关于高速铁路路基的设计与施工技术研究

宋政隆

（甘肃铁科建设工程咨询有限公司，甘肃 兰州 730000）

0 引言

高速铁路工程的施工是交通行业以及区域经济发展的重要项目，其施工规模较大，施工周期较长，且施工环境较为复杂，在众多施工工艺中，铁路路基的设计施工十分重要，其不仅影响着铁路工程施工质量，还会影响着铁路列车运行的安全性。为此，加强对高速铁路路基设计与施工技术的研究十分关键。随着国民经济发展水平的逐步提高，高速铁路行业的发展速度加快，为确保其未来发展的稳定性，强化铁路路基的设计与施工技术管理，有助于提升铁路施工质量，保证铁路行车的安全性。

1 高速铁路路基设计施工介绍

高速铁路列车的行驶速度较快，列车行驶过程中会对路基产生较大压力，如若路基施工存在质量问题，则可能会埋下安全隐患，降低铁路列车行驶的安全性。事实上，高速铁路属于多层次系统，其路基施工需要施工人员保证施工材料质量，需要保证人员规范化施工，同时还需要注重施工技术应用的标准化。依据对现有高速铁路路基施工的研究，路基施工常见病害为变形，列车行驶时会对路基产生巨大冲击与压强，长期以往，路基容易出现变形问题，进而会降低列车行驶的稳定性以及安全性等[1]。为此，在高速铁路路基设计与施工过程中，工作人员需要注重防变形设计，改变传统路基设计施工形式，将无碴轨道与有碴轨道进行融合，从而构成新的结构形式，以便于提高路基的抗压性以及承载力等，有助于防止路基出现变形问题。此外，路基施工使用的材料较为特殊，各材料都需要具有较好的水稳性以及强度，同时还需要具有耐腐蚀性能，避免地下水对铁路路基产生侵蚀。高速铁路路基设计施工如图1所示。

图1 高速铁路路基设计施工

2 高速铁路路基设计内容

2.1 路基基床

路基施工中的基床设计施工十分关键，在基床设计过程中，施工人员需要优先对路基基床的特点以及结构等进行了解，并依据高速铁路路基的施工要求科学选择填充材料，其不仅影响着铁路基床的施工强度以及刚度等，还会影响着路基施工的排水效能。唯有在充分了解路基施工结构以及施工性能的情况下，才能够确保基床设计施工的标准化以及科学性等，有助于路基功能强化的同时，充分发挥基床设计施工优势。高速铁路路基结构主要分为两部分，分别是基床表层以及基床底层，二者相辅相成、相互对应，且优缺点各异，施工价值各异[2]。此外，基床设计施工中填充材料的选择较为关键，施工位置不同，填充材料选择不同，以基床表层施工为例，其每一层面的施工都需要使用不同的填充材料。

2.2 路基横断面

针对于路基横断面的设计，设计人员需要对其组成有所了解，同时还需要明确路基肩宽以及路基面宽度等，实际设计工作中需要留有一定的路基空间，以便于通信设备的安装以及线路的铺设，以此完成高速铁路警示以及监督功能的设计。在路肩空间的预留过程中，设计人员需要科学设计路肩宽度，同时还需要考虑路基的稳定性，即路肩宽度的设计需要满足路基稳定性的施工要求，并且还需要为行人的通行留有较大安全距离。与此同时，在路基横断面设计过程中，设计人员不仅需要考虑设备因素，其还需要考虑人为因素，即在确保铁路列车通行方便的同时，还需要考虑人员通行的安全性，具体的设计需要以人为本，注重行人感受的融入。除此之外，路基设计中路基面宽度的设计十分重要，一般情况下，路基面宽度单线的设计小于双线，如果路基面施工具有特殊要求，设计人员可以适当对单双线进行加宽设计[3]。

2.3 路基承载量

路基承重量的设计主要分为静荷载设计以及动荷载设计等，前者主要是指力路基施工中所承受的压力，具有固定性特点，不易受时间以及各种构件状态的影响；后者包括的内容较多，例如空气压缩机曲轴以及空气锤等。二者之间存在一定差距，如果在某种情况下路基结构的状态或性能发生改变，又或者是其构件产生了加速度，此属于动荷载设计范畴，如果设计不当，可能会对路基的施工质量产生不良影响，容易导致路基出现变形问题[4]。另外，针对于静荷载的设计，设计人员可以使用换算土柱法，依据相关参数及标准确定静荷载值。与此同时，路基承载量的设计与路基的稳定性关系密切，设计人员需要强化动荷载设计，通过对路基表面动应力幅值的分析，可以确定动荷载值。

3 高速铁路路基施工技术要点

3.1 基床施工

基床施工主要是指基床表层施工，施工流程包括级配碎石填筑，标准填筑厚度应控制在0.6m 左右，而具体的施工工艺流程需要严格遵照高速铁路工程施工要求。基床施工中，其验收技术的应用属于重点，针对于基床底层区段的验收，施工人员需要优先测量基床中线，如果检测不合格，施工人员需要对基床底层重新进行修整，确保基床尺寸符合底层施工标准。针对于混凝土施工，施工人员需要优先确保其搅拌与摊铺质量，随后在路基施工过程中借助机械设备完成摊铺施工。最后，路基碾压施工中，施工人员需要使用振动压路设备进行反复碾压，且碾压需从路基两侧开始，碾压过程需要遵循“先轻后重，先慢后快”原则，随后逐渐向中心碾压。待压实施工完成之后，施工人员需要对压实度进行检测，确保其压实度符合路基施工标准[5]。

3.2 基底施工

基底施工是高速铁路路基施工的重要内容，如果基底施工位于无水地段，施工人员需要优先对路堤施工范围内的花草树木清理干净，同时还需要将原地面的各种植被以及杂质等清理干净，为确保路堤施工质量，施工人员需要将施工现场土层内部植物根茎清除干净，即施工人员需要确保土层0.3m 深以上无任何植物根茎。除此之外，施工人员还需要重视排水施工，如果是地面横坡，且坡度缓于1:5 的情况下，施工人员应将施工坡面的草皮清理干净；如果地面横坡坡度陡于1:5，施工人员可以就地进行开挖，而开挖深度应＞2m。当基底施工中遇到人工填土或耕地时，如若松土厚度＜0.3m，施工流程应包括对原地面的碾压施工；当松土厚度＞0.3m 时，施工人员需要翻挖松土并分层回填压实[6]。如果原地面施工完成之后，相关人员需要对原地面地基的承载力进行检测，如果填土高度＜2.5m，地基的承载力应＞160kPa；如果填土高度＞2.5m，地基的承载力应＞130kPa。

3.3 路堤施工

路堤施工包括诸多内容，例如填充材料、边坡设计以及压实标准等。在填充材料施工中，相关工作的开展需要在路基功能基础之上，为防止路基出现沉降现象，施工人员需要科学选择填充材料，并尽可能保证路堤施工质量，以此有助于为铁路列车行驶的稳定性提供保障。此外，高速铁路路基施工常见问题之一是变形，而变形产生的原因与路基表面压实处理不合格有关，其会影响路基的紧实度，破坏铁路列车行驶的稳定性[7]。而针对于压实施工，其需要遵循一定标准，当路堤高度低于基床高度时，施工人员需要填充路堤表层，以此增加路堤厚度，进而有助于确保路堤高度与基床高度大致相同，避免出现路基表面被侵蚀的问题。常规情况下，高速铁路路基施工过程中，施工人员需要对施工周围环境进行详细勘察，尽可能减少环境因素带来的不良影响，以此有助于提升路堤施工质量。

3.4 防水施工

虽然高速铁路路基的施工也需要包括防水施工，但是与其他普通工程的防水施工不同，高速铁路工程的防水施工既需要具有防渗漏以及抗裂等特点，又需要具有较强抵抗高速列车行驶产生冲击力的效能。为此，防水施工中施工人员经常会使用喷涂聚脲涂层法，其不仅可以满足高速铁路路基施工的防水要求，还可以满足铁路路基不规则断面防水施工要求，提高铁路路基施工质量。另外，随着高速铁路施工的不断发展，喷涂聚脲法的应用范围逐步扩大，虽然该方法的使用成本较高，但实际的施工防水效果良好，且从长远的角度进行分析，使用该方法具有长期经济效益，其在一定程度上可以延长铁路路基防水施工周期[8]。

3.5 过渡段施工

过渡段施工也是高速铁路路基施工的重要内容，其施工技术应用要点介绍如下：①确保基底处理质量。在过渡段正式施工之前，施工人员需要依据施工设计图纸完成基坑开挖工作，同时还需要检测过渡段基底地质复核以及具体承载力等，以此检查施工设计图纸内容是否与施工现场地质条件相吻合。②填筑施工需要使用分层法，并利用机械设备填平。依据高速铁路路基施工的实际条件，合理选择各类机械设备，以压实机械设备的选择为例，设备操作人员需要了解设备性能，掌握设备操作技巧，还需要依据压实要求以及试验检测结果等确定填料松铺厚度，以便于保证压实机械设备使用性能的充分发挥。在正式摊铺之前，施工人员需要检查摊铺料是否均匀，并确定摊铺料无离析问题，随后在摊铺找平的过程中需要使用机械设备辅助人工[9]。③填料施工结束后，施工人员需要检查其含水量，同时还需要利用水准仪控制平整度。

3.6 坡面防护施工

高速铁路路基施工中，坡面防护施工十分重要，其施工技术介绍如下：①浆砌片石骨架护坡防护技术。护坡施工中，该技术的应用需要人工挖坡及刷坡。在实际施工中，挂线放样可与开挖沟槽同时进行，且施工人员需要确保基底夯实及平整等，如果施工过程中使用的材质为浆砌片石，则施工人员可以使用挤浆法将片石从下至上铺砌，而针对于两片石的搭接处，施工人员应保证两两交错搭接，且搭接需紧凑，禁止出现浮塞现象。此外，施工过程中使用的砂浆需饱满密实，不能出现悬浆问题。②土工网垫植物防护技术。该技术主要应用的是各类植物，适用于土质条件较差坡面。施工人员需要使用木棍将网垫穿好，随后以坡面为基准平铺网垫，待将网垫固定好之后，在雨季来临之前的3 月份、4 月份播种草籽，该方法具有生态环境恢复作用[10]。③土工格栅铺设防护技术。该技术施工之前，施工人员需要按照工程施工要求适当裁剪，施工过程中需要将堤边坡表面杂物清理干净，随后平整夯实、洒水湿润。

4 结语

高速列车的行驶速度飞快，而在列车行驶的过程中会对路基产生较大压强，如若路基设计不合理，或者是存在施工质量问题，短时间内路基因需要承受巨大冲击，可能会出现裂缝或沉降等质量问题，影像列车行驶的安全性以及稳定性等。为此，相关部门以及建设企业等需要加强对高速铁路路基设计以及施工技术的研究，例如路基基床设计、路基横断面设计以及路基承载量设计等，同时还需要强化基床施工、基底施工、路堤施工、防水施工、过渡段施工以及坡面防护施工等。