兰新高铁铁路路基施工组织设计毕业设计论文.docx
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兰新高铁铁路路基施工组织设计毕业设计论文
毕业设计论文
兰新高铁铁路路基施工组织设计
第一章绪论
20世纪20年代以前,路基填筑都按“自然沉落”法设计施工。
知道1930年,美国proctor首先提出用标准击实试验控制路基填筑压实度。
自此,各国开始制定路基填筑标准。
随着生产力的发展,铁路运量和速度的不断提高,既有线铁路不断出现病害,各国也不短提高新建路基的设计标准。
长期以来,我国新建铁路没有把路基当成土工结构物来对待。
而普遍冠名以土石方。
在“重桥隧、轻路基,重土石方数量、轻质量”倾向下,路基翻浆冒泥、下沉、边坡坍塌、滑坡等病害经常发生,使新建铁路交付运营后多年不能达到设计速度和运量,使得经济和社会效益较差。
运营铁路路基技术状态不佳,强度低,稳定性差,严重威胁铁路运输和安全,已成为铁路运输的主要薄弱环节。
因此,路基质量问题已逐渐被人们所认识和重视。
由于我国铁路运输承担了全国70%左右的货物周转和60%左右的旅客周转量,因此国家确定了发展重载列车及高速客运专线的技术政策。
为了适应这一变化,必须提出与之相适应的高要求的路基设计标准,并严格控制工程质量。
如今,我国铁路网已相继完成五次提速,开行了一批最高运行速度为140-160km/h的“快速列车”。
运营时速为200km/h的秦沈客运专线的建成通车,是我国铁路路基的设计施工水平较大幅度地提高,极大地促进了路基工程技术的进步。
高速铁路、重载铁路和大运量铁路的兴建,对铁路线路的质量提出了新要求。
因此,路基的性状必须与之相一致。
在确保路基稳定的前提下,在线路养护维修允许的条件下,路基在各种因素作用下的变形应控制在确保线路不出现不良状态的范围内。
近年来获得的进步主要表现在:
设计计算技术逐渐进步,设计理念逐渐转变。
计算机技术的发展促进了对岩土本构关系的研究,国内外出现的上百种非线性弹性、弹塑性石本构关系模型,使对土石的变化和破坏机理的研究翻开崭新的一页。
利用现有计算技术,能方便的对地基土石的物理力学指标进行了概率统计处理,为可靠性设计奠定了基础。
国内已有多个行之有效的计算机程序,可以完成路基的初步设计和施工设计。
在不断应用的过程中,它必然会日臻完善。
随着高速铁路的出现和发展,神话了传统的路基设计概念。
由于高速行车对线路变形的严格要求,使的路基设计逐渐向变形控制设计转变,因为一般在路基强度破坏之前,已经出现了不能容许的大变形。
新工艺、新技术、新材料层出不穷。
随着新材料、新工艺、新技术的不断出现,使路基工程面貌一新。
对滑坡的处理采用重力式挡土墙外,经历了抗滑桩、倾斜排水孔、锚杆,发展到应用预应力锚索及锚索桩;对软土地基的处理,从采用砂井、反压护道,经理袋装砂井、塑料排水板、真空预压,发展到粉喷桩、旋喷桩及土工合成材料加筋地基;对基床病害的处理经历了换填石料,敷设沥青面层,设盲沟排水等措施,发展到较普遍地应用土工合成材料进行加筋和隔离;边坡防护技术正在从工程防护绿色生物防护发展。
在相应工程中,技术人员可以因时、因地制宜,选用合理的处理方案。
我国高速铁路路基工程中,已多次用粉煤灰天竺,铁路路堤也已开始在铁路专用线及地方铁路中试用,这是轻量填筑法的开始。
除粉煤灰外,还有谁淬矿渣等一类工业废料可以利用,它们在减轻结构物质量,保护环境,减少投资等方面有独到之处。
使用高效施工机械,大大提高了施工速度和施工质量,减轻了工人的劳动强度;爆破技术的进步,减少了施工对路堑边坡的破坏;一些灾害报警装置性能的明显提高,使施工和行车安全有了保障;施工组织、管理水平也逐渐向世界先进水平靠拢。
测试手段和设备进一步提高,检测方法更加合理。
室内土工试验仪器精密化、自动化程度的提高,为研究土体的应力历史、应力路径,判别砂土液化的可能性,确定动荷载作用下土强度和变形等提供了条件。
土工离心机模拟试验可直观显示构筑物因重力引起的应力、应变状态,以便于研究其破坏机理,现已用于研究软土地基上路堤临界高度、路堤沉降分析以及支挡结构物的作用机理等课题中。
利用原位测试手段了解现场土的物理力学状态,克服了取样试验的一些局限性。
通过大量试验,对各试验指标之间及室内试验相应指标之间的相关关系研究取得了可资应用的成果。
路基施工质量的检测方法正在由以前单一的压实系数K指标逐渐向多指标(压实系数K、地基系数K30、空隙率n、动模量Evd)检测过度。
模范逐步完善和更新。
制定规范可以说是各项建筑工程的“国策”,有了规范才有章可循。
只有建设者遵受规范,才能加强工程设计和施工管理及统一验收标准,确保工程质量。
在调查研究,总结经验,吸取科研成果的基础上,我国相继制定和修改了若干有关铁路路基勘测、设计、施工及质量评定的规范。
如《客运专线铁路路基施工技术指南》(TZ212—2005)、《铁路工程地质勘测规范》(TB10012—2001)、《铁路路基设计规范》(TB10001—2005)、《铁路路基只当结构设计规范》(TB10025—2001)、《铁路路基土工合成材料应用技术规范》(TB10118—99)、《铁路特殊路基设计规范》(TB10035—2002)、《铁路路基施工规范》(TB10202—2002)、《铁路路基工程质量检验评定标准》(TB10414—98)、《新建时速200~250公里客运专线铁路设计暂行规定》(2005)、《京沪高速铁路工程地质勘查暂行规定》、《京沪高速铁路设计暂行规定》(2005)等。
随着我国铁路建设事业的发展,规范本身也将不断改革和更新。
路基工程技术的进步,为使路基稳固、经济,把路基的变形控制在允许范围内奠定了基础。
第二章编制范围
新建兰新铁路线DK407+122-DK424+800、DK426+490-DK470+721,段路基土石方,以及相关附属工程。
第三章编制依据
《新建兰新铁路甘青段区间DK407+122-DK424+800、DK426+490-DK426+490DK407+296.92至DK126+100段路基设计图》,《铁路路基设计规范》,《铁路路基施工规范》,《铁路混凝土砌体施工规范》《铁路路基验收规范》,以及相应规范、技术标准等。
第四章工程概况
一、概述
本段为新建兰州~西宁~乌鲁木齐第二双线铁路项目的一部分。
兰州~西宁~乌鲁木齐铁路横跨甘肃、青海、新疆三省区,经过兰州、西宁、乌鲁木齐三省会及海东、张掖、酒泉、嘉峪关、吐鲁番、哈密等六个地市。
是沿线地区的骨干铁路线,是亚欧大陆铁路通道的重要组成部分,在国民经济与路网中均具有非常重要的意义和作用。
新建兰新铁路第二双线西宁至张掖段站前工程LXS-9标段位于甘肃省民乐县、张掖市甘州区境内,线路自民乐县八卦营村附近DK407+122引出,沿干巴子山东侧行进,在李尤村附近设民乐车站,出站后线路跨越G227国道,走行于G227国道西侧,沿G227线向西北前行,线路在河满村附近以120m主跨跨越连霍高速公路,在金张掖酒业以西250m至本段终点DK487+298.6,全长80.176km。
本段村镇密布,道路、沟渠众多,交织成网,交通极为便利。
路基总长40.955km;
二、主要技术标准
铁路等级:
客专;
正线数目:
双线;
限制坡度:
20‰;
最小曲线半径7000m;
牵引种类:
电力;
机车类型:
动车组;
到发线有效长度:
650m;
列车运行方式:
自动控制;
行车指挥方式:
综合调度。
三、自然特征
(一)地形地貌
本标段线路穿行于山前倾斜冲、洪积平原区,海拔多在1450~2500m,地形平坦、开阔,地势西南高,东北低,区内城镇较多,交通便利。
(二)气象特征
本段属温带干旱大陆性气候区,气候干燥,旱季长、雨季短,降雨量较少且集中,昼夜温差变化较大,春、秋季多风,夏季短促,冬季寒冷。
区内DK407+122~DK450+000段最大冻土层深度200cm,为季节性冻土,时间由11月至翌年的3月,存在一定的冻融冻胀危害;DK450+000~DK487+298.6段最大冻土层深度123cm。
(三)地震动参数
根据国家质量技术监督局颁发的《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001图A1)及《中国地震反应谱特征周期区划图》(GB18306-2001图B1),结合沿线地质及工程情况,划分沿线地震动峰值加速度及地震动反应谱特征周期见表4-1
图表4-1
序号
里程
地震动峰值加速度
地震动反应谱特征周期
地震基本烈度
1
DK407+122~DK428+029
0.15g
0.45s
七度
2
DK428+029~DK487+298.6
0.10g
0.40s
七度
(四)工程地质
1.地层及构造
(1)地层岩性
本段地层主要为第四系冲积、洪积砂质黄土、粉土、卵砾石土。
(2)地质构造
本段位于河西走廊沉降带,位于祁连褶皱系的西段,祁连山以北的狭长凹陷地带。
带状盆地中充填了巨厚层中生代、新生代沉积物。
走廊两侧的断裂构造与盆地的展布方向一致,呈北西西向展布。
新构造运动的沉降带内以差异性升隆运动为主,具体表现在一些区域内的盆地有相对沉降运动,造成山前漫流区纵坡陡、坡降大,洪水季节旺显示出较强烈的冲刷作用,盆地中部则显示出强烈的淤积作用,第四系沉积物巨厚。
2.水文地质
本段地表水主要为冲沟流水,流量随季节变化而变化。
本段地下水主要为局部第四系孔隙潜水,水量不大,水质对混凝土具硫酸盐及化学侵蚀性,环境作用等级为H1。
3.不良地质和特殊岩土
本段的不良地质主要为张掖附近的饱和砂质黄土和砂类土具地震液化现象。
本段的特殊岩土主要为湿陷性黄土、松软土。
DK413+000~DK424+000段表层砂质黄土多具Ⅱ~Ⅳ级自重湿陷性。
四、工程施工条件
(一)地形地貌
铁路:
本线路与既有兰新铁路基本并行。
工程施工可利用既有铁路的运输将主要材料运至项目所在地附近的车站,再用汽车运至工地
公路:
线路附近有G227国道,连霍高速公路等;另外还有民乐、张掖等城市道路及部分县道、村道,需要修建部分施工便道干线和引入线到各工点。
(二)生活、施工用水
线路附近灌溉系统发达,干渠、支渠、斗渠纵横交错。
施工及生活用水主要利用灌溉水渠引水,在制梁场、混凝土拌和站等用水集中点也可考虑打深井水。
(三)生活、施工用电
沿线施工、生活用电主要通过贯通电力干线解决,部分工点就近接入地方电力。
另配自发电设备作为备用电源。
(四)施工用燃料
施工机械使用的燃料可以在G227国道沿线加油站就近购买。
五、工程特点
本标段按客运专线设计,一次双线,线下工程设计最高行车速度高,对下部工程提出了严格的工后沉降要求。
施工时必须建立完整的沉降变形观测体系,线下主体工程完成后,在沉降稳定观测期内按规定进行观测,经评估满足要求后再进行无砟轨道施工。
本标段点多线长、专业齐全,工程规模大、有效施工时间少、工期紧、投入设备多,施工组织难度大。
无砟道床、架梁与线下工程的关系紧密,主体结构施工过程中需要科学组织,妥善处理各分项工程衔接过渡及后续工程的预留、预埋问题。
湿陷性黄土地基及松软土地基处理和路基土石方量大,路基本体采用A、B组填料填筑,基床表层和过渡段采用级配碎石填筑,路基施工必须针对当地气候特点组织施工,合理安排取弃土场和级配碎石拌和站,做好土石方调配工作,确保路基施工质量和进度满足整孔箱梁架设和规范要求。
本标段采用双块式无砟轨道,其施工质量满足不少于60年设计使用寿命期内正常使用维护时的运营要求。
无碴轨道施工综合应用线路测量、轨道精确调整、线路几何形位检测等技术,配套使用成套机具和设备,工艺控制要求高。
主体结构设计寿命100年,各项性能要求高。
采用高性能耐久性混凝土,对混凝土材料、配合比设计、施工工艺、质量控制提出了更高要求。
线路穿越民乐县及张掖市近郊和多处村镇,拆迁工程量及施工干扰大;线路跨越连霍高速公
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