并行运营高速铁路分离式线路路基结构及其施工方法与流程

本发明涉及铁路施工技术领域，具体涉及一种并行运营高速铁路分离式线路路基结构及其施工方法。

背景技术：

我国四纵四横高速铁路网已经基本建成。新建的高速铁路，为节约建设用地，或者也为了能够引入既有高速铁路网，越来越多地遇到并行运营高速铁路的技术难题。例如商合杭高速铁路，在水家湖、合肥北城、巢湖、湖州等地即存在多处并行运营线路基的问题。

软土地区，由于地质条件软弱，土层强度低、压缩性大，增减线路必须采用合理的地基处理方式，保持地基的稳定性，同时控制地基的沉降。普速铁路，常用的地基处理方式有搅拌桩、旋喷桩、cfg桩等柔性、半刚性桩复合地基。这类桩的造价适中，通过在桩顶铺设褥垫层，与软土地基形成复合地基，增加地基土的复合模量，能够大大减小增建线路的总沉降，并能保证地基的稳定性，已在普速铁路既有线增减二线地基处理中广泛应用。

这类地基处理，固然可以减小增减线路的沉降，但是不能避免地基附加应力扩散进入运营线路路基基底，引起运营线路的附加沉降。另一个缺陷是施工工艺问题。搅拌桩、cfg桩的施工设备高大，施工时若产生倾覆，将造成严重安全事故；旋喷桩喷射压力达15～30mpa，必然引起运营线路路基的水平位移或者隆起。

当运营线路是普速铁路时，这些缺陷可以通过限速、调整道床等措施来克服。高速铁路的沉降控制标准均在毫米级，十分严格。这些处理措施引起运营路基的附加沉降变形甚至偏移，是高速铁路路基所不能接受的。因此，迫切需要一种安全可靠、施工设备灵活轻便的地基处理方式，用于并行运营高速铁路的增减路基地基处理，既能控制增减线路的沉降与稳定，又能保证运营高速铁路路基的运营安全。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种能够避免新线施工引起运营线路的附加沉降和偏移的并行运营高速铁路分离式线路路基结构及其施工方法。

本发明一种并行运营高速铁路分离式线路路基结构，其技术方案是：包括沿铁路路基宽度方向均匀分布的多排钻孔灌注桩，每排所述钻孔灌注桩包括沿铁路路基长度方向均匀分布的多个，还包括设置于所述钻孔灌注桩顶部的钢筋混凝土u型槽，所述钻孔灌注桩顶部嵌入所述钢筋混凝土u型槽底板内，且与所述钢筋混凝土u型槽底板刚性连接，所述钢筋混凝土u型槽内填筑有路基填料。

进一步的，所述钻孔灌注桩底部穿透软土层至底部的硬土层或岩层。

进一步的，靠近运营高速铁路路基一侧的钻孔灌注桩外设置有钢护筒，所述钢护筒底部穿透软土层底部。

进一步的，所述钢护筒厚度为6～12mm。

本发明一种并行运营高速铁路分离式线路路基结构的施工方法，其技术方案是，包括以下步骤：

步骤1：将钢护筒压入至软土层底部，施工临近运营高速铁路路基一侧的一排钻孔灌注桩至设计桩底标高，放入钢筋笼，并在钢筋笼内灌入混凝土；

步骤2：待临近运营高速铁路路基一侧的一排钻孔灌注桩混凝土强度达到70％以上后，依次将剩余钻孔灌注桩施工完毕；

步骤3：在钻孔灌注桩顶部铺设混凝土垫层，并在混凝土垫层上浇筑钢筋混凝土u型槽；

步骤4：待钢筋混凝土u型槽内混凝土强度达到70％以上后，分层填筑路基填料；

其中，所述钢筋混凝土u型槽的地板与所述钻孔灌注桩顶部刚性连接。

进一步的，除所述临近运营高速铁路路基一侧的一排钻孔灌注桩，其余钻孔灌注桩施工完毕后，将钢护筒取出。

进一步的，所述钻孔灌注桩底部穿透软土层，至硬土层或者岩层。

进一步的，所述钻孔灌注桩横截面为矩形或梅花形。

进一步的，铺设的所述混凝土垫层为0.1～0.2m。

进一步的，开始施工前，在临近运营高速铁路路基一侧设置隔离网或隔离围墙。

本发明的有益效果：

1、钻孔桩施工可采用比较矮小的轻便设备，避免设备侵限，危及运营线路的安全。

2、临近运营线路一排钻孔桩采用钢护筒护壁至软土层底部，可防止钻孔过程中应力释放导致运营线路的沉降和偏移。

3、钻孔桩底部透软土层至底部的硬土层或岩层，可将路基荷载传递至地基深处，避免引起运营线路附加变形。

4、钢筋混凝土u型槽起到收坡的作用，一方面降低工程造价，另一方面可避免附加荷载侵入运营路基。

附图说明

图1为并行运营高速铁路分离式线路路基结构示意图；

图2为本发明钻孔灌注桩与钢筋混凝土u型槽连接示意图；

图中：1—运营高速铁路路基，2—新建铁路路基，3—钻孔灌注桩，4—钢护筒，5—钢筋混凝土u型槽，6—隔离网，7—钢筋笼。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示，并行运营高速铁路分离式线路路基结构包括沿新建铁路路基1宽度方向均匀分布的多排钻孔灌注桩3，每排钻孔灌注桩3包括沿铁路路基长度方向均匀分布的多个。钻孔灌注桩3底部穿透软土层至底部的硬土层或岩层，钻孔灌注桩3顶部铺设有0.1～0.2m厚的混凝土垫层，混凝土垫层上设置有钢筋混凝土u型槽5，钻孔灌注桩3顶部嵌入所述钢筋混凝土u型槽5底板内，且与钢筋混凝土u型槽5底板刚性连接，钢筋混凝土u型槽5内填筑有路基填料。其中，靠近运营高速铁路一侧的钻孔灌注桩3外设置有钢护筒4，钢护筒4底部穿透软土层底部。钢护筒4壁厚根据软土厚度的不同，一般采用6～12mm，软土薄时钢护筒薄，软土厚时钢护筒厚。钢筋混凝土u型槽5通过模具铺设u型槽钢筋浇筑而成。

具体施工过程如下：

施工前，在运营高速铁路路基1一侧设置隔离网6或隔离围墙，防止施工人员和设备进入运营线上，危机运营线路安全。将钢护筒4压入至软土层底部，施工临近运营高速铁路路基1一侧的一排钻孔灌注桩至设计桩底标高，放入钢筋笼7(钢筋笼7深度大于软土层厚度)，并在钢筋笼7内灌入混凝土。其中，新建铁路路基2处理采用钢筋混凝土钻孔灌注桩处理，混凝土强度等级c30以上。钻孔灌注桩3采用矩形或梅花形布置，桩间距需根据荷载计算确定。待临近运营高速铁路路基1一侧的一排钻孔灌注桩混凝土强度达到70％以上后，依次将剩余钻孔灌注桩3施工完毕；在钻孔灌注桩3顶部钢筋混凝土u型槽5设计底标高以下铺设混凝土垫层(图中未示出)，铺设的混凝土垫层为0.1～0.2m；支好钢筋混凝土u型槽5的模板，绑扎u型槽钢筋，并使钻孔灌注桩3钢筋笼7顶部深入钢筋混凝土u型槽5内；然后浇筑混凝土，待钢筋混凝土u型槽5内混凝土强度达到70％以上后，分层填筑路基填料。其中，除临近运营高速铁路路基1一侧的一排钻孔灌注桩保留钢护筒4，其余钻孔灌注桩施工完毕后，将钢护筒取4出。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及铁路施工技术领域，具体涉及一种并行运营高速铁路分离式线路路基结构及其施工方法。包括沿铁路路基宽度方向均匀分布的多排钻孔灌注桩，每排所述钻孔灌注桩包括沿铁路路基长度方向均匀分布的多个，还包括设置于所述钻孔灌注桩顶部的钢筋混凝土U型槽，所述钻孔灌注桩顶部嵌入所述钢筋混凝土U型槽底板内，且与所述钢筋混凝土U型槽底板刚性连接，所述钢筋混凝土U型槽内填筑有路基填料。钢筋混凝土U型槽起到收坡的作用，一方面降低工程造价，另一方面可避免附加荷载侵入运营路基。

技术研发人员：孙红林;顾湘生;赵新益;陈尚勇;杭红星;吴成杰;邓天天;廖超
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2017.04.10
技术公布日：2017.08.11