客运专线列控的工程接口与现场调试

徐海龙

摘要：目前主要铁路干线的运输能力日益紧张，甚至处于超负荷和限制运行工况，已无法满足运输质量的要求。国内多条客运专线的修建缓解了铁路干线的运输压力，列控中心和信号系统的研究工作也逐步推进。文章以LKD2-H型列控中心为例，分析了车站列控中心的通信接口，论述了列控中心与车站计算机联锁系统，提出了车站列控中心的现场调试方法。

关键词：客运专线；列控中心；系统接口；现场调试；铁路干线；铁路运输 文献标识码：A

中图分类号：U284 文章编号：1009-2374（2016）11-0081-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.041

吉布提铁路位于非洲东部，线路起点端连接亚的斯亚贝巴/塞贝塔至吉布提铁路Galile至Nagad段；终点端连接各港口装卸线，与港口连通，形成自埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴至吉布提港口最重要的货运出海通道。该项目的成败关系到我们国家铁路输出的国际形象。

1 项目工程地质概述

1.1 工点设计概况

工点设计：设计范围：DK415+800～DK416+500段，长700m。前接边坡防护路堤，后接港前车场；设计类型：软土（盐渍土）地路处理路基；铁路等级：参照中国国铁Ⅲ级；正线数目：单线；设计行车速度：80km/h。

1.2 工点区地形地貌

工点所在地为海积平原，线路右侧临海，地势平坦开阔，地面高程1～3m，为荒地。沿线植被不发育，交通便利。沿线植被稀少，生态脆弱，仅存在少量灌木。工点所在地区为海滩盐渍土地区，为人工围堰形成盐渍土封闭区，表层有岩体结晶，呈白色。

1.3 气象特征

吉布提共和国沿海属热带沙漠气候，月平均气温为25.1℃～34.2℃，蒸发量为95.9～300mm，年平均降水量为50～100mm，最多降水年份（1967）降水量为481mm，最少降水年份（1975）为24.5mm，降雨集中在11～12月和1～2月。

1.4 地质动参数区划

全线按抗震设防烈度7度设防，地震动峰值加速度值取0.20g，地震特征周期取0.45s。

1.5 地层岩性

根据勘察资料及区域地质资料揭示，工点地层岩性相对简单，线路经过区出露地层主要有第四系（Q4）冲洪积的软土（盐渍土）、粗砂。下覆基岩为第四系（Qb）期侵入的玄武岩。地层的分布、主要特征等分述如下：

表层为软土（盐渍土）（Q4），可溶盐含量0.6%～1.5%，为氯盐、亚氯盐盐渍土，弱～中盐渍土，主要成分为粉土，黄褐色，潮湿，稍密，厚0.5～3m，其下为淤泥质黏土，灰黑色，含粉细砂、贝克及腐殖质，流塑～软塑，最大厚可达11m，局部底部存在粉质黏土，黄褐色，硬塑，厚0～4.2m。下伏基岩为角砾岩（Ka）、玄武岩（Qb）。角砾岩，黄褐色，强风化，岩体破碎，胶结较差；玄武岩，青灰色，弱风化。DK415+800～DK416+070地表成堆状堆积松散的建筑垃圾，厚0.5～1.5m。

地层岩土力学参数如下：（1）0：Q4ml人工填土（填筑土、杂填土、素填土等），Ⅰ、Ⅱ级；（2） 1-1：Q4al+pl淤泥质黏土、淤泥质黏土，流塑，σ0=40kPa，Ⅱ级；（3）2-3：Q4al+pl粉质黏土、黏土，硬塑，σ0=150kPa，Ⅱ级；（4）2：砂岩、角砾岩、泥质砂岩（Ka），强风化，σ0=300kPa，Ⅲ级；（5）3：玄武岩（Qb），弱风化，σ0=1000kPa，Ⅴ级；（6）1-1：Q4al+pl盐渍土（粉土），为氯盐弱盐渍土，主要成分为粉土，潮湿，稍密，σ0=100kPa，Ⅱ级；第四系（Qb）期侵入的玄武岩分布于全线范围。玄武岩，青灰色，表层风化后多呈灰褐色，黄褐色。地表多处出露玄武岩块石。

具体各地层岩土设计参数参见表1。

1.6 水文地质特征

水文地质：无地表水，局部地段存在海水入侵，水深<1m；地下水为第四系孔隙潜水，埋深约1m。地表水、地下水对混凝土具有硫酸盐、氯盐侵蚀性，环境作用等级为H2、L2型。

2 工点地基处理方式对比分析

根据本段的地基情况，以及地基处理方式的适用性，基本上选用旋喷桩、搅拌桩、钻孔桩、预应力管桩等地基处理方式。

2.1 旋喷桩

旋喷桩桩适用于处理承载力较低的（或高的）黏性土、粉土和已自重固结的素填土等地基。

由于场地土层较软弱，强度较低，根据场地岩土工程地质条件及当地建筑经验建议选用旋喷桩。

2.2 搅拌桩

当地基土的天然含水量小于30%（饱和黄土含水量小于25%）、大于70%时，由于不能保证水泥充分水化，故不宜采用干法，地下水的pH值小于4时也不宜采用干法（但掺入一定百分比的石灰，通常pH值就会大于12%）。

在黏粒含量不足的情况下（如饱和松散的砂土）可以添加粉煤灰。

当IP>25时，由于土太黏，易在搅拌头叶片上形成泥团，无法完成水泥土的拌和，也不太适宜。

水泥固化剂一般适应于正常固结的淤泥与淤泥质土（避免产生负摩擦）、黏性土、粉土、素填土、（包括冲填土）饱和黄土、粉砂、中粗砂、砾砂（当加固粗粒土时，应查明有无明显的地下水流，以防固化剂尚未硬结而遭地下水流冲失）。

2.3 钻孔桩

适用条件：适用于黏性土、粉土、中密及以上的砂土。

不适用以下四类土：液化土、受大气影响深度内的膨胀土、坚硬岩土层和流塑黏土层。

材料：钢筋混凝土。

2.4 预应力管桩设计

随着施工技术的发展和经验积累，近些年管桩从沿海软土地区向内陆非软土地区蔓延，由低烈度区向高烈度区蔓延。同时也出现了不少工程事故，设计及施工应掌握其中原理并积累相关经验以有利于该桩型的发展。

2.4.1 预制桩的优缺点。

预制桩的优点：（1）桩的单位面积承载力高，打入土层时使松软土层挤密，从而使承载力提高；（2）桩身质量较易保证和检查；（3）易于在水上施工；（4）桩身砼的密度大，抗腐蚀性强；（5）施工工效高，施工工序简单。

预制桩的缺点：（1）单价较灌注桩高，预制桩需要配较多的钢筋以抵抗搬运、起吊和捶击时的应力；（2）施工噪音大，污染环境，不宜在城市中使用；（3）预制桩是挤土桩，群桩施工时将引起周围地面的隆起，对周围有影响；（4）受到起吊设备能力的限制，单节预制桩的长度不能过长，一般为十余米，长桩时需接桩。桩的接头常形成桩身的薄弱环节。接桩后如不能保证全桩长的垂直度，则将降低桩的承载能力，甚至在打桩时造成断桩；（5）不易穿透较厚的坚硬土层；（6）打入后桩长超过要求时，截桩较困难。

2.4.2 管桩计算采用下述公式及模型。

（1）桩承载力。以刚塑性体理论为基础，假定不同的破坏滑动面，便可导得不同极限桩端阻力理论表达式，并可统一表示为如下形式：

此外，还有另外假定形式的桩端阻力极限平衡公式，例如考虑土的压缩性计算端阻力的公式。

（2）沉降计算。如果群桩中所有桩具有相同的特征，可以采用叠加法利用相互作用系数求解群桩沉降。对于n根几何尺寸相同的群桩。桩k的沉降 利用叠加法可表示为：

在下面两种简单情况下，可求得群桩沉降的解答：①各桩的荷载相同，相等于柔性承台桩基的情况。例如支撑油罐结构的桩基。这时可利用 计算群桩中各桩的沉降及平均沉降，由此分析群桩的不均匀沉降；②各桩的沉降相同，相当于刚性承台桩基的情况。例如高层建筑的桩基，这时可计算群桩的沉降量和各桩的荷载分布。

群桩分析的结果通常用下列两种方法表示：

对于方形群桩且用刚性承台连接的群桩基础。POULOS给出了不同长径比，不同桩间距和不同刚度情况下在桩数为4、9、16、25时的沉降比 。并且发现，当桩数大于16时， 与桩数的平方根近似的呈线性增长，可用下述公式计算：

3 工点地基处理措施选用

根据上节对比分析结论，该段地层主要为盐渍土（粉土）、淤泥质土及粉质黏土地层，地层含水量较大，处于软塑～流塑态，根据各种地基处理特性，旋喷桩适用于黏性土地层，搅拌桩适用于含水量小于30%地层，钻孔桩适用于地层自稳性较好地层。因此本段选用预应力管桩，间距2m，桩径选用0.4m，根据计算，满足承载及沉降要求，能够保证本工点安全。

4 施工注意事项

（1）涵洞两侧路堤迎水面“干砌片石+墁石基础”防护设计范围按涵洞轴线垂直线路时设计。当涵洞轴线与线路斜交时，路堤边坡防护范围为涵洞进水口两侧各不小于30m或至设防标高处，设防标高以下填筑A、B组渗水土填料为平行于涵洞轴线两侧宽各不小于30m或至设防标高处；（2）施工前及施工期间应采用适宜的方法和手段加强地质资料核对，并经相关单位确认后方可进行正式施工；（3）该段地下水具有化学侵蚀性，施工前应进一步验证地下水的侵蚀性，工程用水应考虑水的侵蚀性对工程的影响，并符合相关施工规范要求；（4）施工前应做好系统排水工程，防止降水和地表水浸润基床和路基本体。

根据上述分析，可以得出如下结论：（1）非洲地区工业落后，预应力管桩的生产与加工几乎不可能，选用预应力管桩，必然会从国内进口，可以促进出口，同时推广预应力管桩可以发展一大批产业链；（2）软基处理，尤其在软土（盐渍土）地段，采用预应力管桩，可以排除其他方式成桩效果差的问题发生，同时采用高标号的预应力管桩，可以有效克服盐渍土的侵蚀作用。

5 结语

随着非洲工程建设项目的兴起，各种复杂的软基处理问题必然会不断涌现。根据非洲地区的现状，选用合适的地基处理方式显得非常重要。因此在生产建设中，应根据非洲软土的特征及设备现状选用经济、安全、适用的软土基础手段，从而在非洲工程项目投标及建设中产生巨大的经济效应。

（责任编辑：王 波）