浅谈客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计

孟祥涛+李静+邹艳

摘 要：文章通过对客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计意义与作用进行了论述，同时对客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计的相关内容和要点进行了讨论。通过相应的研究，结论是客运专线无砟轨道铁路路基应该优先进行纵断面的设计，横断面的设计要根据纵断面的设计来进行。客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计的内容有连接处沉降差异处理、连接处刚度差异处理以及连接处工程接口设计处理。

关键词：客运专线；无砟轨道；铁路路基；纵断面

一般情况下，除了地形地质条件复杂多变的铁路路基工程设计，都不会对路基纵断面进行设计，只对路基横断面进行设计。然而客运专线无砟轨道铁路对于线下基础的沉降及刚度有着苛刻的要求。尤其在与桥梁、隧道、涵洞等构筑物的连接段，沉降差异以及刚度差异要求特别严格。文章对路基纵断面设计的意义和主要内容进行了阐述。

1 客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计的意义

为了使客运专线无砟轨道铁路路基工程符合要求，并且在施工时做到良好的经济性，通常采用当地岩土来进行路基工程的施工。但是这种岩土材料与桥梁、隧道等构筑物比较起来，它的刚性程度与之相比显然偏小，刚度差异必然在两者的连接处存在。而且，因为不同的地基处理方式，无砟轨道铁路路基与隧道、桥梁的基础有着明显的不同，无砟轨道铁路路基与隧道、桥梁的连接处也存在着沉降差异。再者，无砟轨道铁路路基与隧道、桥梁连接处的接口处理工程也相当重要，要确保接口满足相关标准。因此，要做好上述三方面的处理工作，客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计就显得格外重要。

进行客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计，检查各线下工程的接口是否一致协调，刚度与沉降度是否符合国家标准，检查排水系统的衔接是否通常，检查路基工程的施工方法以及工序是否合理。通过对客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计图纸进行检查，能够有效避免因施工图纸的错误造成施工出现质量问题，导致施工成本增大。

2 客运专线无砟轨道铁路路基纵断面设计的主要内容

2.1 连接处沉降差异处理

客运专线无砟轨道对于路基的沉降变形，尤其是对于不均匀沉降的要求极为苛刻。对于调高量是30毫米的扣件，除去施工时的误差，只有20毫米可以调整。同时要考虑客运列车在运行时需要5毫米的预留量，实际路基沉降调整量只有15毫米。我国有关客运专线无砟轨道铁路路基的设计有着严格的规定，路基在无砟轨道施工铺设结束后的沉降值应该满足线路竖曲线圆顺和扣件调整的相关要求。无砟轨道路基在施工后沉降通常情况下不能超过扣件允许的竖向调高量15毫米。沉降相对来说比较均匀，而且路基长度在大于20米时，允许的最大工后沉降量是30毫米，而且轨面圆顺的竖曲线半径（单位：m）应不小于0.4乘以设计最高速度（单位：km/h）的平方值。并且对于桥梁、隧道等过渡段因沉降造成的折角，应该控制到不大于1/1000。因为不同构筑物在连接处的沉降差异是在所难免的，在无砟轨道铺设过程中使用合适的过渡措施允许有5毫米的沉降差异，因此无砟轨道路基与桥梁、隧道构筑物连接处的沉降差异应该小于5毫米。

无砟轨道铁路路基纵断面在设计时，要使得连接处的沉降控制住标准范围内，要处理好下述几点：第一，在选择路基与桥梁、隧道等的分界时，因地制宜，根据沿线基础填料、地质情况等，做到合理确定。第二，因为我国的无砟轨道铁路路基都需要进行软弱地基的处理，在处理过程中应该根据地层情况、路基面宽以及路基填高等方面综合考虑，选择合适的处理方法，分不同的步骤、工具分段处理，确保无砟轨道铁路路基满足工后沉降的施工要求。第三，严格做好无砟轨道铁路路基填料的选择以及压实质量的控制工作，因为如果选择填料不合适或者压实质量控制不当，无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道等构筑物间的不均匀沉降将会大大增大。第四，做好沉降观测工作以及后续的评估工作。通过该项工作，能够有效检验工程勘察资料是否可靠，验证设计理论是否正确，通过控制施工速率来确保施工质量，通过动态的控制工作为沉降控制提供有力的依据。

2.2 连接处刚度差异处理

无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道等构筑物线下基础支承刚度有着明显差异，这与连接处线下基础构筑物的材料有关。我国的相关规定要求，客运专线无砟轨道铁路路基面支承刚度的合理取值范围一般是每米100兆帕至200兆帕之间；无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道等构筑物之间的过渡段，在充分考虑实用与经济性的基础上，可以使用刚度高的水泥稳定填料，支承刚度一般是每米500兆帕至1000兆帕之间。对无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道等构筑物之间的过渡段应进行连通设置，来确保纵向刚度平顺的过渡。在实际的施工铺设过程中，可以因地制宜，根据不同的地质情况，可以参照国家给出的过渡段纵断面标准图设计连接处路基设计，譬如设置钢筋混凝土搭板，减小刚度差异，来确保连接处的协调。

2.3 连接处工程接口设计处理

我国相关规定要求，客运专线无砟轨道铁路路基上的各种设备应该与路基同步施工，并不得因设备的设置而导致路基的稳固性与安全性受到影响。由此可见，连接处工程接口设计便非常重要。

2.3.1 客运专线无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道等构筑物的接口工程

（1）排水设施衔接检查

（2）施工组织的检查

（3）“四电”管线的“碰管”

客运专线无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道等构筑物的相关接口，通常要体现在桥梁、隧道等有关的构造图中。

2.3.2 路基工程与“四电”设备主要的接口工程

（1）信号、通信、电力电缆槽以及手孔的设置

（2）接地电缆以及接触网PW线的横向过轨管道的设置

（3）综合接地贯通地线在路基段的设置

（4）信号、通信、电力电缆引入信号中继站或者通信基站

（5）电力电缆从路肩向坡脚的转换方式

（6）声屏障立柱基础

（7）接触网立柱基础

以上七类接口工程应该同客运专线无砟轨道铁路路基的主体工程同步进行，并且在铺设轨道之前要全部完成。无砟轨道铁路路基与“四电”设备有关的接口设计，通常要体现在路基标准断面以及相关设计中。

客运专线无砟轨道铁路路基纵断面的设计，要把重点放在路基与桥梁、隧道等构筑物的工程接口设计，检查管线高程以及平面位置以及排水方向的一致性，连接处排水设施的高程以及平面位置的一致性和排水设施的完整性。确保施工组织设计的合理性，保证施工正常有序地进行，避免干扰存在。

2.4 客运专线无砟轨道铁路路基工程纵断面设计图内容

客运专线无砟轨道铁路路基工程纵断面设计图的内容应该包括以下六点：

（1）地面和地层线

（2）地层的代号、地层的特性以及岩土的主要参数

（3）桥梁、隧道等构筑物的结构轮廓

（4）路基面的高程

（5）路基层状的结构和技术参数

（6）路基和桥梁、隧道等的基础措施、施工方法和主要参数

3 客运专线无砟轨道铁路路基工程纵断面设计实践

某客运专线无砟轨道试验段全长为13.16公里，该试验段地形变化比较大，沿线有桥梁三座合计711延米，隧道四座合计6980延米，涵洞22座，路基长度5.38公里，路基与桥梁、隧道、涵洞的过渡段有50多处。由于地形复杂，过渡段多，工程的建设要求很高，路基工程横断面设计不足以反映出工程的设计意图，因此，路基工程纵断面设计应运而生。连接处的构造、地基的处理、路基的填料分层、基底的排水等相关内容能够反映在路基工程纵断面设计图中。使用路基工程的纵断面设计，能够有效解决下述四个问题：

（1）通过路基工程的纵断面设计，可以有效调整地基处理的深度、地基处理的范围等，路基横断面得到了修改。

（2）通过研究纵断面，得知不同构筑物相距比较近时，需要修正按照过渡段标准图设计的路基过渡段。

（3）隧道出口处的路段，路基在换填时底部要设置排水坡，方向要沿线路纵向向外，并且出口要与排水沟衔接好。

（4）一些路基与桥梁、隧道、涵洞等连接的地段，设计路基时应结合实际地质情况以及基坑处理情况，避免盲目按照过渡段标准图进行设计。

通过该客运专线无砟轨道试验段的设计检验得知，对于客运专线无砟轨道铁路工程路基施工来说，尤其在地质复杂、地形多变的环境下，铁路路基纵断面的设计必不可少。

4 结语

在客运专线无砟轨道铁路路基工程设计中，对路基纵断面进行设计，对连接处不同基础的沉降差异、刚度差异以及工程接口进行检查和处理，并且检查排水设施通常与否，“四电”管线“碰管”与否，施工组织合理与否，存在问题进行相应的处理。这完全符合客运专线无砟轨道铁路路基工程在沉降控制、刚度控制等方面的严格要求。

根据目前的无砟轨道路基工程设计方法来看，首先是进行路基横断面的设计，再进行路基纵断面的设计，通过横断面的设计和桥梁、隧道、涵洞等工程接口的相关资料进行纵断面的设计绘制工作，然后再检查无砟轨道铁路路基与桥梁、隧道、涵洞等构筑物连接处接口工程处理的是否协调合理。通过检查的结果再进行横断面设计的修改工作。较长的纵断面设计工作流程使得这样的上述工作流程无法很好的体现纵断面设计的意义。因此，为了达到客运专线无砟轨道铁路路基工程线下基础沉降、刚度控制要求，应该先进行纵断面设计，横断面的设计要根据纵断面的设计来进行。

参考文献

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