煤矿沉陷区铁路路基加固

石　超

(江苏恒久钢构有限公司，江苏 徐州　221001)



煤矿沉陷区铁路路基加固

石超

(江苏恒久钢构有限公司，江苏 徐州221001)

结合某煤矿沉陷区铁路专用线工程的实际情况，验算了该路基的地基承载力，提出了土工格栅加固方案，并对加固后的路堤稳定性进行了分析，结果表明，加固后的路堤滑动安全系数满足规范要求，可正常使用。

铁路，路基，承载力，土工格栅，稳定性

1　工程概况

某矿铁路专用线全长8.50 km，呈西北～东南走向，由矿业公司测绘队图纸《某矿铁路专用线2011年维护加固工程地形图》可知，其中某标段将受到1825(5)工作面的采动影响，影响范围内含1条铁路专用线，随着该矿工作面的向前推进，铁路专用线路基将发生沉陷且不能满足正常安全行车的要求。

该区域内路基高度基本在15 m～16 m范围内，路基顶宽18 m，左侧三层台阶，右侧两层台阶。路基填料基本都是煤矸石。

2　现有路基稳定性分析

2.1现有路堤稳定性分析

在“超载”情况下对现有路堤进行稳定分析。路堤高度16.000 m，顶宽18 m，左侧三层台阶，右侧两层台阶，计算简图见图1。

沉陷区水下部分路堤填料力学参数分别按75%，50%，40%进行折减，采用有效固结应力法进行路堤稳定性分析，计算得到的滑动安全系数见表1。

表1　现有路堤滑动安全系数

TB 10035—2006铁路特殊路基设计规范要求的时速120 km/h以下路堤最小稳定系数1.1。可见，路堤滑动安全系数不仅不能够满足规范要求的最小安全系数要求，甚至低于1，即可能发生滑坡[1]。

2.2现有路基地基承载力验算

1)地基承载力计算参数:

a.承载力验算公式:

p≤γR[fa]。

b.承载力抗力系数：

γR=1.00。

c.承载力修正公式:

[fa]=[fa0]+2(h-h0)。

2)下卧土层承载力。

根据上述计算公式计算下卧土层特征点的地基承载力，计算结果见表2。

表2　现有路堤下卧土层地基承载力

根据TB 10002.5—2005铁路桥涵地基和基础设计规范，路堤下卧土层地基承载力均满足规范要求，因此无需对地基进行处理[2]。

2.3问题与建议

通过现场调查和理论分析，现有路堤主要存在以下问题：

1)路堤表面无防护措施和排水措施，降水后路堤填料力学性质严重下降。

2)路堤安全系数储备不足，滑动系数安全系数小于规范限值，可能导致路堤滑坡[3]。

建议：对现有路基路堤进行加固设计。

3　路基加固设计

3.1路堤土工格栅加固设计

土工格栅是一种高强度土工合成材料。广泛应用于堤坝、隧洞、码头、公路、铁路、建筑等领域(见图2)。

本次加固设计采用双向土工格栅(TGSG15-15)，双向土工格栅是以聚丙烯，高密度聚乙烯为原料，经特别的挤压，双向拉伸而制成。可减少所需的结构性填土，荷载均匀分布，具有较高的双向拉伸模量和抗拉强度，较高的抗机械破坏力，耐久能力。适用于采动区软土地基处理和加筋土结构。

参照JT/T 480—2002交通工程土工合成材料土工格栅，土工格栅分层铺筑，每层厚度0.3 m～0.5 m，路基底部设置砂垫层(高度不大于10 cm)，纵向搭接15 cm～20 cm，横向10 cm，搭接处用塑料带绑扎，并在铺设的格栅每隔1.5 m～2 m用U形钉固定地面，铺设的土工格栅应及时回填土料。

3.2路堤加固后稳定性分析

在“超载”情况下,对采用土工格栅加固后路堤进行稳定性分析。

计算简图如图3所示，加固后路堤滑动安全系数如表3所示。

表3　加固后路堤滑动安全系数

填料力学参数折减比例/%7550454440加固后滑动安全系数1.4471.3251.3121.1581.106

TB 10035—2006铁路特殊路基设计规范要求的时速120 km/h以下路堤最小稳定系数1.1。可见，在路堤加固后，路堤滑动安全系数能够满足规范要求的最小安全系数要求，路堤安全即不可能发生滑坡[4]。

4　结语

该矿铁路专用线下路基在采动影响下，路堤滑动安全系数小于规范所要求的最小稳定系数1.1，已不满足规范要求，不能继续使用。采用土工格栅对原有路基进行加固处理后，路堤滑动安全系数大于规范所要求的最小滑动安全系数1.1，满足规范要求，可以继续正常使用。

[1]郭文兵.受采动影响建筑物破坏等级的模糊评价[J].矿山测量，1997(4):29-30.

[2]雷哲莹.地表变形引起建筑物附加内力的计算及抗变形结构设计[J].煤矿开采，2000(1):33-35.

[3]顾晓鲁.地基与基础[M].北京：中国建筑工业出版社，1993.

[4][苏]B.A.布克林斯基.矿山岩层与地表移动[M].王金庄，洪渡，译.北京:煤炭工业出版社，1989.

The railway roadbed reinforcement in coal mining subsidence area

Shi Chao

(JiangsuHengjiuSteelStructureLimitedCompany,Xuzhou221001,China)

Combining with the actual situation of a certain coal mining subsidence area railway specific engineering, this paper calculated the foundation bearing capacity of roadbed, proposed the geo-grid reinforcement scheme, and analyzes the embankment stability after reinforcement, the results showed that the embankment sliding safety coefficient after reinforcement meet the specification requirements, could be normal use.

railway, roadbed, bearing capacity, geo-grid, stability

1009-6825(2016)08-0162-02

2016-01-08

石超(1978- )，男，工程师

U213.1

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