大理岩。沿线存在季节性冻害问题，白垩系泥岩及泥岩夹砂岩，抗风化能力差、强度低、易崩解、属极软岩，具膨胀性。沿线露出的第四系中更新统黏质黄土、全新统残积粉质黏土都含有亲水性黏土矿物，具有弱-中等膨胀性。 2）水文地质概况 沿线地下水主要为第四系松散堆积层孔隙潜水，其补给来源主要为大气降水、河水、人工地表水垂直入渗。第四系孔隙潜水广泛分布于河流漫滩及阶地的砂砾石层中，漫滩及一级阶地地下水位较浅，一般为1～10m ，二级阶地为5～20m；黄土台地地下水位差异较大，孔隙水附存于黏质黄土及砂砾石透镜体中，埋深3～20m ，局部可达30m以上。基岩裂隙水主要分布于剥蚀微丘地带，该地区岩层的构造裂隙及风化裂隙发育，为地下水的储存创造了条件，地下水主要受大气降水补给，一般埋藏深度大于10m，随季节变化明显，年水位变化幅度为2～5m。沿线部分地段地表水和地下水对混凝土结构具有侵蚀性，以硫酸侵蚀、二氧化碳侵蚀为主，环境作用等级一般为H1。 1.2.3 气象特征 本区段属于中温带亚湿润气候区，年平均气压995.9mb；年平均气温6.7℃，极端最高气温37.3℃，极端最低气温-34.6℃；年平均绝对湿度9.0mb，日最大绝对湿度34.5mb，日最小绝