铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构的制作方法
【专利摘要】铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，以彻底隔断外界水分渗入基床的通道，确保线路的平顺性和基床动力的稳定性，并有效减少基床换填厚度，降低工程造价。包括在膨胀土地基（10）上由下上依次设置的减胀层（11）、防水层（12）、排水层（13）、基床表层（14），以及设置在减胀层（11）横向两侧外的侧沟（20）和盲沟（22）。所述防水层（12）为半刚性防水结构层，其弹性模量为0.75GPa～1.5GPa，动弹模Evd不小于65MPa，抗渗系数<10-10m/s；防水层（12）沿减胀层（11）表面横向全断面铺筑，与侧沟（20）、盲沟（22）和设置于盲沟（22）两侧的防水侧壁（21）形成全封闭防排水体系。
【专利说明】铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及铁路路堑，特别涉及一种膨胀土、膨胀岩地质条件下的铁路路堑全封闭防排水基床结构。
【背景技术】
[0002]目前，按照《铁路特殊路基设计规范》(TB10035-2006)的要求，膨胀土(岩)地区铁路路堑基床处理方法是:(I) “基床表层应全部换填符合相应铁路等级标准要求的材料”；
[2]“基床底层应采取换填或土质改良措施。对弱、中膨胀土(岩)(岩)处理厚度，时速200km及以上铁路不应小于1.0m，其他1、11级铁路不应小于0.5m ;强膨胀土(岩)处理厚度应大于气候剧烈影响层，且不宜小于基床底层深度”;(3)按照《新建时速200?250公里客运专线设计暂行规定》(铁建设[(2005) 140号])和《铁路设计规范》(试行)(TB10621-2009)的要求，基床以下的膨胀土(岩)应采取封闭防水、排水或地基处理措施，现在铁路上通常采用全断面铺设复合土工膜或复合防排水板进行基床封闭防水和排水。
[0003]按照现在铁路上常用的复合土工膜或复合防排水板进行基床防排水处理存在的主要问题是:(1)复合土工材料采用搭接或焊接，施工缝多且焊接质量难以控制，导致施工缝难以密封，容易成为地表水入渗点；(2)接触网基础施工时需要穿过复合土工膜或防排水板构成的防水层，不可避免的会造成接触网基础周边的复合土工膜或复合防排水板破损，导致接触网基础周边的防水失效；(3)由于列车动荷载在基床水平面上的分布是不均匀的(单线呈单马鞍型，双线呈双马鞍型)，随着线路运营时间的增加，基床会逐渐产生不均匀变形，形成道砟囊，而复合土工膜或防排水板为柔性材料，抵抗竖向变形能力差，随着基床的变形而变形，导致基床排水横坡失效进而影响基床排水不畅或藏水，使基床产生翻浆冒泥病害；(4)地表水经过复合土工膜或复合防排水板施工缝、接触网基础周边防水板破损位置入渗到膨胀土(岩)地基后，膨胀土(岩)含水量增加，产生膨胀变形，导致基床鼓胀、侧沟边墙破坏、侧沟沟底隆起等病害，这些病害降低了线路的平顺性和基床动力稳定性，严重的会影响列车的平稳安全运行；(5)由于膨胀土(岩)的大气剧烈影响深度较大，按照现行规范要求对基床底层采取换填或土质改良措施处理，土质改良量和开挖换填量大，弃方多，既不经济，也不环保。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，以彻底隔断外界水分渗入基床的通道，确保线路的平顺性和基床动力的稳定性，并有效减少基床换填厚度，降低工程造价。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型的铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，包括在膨胀土地基上由下而上依次设置减胀层、防水层、排水层、基床表层，并在减胀层两侧设置侧沟和盲沟，其特征是:所述防水层为半刚性防水结构层，其弹性模量为0.75GPa?1.5GPa，动弹模Evd不小于65MPa，抗渗系数〈l0.m/s;防水层沿减胀层表面横向全断面铺筑，与侧沟、盲沟和设置于盲沟两侧的防水侧壁形成全封闭防排水体系。
[0007]所述减胀层采用A、B组填料填筑，对应于不同膨胀等级膨胀土地基的厚度分别为:弱膨胀土路段不小于0.5m,中膨胀土路段不小于0.Sm，强膨胀土路段不小于1.0m。
[0008]本实用新型的有益效果是，防水层采用机械化一次性摊铺碾压成型，解决了常用柔性土工合成材料防排水措施中存在的施工缝多、与接触网立柱基础接触缝位置的渗漏问题；防水层刚度较大，其弹性模量达0.75GPa?1.5GPa，对列车动荷载具有较好的均布作用，从而减小了基床的不均匀变形，在保持基床横向排水横坡的同时，减少基床产生道砟囊或翻浆冒泥等基床病害；防水层与侧沟沟壁翼板搭接，具有良好的连接强度和密封性，从而避免侧沟与防水层接触位置的渗漏问题；针对弱、中、强三种不同膨胀等级的膨胀土地基，分别确定了合理的减胀层厚度，消除膨胀土地基受环境气候影响而产生的胀缩变形对线路平顺性的影响；防水层对基床的动力响应具有一定的改善作用，可减少基床换填厚度，降低工程造价。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]本说明书包括如下三幅附图:
[0010]图1是本实用新型铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构的断面图；
[0011]图2是图1中A局部的放大示意图；
[0012]图3是本实用新型铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构防水结构层顺路堑延伸方向出现施工缝时处理方案的剖面图。
[0013]图中示出构件、部位名称及所对应的标记:膨胀土地基10、减胀层11、防水层12、已施工防水层12a、新施工防水层12b、排水层13、基床表层14、道砟层15，防水涂层16 ;侧沟20、翼板20a、防水侧壁21、盲沟22、排水管22a、砂卵石22b。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0015]参照图1，本实用新型的铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，包括在膨胀土地基10上由下上依次设置的减胀层11、防水层12、排水层13、基床表层14，以及设置在减胀层11横向两侧外的侧沟20和盲沟22。所述防水层12为半刚性防水结构层，其弹性模量为
0.75GPa?1.5GPa，动弹模Evd不小于65MPa，抗渗系数〈10_1(lm/S，防水层12沿减胀层11表面横向全断面铺筑，与侧沟20、盲沟22和设置于盲沟22两侧的防水侧壁21形成全封闭防排水体系。防水层12采用机械化一次性摊铺碾压成型，解决了常用柔性土工合成材料防排水措施中存在的施工缝多、与接触网立柱基础接触缝位置的渗漏问题，彻底隔断外界水分渗入基床的通道，确保线路的平顺性和基床动力稳定性。由于防水层12刚度较大，其弹性模量达0.75GPa?1.5GPa，对列车动荷载具有一定的均布作用，从而减小基床的不均匀变形，在保持基床横向排水横坡的同时，减少基床产生道砟囊或翻浆冒泥等基床病害。
[0016]所述减胀层11采用A、B组填料填筑，为消除膨胀土地基受环境气候影响而产生的胀缩变形对线路平顺性的影响，对应于不同膨胀等级膨胀土地基的厚度分别为:弱膨胀土路段不小于0.5m,中膨胀土路段不小于0.Sm,强膨胀土路段不小于1.0m。[0017]参照图2，为避免侧沟20与防水层12接触位置出现渗漏，所述侧沟20的内侧顶部具有向内横向延伸的翼板20a,翼板20a的顶面与减胀层11表面位于同一水平面上,且与防水层12横向端部形成搭接，具有良好的连接强度和密封性。所述盲沟22底部位于膨胀土地基10表面以下不小于20cm,盲沟22内设置排水管22a并填充砂卵石22b。所述排水层13通常采用采用中粗砂铺设，其厚度一般为5cm。参照图1，所述防水层12、排水层13和减胀层11表面具有3?4%横向排水坡度，以使排水层13具有更好的排水效果。
[0018]参照图1，本实用新型铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构的施工方法如下:
[0019]按设计图纸将膨胀土路堑基床开挖至膨胀土地基10的设计标高，检测膨胀土地基10承载力是否能满足要求，当膨胀土地基或经过地基处理后承载力满足要求时，在膨胀土地基10上分层填筑减胀层11，减胀层填筑工艺及压实标准见《新建时速200?250公里客运专线设计暂行规定》(铁建设[(2005) 140号])和《铁路设计规范》(试行)(TB10621-2009);减胀层11填筑完成后，利用挖掘机沿侧沟20位置向下开挖防水侧壁21和盲沟22设置槽；参照图2，盲沟22施工时，先在槽底铺设部分砂卵石22b，然后放置裹有透水土工布的排水管22a (通常采用开孔PVC管)，并保证其排水坡度，再在排水管22a外覆盖砂卵石22b ;盲沟施工结束后，用混凝土浇筑防水侧壁21，浇筑高度为侧沟20底面设计标高；防水侧壁21强度达到相关要求后，布设侧沟钢筋网(翼板20a配筋与侧沟壁整体连接)，立模整体浇筑侧沟20和翼板20a ;在减胀层11顶面全断面铺设防水层12，其表面应设置横向排水坡度，并进行养护；在防水层12强度、刚度达到检测指标时，铺设排水层13 ;最后填筑基床表层14，基床表层采用级配碎石填筑，填料要求和压实标准参见《铁路设计规范》。
[0020]图3示出了防水层12施工缝的处理措施，即防水层沿线路延伸方向上不连续施工时需要对施工缝进行重点处理，在下一次施工开始前，先将已施工防水层12a施工缝断面削成斜面，凿毛，洒水，然后摊铺碾压新施工防水层12b，施工结束后在施工缝上涂抹防水涂层。
[0021]以上所述只是用图解说明本实用新型铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
【权利要求】
1.铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，包括在膨胀土地基(10)上由下上依次设置的减胀层(11)、防水层(12)、排水层(13)、基床表层(14)，以及设置在减胀层(11)横向两侧外的侧沟(20)和盲沟(22)，其特征是:所述防水层(12)为半刚性防水结构层，其弹性模量为0.75GPa?1.5GPa，动弹模Evd不小于65MPa，抗渗系数〈10_1(lm/S ;防水层(12)沿减胀层(11)表面横向全断面铺筑，与侧沟(20)、盲沟(22)和设置于盲沟(22)两侧的防水侧壁(21)形成全封闭防排水体系。
2.如权利要求1所述的铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，其特征是:所述减胀层(11)采用A、B组填料填筑，对应于不同膨胀等级膨胀土地基的厚度分别为:弱膨胀土路段不小于0.5m,中膨胀土路段不小于0.Sm,强膨胀土路段不小于1.0m。
3.如权利要求1所述的铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，其特征是:所述侧沟(20)的内侧顶部具有向内横向延伸的翼板(20a)，翼板(20a)的顶面与减胀层(11)表面位于同一水平面上，且与防水层(12)横向端部形成搭接。
4.如权利要求1所述的铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，其特征是:所述盲沟(22)底部位于膨胀土地基(10)表面以下不小于20cm，盲沟(22)内设置排水管(22a)并填充砂卵石(22b)。
5.如权利要求1所述的铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，其特征是:所述排水层(13)采用中粗砂铺设，其厚度为5cm。
6.如权利要求1所述的铁路膨胀土路堑全封闭防排水基床结构，其特征是:所述防水层(12)、排水层(13)和减胀层(11)表面具有3?4%横向排水坡度。
【文档编号】E01B1/00GK203546514SQ201320538956
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年8月31日 优先权日:2013年8月31日
【发明者】冯俊德, 王亮亮, 封志军, 杨果林, 薛元 申请人:中铁二院工程集团有限责任公司