新建铁路龙岩至龙川铁路施工图（GDK5+093.0～GDK5+144.40）路基设计

新建铁路龙岩至龙川铁路施工图（GDK5+093.0～GDK5+144.40）路基设计

张东宇

中铁工程设计咨询集团有限公司100000

摘要：新建铁路龙岩至龙川铁路位于福建省和广东省境内，工点GDK5+093.0～GDK5+144.40位于低山丘陵区，地势起伏较大，且途经边坡最陡断面，本文通过对地形、地质构造等的调查，对该段路基的最不利断面进行方案比对、分析，对边坡支档结构进行检算，最终得出最优方案，即达到稳定安全要求的同时施工成本最低。工点类型为深路堑设计。

关键字：路基；桩板墙；锚索桩；支档检算

Abstract：Thenewly-builtrailwayislocatedinFujianProvinceandGuangdongProvince.Thispart（GDK5+093.0～GDK5+144.40）islocatedinthelowhillyarea,theterrainisundulating,andthesteepestsectionoftheslopepassesthroughthetopographyandgeologicalstructure.Intheinvestigation,themostunfavorablesectionofthesubgradewascomparedandanalyzed,andtheslopesupportstructurewaschecked.Finally,theoptimalplanwasobtained,thatis,theconstructionsafetycostwasthelowestwhileachievingstablesafetyrequirements.Thetypeofworksiteisadeeproaddesign.

一、项目概况

新建铁路龙岩至龙川铁路位于福建省和广东省境内，东起福建省龙岩市，途经上杭县、武平县进入广东省境内，大致呈东北至西南走向。龙岩至武平段线路全长约92.6公里，古田会址至武平段为新建线路，自赣龙铁路古田会址站引出，经上杭县至武平县。

二、线路标准

铁路等级：高速铁路。

设计行车速度：250km/h

正线数目：双线

正线线间距：4.6m

三、工点概况

（一）设计范围

工点里程GDK5+093.0～GDK5+144.40，GDK5+117.8122=GDK4+900断链217.8122，路基长269.2m，前接隧道，后接桥；属于高路堤、深路堑路基设计。工点位于低山丘陵区，海拔标高一般为670～705m，地形起伏较大；自然坡度15°～30°，相对高差3.0～20.0m，植被发育。该里程处地形起伏较大，且途经最陡边坡，因此需进一步对措施进行对比分析。

（二）地层岩性及工程地质条件：

(2)-22第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）粉质黏土：软塑，Ⅱ级普通土；σ0=110kPa；

(3)-12第四系中更新统残坡积（Q2el+dl）粉质黏土：黄褐色，硬塑，Ⅱ级普通土，σ0=200kPa；

(12)-11燕山期花岗岩（γ）：褐黄色，灰白色，全风化，III级硬土，σ0=250kPa；

(12)-12燕山期花岗岩（γ）：浅灰色，强风化，IV级软石，σ0=500kPa；

(12)-13燕山期花岗岩（γ）：青灰色，弱风化，V级次坚石，σ0=1000kPa。

（三）水文地质与其他地质构造：

路基工点地表水系不发育。地下水主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。勘探期间孔内测得地下水标高在673.05～679.7m。本工点范围内地表水、地下水均无侵蚀性。

无特殊岩土、不良地质及地质构造。

四、设计参数与对比分析

（一）填料设计

1、有砟轨道直线地段路基面形状为三角形，由路基面中心向两侧设置不小于4%的横向排水坡。路肩两侧采用C25混凝土护肩。

2、路堑采用路堤式路堑，基床表层填筑0.7m级配碎石，基床底层换填2.1mA、B组填料，其下设置0.2m厚中粗砂内夹铺一层复合土工膜，基床底层底部两侧设置高强度丝状RCP内支撑渗排水网管。

（二）支档措施

GDK5+091.41里程处地形变化大，因此增加断面加强支档措施保证施工及运行安全。

由于地形较陡，采用路堑边坡坡率1：1.25收坡，此时坡度较陡需加强边坡支档措施。铁路路基支档规范中指出路堑桩板墙悬臂段长度不宜超过15m。因此该断面处考虑采用20m桩长桩板墙，且桩板墙部分位于全风化花岗岩，一部分位于强风化花岗岩。

图4-1方案一边坡防护示意图

1、方案一：20m桩板墙+边坡锚索

1.1措施

路堑右侧设20mC35钢筋混凝土桩板墙，桩截面2.25m×2.5m，桩间距5m(中-中)，悬臂段长10m。边坡采用C35钢筋混凝土锚索框架进行支护，锚索纵向间距3m，锚索长20m。

1.2检算

根据库伦土压力公式4-1计算桩板墙水平土压力：

σ=K•γ•H•λa式4-1

其中：σ为水平土压力，KN；

K为安全系数，根据《铁路路基支档规范》一般为1.1~1.2，此处取1.2；

γ为滑动面以上土体重度,KN/m3；

H为桩板墙悬臂长，m；

λa为土压力系数，此处取0.53；

以上得出桩背土压力σ=127.6KN，利用m法检算，桩板墙桩顶位移达到2.366cm，已远远超过规范中所要求的桩顶位移不得超过1.0cm，因此方案一存在严重的安全隐患问题。

2、方案二：20m锚索桩板墙+边坡锚索

2.1措施

路堑右侧桩上设单支点单孔锚索，锚孔位于桩顶以下1.5m处，锚索由3根φ＝15.24mm钢铰线组成，倾角20°，锚孔直径130mm，具体设置参考图4-2。

图4-2方案二边坡防护示意图

2.2检算

同样根据库伦土压力公式4-1计算桩板墙水平土压力，根据铁路路基支档规范，锚索桩桩背土压力计算安全系数K=1.35，得出σ=144.0KN。利用m法检算，检算参数如表4-3所示。

表4-3锚索桩检算设置参数

根据铁路路基支档规范，锚索桩锚固面处位移不得大于悬臂段长度的1%，同时锚索初始预应力不得小于锚索力设计总值的50%，根据以上结论可以得出，20m单孔锚索桩可满足稳定性要求。

五、总结分析

新建铁路龙岩至龙川铁路位于福建省和广东省境内，地势起伏较大，地质情况复杂，遇开挖深度较大路段应适当加大支挡防护措施。经过支档方案对比分析得出，单孔锚索桩与边坡锚索框架防护可以满足铁路运营安全要求，且施工成本最低。

参考文献

[1]铁路路基设计规范TB10001-2016.

[2]铁路路基支档规范TB10025-2006.