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1、高速铁路工务知识手册（路桥）1高速铁路的基本概念1.3 高速铁路工务设施十大技术特点。1.3.2 新型桥梁。对高速铁路桥梁，要求具有较大的刚度，常用跨度桥大量采用预应力混凝土双线整孔箱梁、大跨度桥梁采用梁拱组合桥梁、更大跨度桥梁采用斜拉桥等新型桥梁。1.3.3 以桥代路。高速铁路沿线经济社会发达，需跨越的城市道路、公路、既有铁路、地下管线多，沿海地区河道水网密布、软土等特殊性土分布广泛，大量采用高架桥以桥代路。已开通和在建设计速度350km/h、250km/h高速铁路桥梁比例分别达到了71%和35%。1.3.4 隧道净空。高速运行引起的隧道空气动力学问题突出。为减缓高速列车通过隧道时产生的空气
2、动力学效应对旅客舒适度和车厢变形的影响，加大隧道净空面积。350km/h双线和单线隧道有效净空面积分别达到了100m2和70m2，250km/h双线和单线隧道分别达到了90m2和58m2。1.3.5 刚度均匀。路基沿线路的刚度不平顺会造成轨道动态不平顺。列车速度越高、刚度变化越剧烈，引起的列车振动越强烈，因此，除要求路基段刚度均一外，在路基与桥梁、涵洞、隧道等结构物之间和路堑遇路堤之间设置路桥、路涵、路隧、堤堑等各种过渡段，以实现刚度均匀过渡。1.3.6 沉降控制。为确保高速铁路正常行车和减少维修量，对工后沉降控制严格。路基工后沉降：无砟轨道不大于15mm， 250和350 km/h线路有砟轨
3、道分别不大于100mm和50mm。桥梁基础工后沉降：无砟轨道不大于20mm， 250和350 km/h线路有砟轨道分别不大于50mm和30mm。涵洞工后沉降量与相邻路基地段协调一致。1.3.8 动态优化。为有效控制工后沉降和沉降速率，对软土、松软土和湿陷性黄土等特殊地段路基，提前开展实验工程，根据沉降观测数据和发展趋势、工期等，采取调整预压土高度、卸荷时间、基床底层顶面抬高、铺轨时间等，进行动态优化设计。1.3.9 灾害预防。高速铁路沿线设置监测风、雨、雪、异物侵限、地震等防灾安全监控系统，进行灾害预防。1.3.10 环境友好。采取声屏障和设置隧道洞口缓冲结构物，实现环境友好。为降低高速列车通
4、过时的产生的环境噪声，在沿线城镇、居民区、风景名胜区、旅游度假区等噪声敏感区的桥上和路基两侧设置声屏障。为控制高速列车通过隧道引起的出口微气压波强度，消减爆破音的噪声污染、附近房屋门窗的振动等，在隧道洞口设置缓冲结构物。1.15高速铁路桥隧路基管理1.15.1高速铁路桥隧路基管理四大重点高速铁路桥隧路基管理四大重点：沉降变形、防护设施、防水排水、周边环境。路基、桥涵、隧道小的工后沉降量是保证高速列车安全、平稳运行的必备条件。运营管理中应通过调查设计、施工文件、沉降评估，以及轨道状态的变化幅度和整修频率，确定工后沉降量监测位置，必要时进行处理。全封闭、全立交是高速铁路运营的基本保障，防护设施的完
5、整和有效才能确保高速列车的安全运行。高速铁路线路必须具有可靠、完善的防水排水系统，以抵抗雨、雪的长期侵蚀，避免基础设施的冻胀、沉降和洪水的威胁。高速铁路安全运营必须营造一个良好的周边环境，对线路周边铁路安全保护区范围内的挖沙、筑坝、打井抽水、堆土、采石、开矿、堆放易燃易爆物品、修建建筑物、堵塞排水通路等现象，立即应制止，并及时通报铁路局安全监督办公室。1.15.2桥涵八大技术特点桥涵八大技术特点：整体箱梁、长桥大跨、组合结构、整体桥面、沉降控制、调高支座、框架箱涵、景观设计。高速铁路预应力混凝土简支梁以跨度32m整体箱梁为主。跨越较大立交道路采用常用跨度预应力混凝土连续箱梁。受河网、软土、既有
6、地面交通控制，以及桥梁、桥涵、涵洞之间最小路基长度的制约，与既有线相比桥长超过500m的特大桥比例大幅提高，京沪高速铁路丹昆特大桥164.8公里、郑西高速铁路渭河特大桥桥长达到79.7公里。南京大胜关长江大桥连续钢桁梁拱跨度336m，武汉天兴洲大桥（斜拉桥）主跨504m。大量采用梁拱组合结构，提高大跨度桥梁刚度或降低桥梁的建筑高度，V形刚构-钢管拱桥、预应力混凝土连续梁-钢桁拱跨度已分别达到220m和198m。钢梁和混凝土梁均采用整体桥面，大大提高了桥面的整体性和桥梁刚度。为确保高速铁路正常行车和减少维修量，大量采用桩基础，以严格控制墩台基础工后沉降。对于区域性地面沉降地段，桥梁采用可调高支座
7、，以补偿区域性沉降的影响。涵洞以钢筋混凝土框架箱涵为主，提高结构的整体性。桥梁设计注重与周围环境协调，呈现出桥梁的整体景观效果。1.15.3隧道七大技术特点隧道七大技术特点：无仰坡进出洞、大净空、新型洞门、缓冲结构、长大隧道、防水排水、防灾救援。洞口采用斜切式和帽檐式新型洞门“早进晚出”，实现无仰坡进出洞。隧道有效净空面积明显加大，以减缓高速列车通过隧道时产生的空气动力学效应。在洞口设置缓冲结构，以缓解隧道出口端的冲击压力波强度。受线路平纵断面控制，山区高速铁路隧道比例大，长大隧道多，已建成的超过10km的长大有7座，石太高速铁路太行山隧道达到27.8km。高速铁路隧道防水等级为一级，排水系统
8、采用侧沟、中心水沟和衬砌纵、环向盲管。高速铁路隧道均设救援通道，长隧道设紧急出口，特长隧道设避难所，超过20km隧道双洞单线设置，并设紧急救援站和疏散横通道，全面提高了长大隧道防灾能力。1.15.4路基五大技术特点路基五大技术特点：结构设计、低堤浅堑、刚度均匀、强基强护（桩网结构、桩垡结构、桩板结构、支挡结构）、防水排水、绿色防护。高速铁路路基按土工构筑物结构进行设计，与桥涵、隧道连接组成贯通坚实的轨道基础。避免高路堤、深路堑。路基在线路纵向刚度均匀、变化缓慢，路基与桥梁、隧道、涵洞，路堤与路堑之间之间设置过渡段实现刚度均匀过渡。对软弱地基、松软土、湿陷性黄土等地基处理采用了桩网、桩筏、桩板等
9、加固新结构新技术，控制路基工后沉降；采用悬臂式、扶壁式、桩板式和加筋土挡墙等轻型支挡结构，加强边坡防护；采用植物防护配合喷护、挂网喷护、骨架防护、土工织物加固进行坡面防护。无砟轨道路基面、湿陷性黄土地段路基面铺设封闭层防止表水下渗，纵联板式无砟轨道线间排水采用集水井集水横向排放，路堤路肩处设挡水缘引流归槽，设排水层、暗沟、盲沟引排地下水，边坡骨架设截水。土质边坡绿色防护，绿化、美化环境。1.15.5路基填筑质量控制三要素路基填筑质量控制三要素：填料、压实度、含水率。基床表层采用级配碎石或级配砂砾石，基床底层采用A、B组填料或化学改良土（寒冷地区防冻、防渗双层填料），基床以下路堤本体采用A、B组
10、填料和C组碎石、砾石填料或改良土（寒冷地区或浸水路堤严格控制细粒含量）。路基填料压实质量采用物理指标（压实系数）和力学指标（地基系数K30、动态变形模量Evd）双控。最佳含水率状态下碾压细颗粒土。1.15.6路基防排水四字诀按照阻、疏、排、护四字要诀要求，构筑路基防洪安全保障体系。8 高速铁路桥涵8.1桥涵设备的主要特点高速铁路桥梁的总体要求是：简洁、耐久、美观，便于施工和养护维修，具有较大的竖向、横向、抗扭和纵向刚度，小的工后沉降，良好的高速行车动力性能，并满足限界、通航、立交净空、渡洪、抗震和国土规划要求。桥梁设计使用年限规定为100年，设计洪水频率百年一遇。设计活载采用ZK活载。8.1.
11、1整体箱梁。高速铁路梁跨以32m预应力混凝土整孔简支箱梁为主。跨越较大立交道路采用常用跨度预应力混凝土连续箱梁；跨越高速公路、高等级城市道路、大型河流、宽大山谷的主桥采用特殊结构。常用跨度预应力混凝土连续梁有等高度梁32+48+32m和抛物线变高度梁40+56+40m、40+64+40m、48+80+48m、60+100+60m、80+128+80 m。8.1.2长桥大跨。与既有铁路桥梁占线路长度比例4.5%左右相比显著提高，已开通和在建设计速度350km/h、250km/h高速铁路桥梁比例分别达到了71%和35%。南京大胜关长江大桥主桥六跨连续钢桁梁拱桥，主跨336米，六线铁路，是目前世界上
12、载荷最重、跨度最大、速度最高的高速铁路桥梁。武汉天兴洲大桥是我国高速铁路第一座跨越长江的桥梁，主跨504m斜拉桥，公铁两用，下层为四线铁路，在国内外已建的大跨度公铁两用斜拉桥之中跨度位列世界第一。广珠高速城际铁路西江容桂水道特大桥，主跨185m连续刚构，为国内铁路最大跨度连续刚构。8.1.3组合结构。为提高大跨度桥梁刚度或降低桥梁的建筑高度，高速铁路大跨度桥梁大量采用梁拱组合结构。如京沪高速铁路镇江跨京杭运河桥，主跨180m预应力混凝土连续梁-钢管拱。武广高速铁路胡家湾大桥，主跨112m的预应力混凝土简支梁-钢管拱组合结构。杭深高速铁路闽江大桥，主跨198m 预应力混凝土连续梁-钢桁拱组合结构
13、；雁荡山大桥主跨，主跨90m下承式连续钢箱梁-叠合拱组合结构。广珠高速城际小榄水道特大桥，主跨220m V形刚构-钢管拱组合结构。石武高速铁路郑州黄河大桥，主跨168m为国内首座公铁两用高速铁路钢桁梁-矮塔-拉索组合结构。8.1.4整体桥面。混凝土梁采用整体桥面，桥面设置防护墙（挡砟墙）、电缆槽、接触网立柱、声屏障等，取消钢支架人行道、护轮轨。大跨度钢梁桥正交异性板板桁组合新型整体钢桥面和钢纵横梁与混凝土道床板结合的整体桥面，大大提高了桥面的整体性和桥梁刚度。8.1.5强基控沉。为满足桥梁基础工后沉降控制要求、墩台基础以桩基为主。常用跨度简支梁，根据墩高及地质条件采用直径1.0m或1.25m钻
14、孔桩；大跨度连续梁及其他特殊形式的桥梁采用1.5m3.4m桩径。8.1.6调高支座。对于区域性地面沉降地段，采用可调高支座，最大调高量可达到6080mm。支座分固定、纵向活动、横向活动和多向活动支座。8.1.7框架箱涵。高速铁路涵洞以整体性好的钢筋混凝土框架箱涵为主。主要形式有单孔或双孔钢筋混凝土框架箱涵，孔径一般在2m6m之间，为降低路基刚度突变，涵洞顶至轨底填土厚度一般不小于1.5m。8.1.8景观设计。桥梁不仅是一条高速轨道交通走廊，也应呈现出桥梁的整体景观效果，力求主体结构的造型新颖、美观，富有时代气息，体现与当地规划结合，与周围环境协调，成为一条靓丽的风景线。8.2关键技术高速铁路桥
15、梁通过控制结构刚度、徐变拱度、工后沉降，达到桥上线路高可靠性、高稳定性、高平顺性和良好的高速行车车桥耦合动力性能。8.2.1变形控制。科学合理控制结构变形。桥梁过大的变形会危及轨道的平顺性发生不可接受的变化，影响旅客舒适度。对32m简支梁，在ZK活载下，无砟轨道桥梁梁端竖向转角应不大于1.01.5，桥面伸缩缝两侧的相对水平位移不大于1mm；有砟轨道桥梁梁端竖向转角应不大于2.0；在顺线路3m长垂直线路1.5m长范围内桥面的扭转变形量不大于1.5mm。在ZK活载、横向摇摆力、风力、温度力作用下，墩顶横向位移引起的桥面水平折角不大于1.0。墩台顶纵向水平线刚度双线桥墩350kN/cm、单线桥墩22
16、0kN/cm，双线桥台3000kN/cm、单线桥台1500kN/cm，高架车站内桥墩440kN/cm。无砟轨道预应力混凝土梁残余徐变上拱度，跨度50m以下不大于10mm，超过50m不大于L/5000，最大不超过20 mm；有砟轨道残余徐变上拱度不大于20mm。8.2.2振动控制。桥梁过大的振动会危及道床和轨道结构稳定，增大桥梁的荷载，影响旅客舒适度。通过车-线-桥耦合动力分析，合理制定桥梁动力参数，控制结构过大振动。对32m简支梁，在250km/h 和350km/h速度下，列车产生的激振频率约为2.78Hz和3.88Hz，梁体竖向自振频率应分别不小于3.75Hz和4.69Hz，控制梁体过大振动
17、。在1.2倍设计速度下，脱轨系数不大于0.8，轮重减载率不大于0.6，轮对横向水平力不大于10+P0/3(P0：静轴重)，保证运行安全；车体横向、竖向加速度应分别控制在0.10g和 0.13g以内，确保旅客舒适度；有砟和无砟桥面振动加速度应分别控制在0.35g和 0.50g以内，保证道床和轨道结构稳定。8.2.3沉降控制。粘性土为主的墩台深基础逐墩逐台逐涵计算沉降。无砟轨道桥梁基础工后沉降量不大于20mm，相邻墩台的不均匀沉降不大于5mm；250 km/h和350 km/h有砟轨道桥梁工后沉降量分别不大于50mm和30mm，相邻墩台的不均匀工后沉降量分别不大于20mm和15mm。涵洞工后沉降量
18、与相邻路基地段协调。无砟轨道预应力混凝土梁残余徐变上拱度，跨度50m以下不大于10mm，超过50m不大于L/5000，最大不超过20 mm；有砟轨道残余徐变上拱度不大于20mm。结合高速铁路路基填土高度较小的特点，采用一字式和空心新型桥台，以利于台后填土的压实，减小台后填土沉降，并节省主体圬工。8.2.4耐久性。全面采用高性能混凝土和合理的细节构造，延长结构使用寿命。对混凝土结构的耐久性，主要是通过控制混凝土材料强度等级、水胶比、用水量、胶凝材用量等常规指标，使用优选原材料和矿物掺和料、高效减水剂、引气剂等，提高混凝土保护层厚度，强化防排水等措施，根据环境类别分级，进行耐久性设计，达到耐久性设
19、计目标。对严重腐蚀环境，依靠混凝土本体性能的改善已不能满足耐久性的要求，还采取混凝土表面浸渍、涂装、环氧涂层钢筋、增设钢箍、加大截面、阴极保护等其它强化的防腐措施。9 高速铁路隧道9.1隧道设备的主要特点高速铁路隧道的总体要求是：洞口“早进晚出”且美观，洞内空间满足建筑限界和救援疏散要求，洞内空气动力学效应满足旅客舒适度要求，衬砌结构满足受力和沉降要求，防水符合国家一级防水标准要求，排水满足当地环保要求，便于施工和养护维修。隧道设计使用年限规定为100年。我国高速铁路隧道通过的地区地形和地质情况异常复杂。武广高速铁路隧道穿越岩溶地区，郑西、石太高速铁路穿越黄土和采空区，广深港高速城际铁路狮子洋
20、隧道穿越珠江狮子洋，武广高速铁路浏阳河隧道穿越浏阳河和长沙市区。9.1.1无仰坡进出洞。重视洞口位置的选择，贯彻隧道“早进晚出”原则，避免洞口边仰坡的大范围刷坡和对原有地貌、植被的过多破坏，最大程度地降低了施工对洞口山体的扰动和塌方、落石的危害，保持了洞口山体稳定和环境保护，并与周围环境完美结合。9.1.2大净空。为减缓高速列车通过隧道时产生的空气动力学效应对旅客舒适度和车厢变形的影响，350km/h双线和单线隧道有效净空面积分别达到了100m2和70m2，250km/h双线和单线隧道分别达到了90m2和58m2。与受建筑限界控制的既有铁路双线和单线隧道有效净空面积7680m2和4252m2相
21、比明显加大。高速铁路双线隧道开挖面积达到120160 m2，属超大断面隧道，开挖时围岩松弛范围大，变形加快，自稳能力变差，开挖难度加大。9.1.3新型洞门。与我国铁路传统的端墙、翼墙挡土式洞门结构相比，高速铁路大量采用了斜切式和帽檐式新型洞门结构，体现了生态保护理念和自然美。9.1.4缓冲结构。高速列车通过隧道时，在隧道出口产生微气压波，发出强烈爆破音，产生噪声污染，引起附近房屋门窗的振动，影响洞口周围环境和建筑物环境和周边人员的身体卫生。为减缓高速列车通过隧道产生的空气动力学效应，在洞口设置缓冲结构，降低压缩波前压力梯度，以缓解隧道出口端的冲击压力波强度。隧道洞口缓冲结构在京沪、武广、郑西、
22、石太和哈大高速铁路均有设置。9.1.5长大隧道。高平顺性作为高速铁路的控制性条件，线路平纵断面标准高，山区高速铁路隧道比例大，已开通和在建设计速度350km/h、250km/h高速铁路桥梁比例分别达到了7.2%和20.6%（既有铁路隧道占线路长度比例约4.0%）。已建成的超过10km的长大有7座，石太高速铁路太行山隧道达到27.8km，并采用无砟轨道。京沪、哈大、武广、郑西高速铁路和广深港高速城际铁路，隧道内高速列车的行车速均达到350km/h，高于国外隧道内最高行车速度330km/h。我国为世界上高速铁路隧道内行车速度最高的国家。9.1.6防水排水。提高了隧道防水等级，加强了排水措施。高速铁
23、路隧道防水标准采用我国现行地下工程防水技术规范规定的一级防水等级，即：不允许渗水，结构表面无湿渍。单线隧道隧底布置每侧一沟一槽，双线隧道每侧一沟两槽加中心水沟，衬砌设置纵、环向盲管。9.1.7防灾救援。高速铁路隧道侧边均设宽0.8高2.2m安全空间、宽1.2高2.2m救援通道。长310km隧道利用施工辅助坑道设置紧急出口； 1020km隧道设避难所；长度超过20km隧道双洞单线设置，并设450500m长紧急救援站和疏散横通道，横通道两端设防护密闭门；避难所设应急通风、紧急救援站设防灾通风和消防设施外，还设置了应急照明、应急通信设施；利用洞口施工场地，预留救援条件。长大隧道防灾能力得到全面提高。
24、9.2关键技术9.2.1气动力。高速列车通过隧道引起的空气动力学效应，对列车运行的安全性、旅客乘坐舒适性均有不良影响。车内的压力波剧烈变化，使旅客耳感严重不适，甚至头晕、呕吐；车内外压力差造成车窗玻璃破碎。从隧道设计角度解决空气动力学效应引起的问题，主要通过提高车辆密封强度来缓解车内瞬变压力和放大隧道净空断面来解决问题。通过内空气压力波动规律的研究、气压变化环境下人体舒适度标准的等研究，基本解决了不同运行速度目标值隧道净空断面、断面形式等问题。9.2.2防排水。高速铁路隧道防水目标是：不渗水，结构表面无湿渍。防水方面：增加防水板厚度（由原来的1.2mm提高到1.5mm）；采用分区防水预埋注浆管
25、技术；提高二次衬砌混凝土抗渗等级（由原来的P6提高至P8）；加强施工缝、变形缝的防水薄弱环节止水引排措施（施工缝止水带外侧加设盲管引排，变形缝增设抗剪钢筋、变形缝内侧加设接水盒）。排水方面：间隔设置环向盲管，边墙脚设纵向盲管；单线隧道隧底布置每侧一沟一槽，双线隧道每侧一沟两槽加中心水沟。加强了防排水系统的可维护性。与既有铁路的衬砌表面不渗水，道床不浸水的防水要求和防水措施相比，得到明显提高。9.2.3支护衬砌。隧道采用新奥法施工，复合衬砌；初期支护喷射混凝土，级及以下围岩地段设混凝土曲墙式、仰拱，二次衬砌曲墙厚度3560cm，仰拱厚度4570cm。10 高速铁路路基10.1路基的主要特点高速铁
26、路路基的总体要求是：强度高、刚度大的路基基床，沉降小的地基，沿线路平缓变化的刚度，完善的防排水系统，可靠的防护体系。路基主体工程设计使用年限规定为100年，边坡防护设施使用年限规定为60年，防排水设施使用年限规定为30年。路基排水设施降雨量设计频率1/50。我国高速铁路通过的地区软土、黄土分布广泛，路基比例相对较小。10.1.1结构设计。长期以来，我国铁路没有把路基当成土工建筑物对待，路基修筑是选用填料性能优劣不一，就近取土填筑，压实标准低，检测频次少，检测方法落后，致使路基强度低、变形明显、稳定性差，一般经过515年自然沉落及病害整治才能达到设计速度。路基不仅承受轨道结构和附属设施的静荷载，
27、还要承受列车动荷载的长期反复作用，抵抗各种不良自然环境的影响。高速铁路路基按土工构筑物结构进行设计，与桥涵、隧道连接组成贯通坚实的轨道基础。10.1.2低堤浅堑。高速铁路桥隧比例大，避免了高路堤、深路堑。10.1.3刚度均匀。路基沿线路的刚度不平顺会造成轨道动态不平顺，由刚度变化引起的列车振动与速度的平方成正比，列车速度越高、刚度变化越剧烈，引起的列车振动越强烈，轻则降低旅客舒适度，重则影响高速运行安全，因此要求路基在线路纵向做到刚度均匀、变化缓慢，不允许刚度出现突变，路基与桥梁、隧道等结构物之间设置路桥、路涵、路隧、桥隧及堤堑等各种过渡段，以实现刚度均匀过渡。10.1.4强基强护（桩网结构、
28、桩垡结构、桩板结构、支挡结构）。为控制高速铁路路基工后沉降，对软弱地基、松软土、湿陷性黄土等地基处理采用了桩网、桩筏、桩板等加固新结构新技术。为降低边坡高度、少占地、保护周边建筑物和线路美观，与周边环境协调，大量采用悬臂式、扶壁式、桩板式和加筋土挡墙等轻型支挡结构。坡面防护的目的是防止坡面侵蚀和浅层溜塌，主要采用植物防护配合喷护、挂网喷护、骨架防护、土工织物加固等方法。10.1.5防水排水。防排水与防护工程以防冲刷、防渗、有利于水土保持和环境保护为目的。无砟轨道路基面、湿陷性黄土地段路基面铺设封闭层防止表水下渗。路基面线间排水采用横向排水槽直排方式；纵联板式无砟轨道不具备横向直排条件，采用线间
29、集水井集水后，由横向排水管排水。在路堤路肩处设挡水缘，引流归槽。其他地面排水设施：侧沟、排水沟、天沟、平台截水沟、吊沟（急流槽）、边坡骨架截水等。地下水排水设施：明沟、槽沟、暗沟、暗管、边坡（支档）渗沟、盲沟及检查井、仰斜孔、复合土工膜（复合防排水板）、渗水隧洞、底部设置排水层等。10.1.6绿色防护。注重边坡的绿色防护，绿化、美化环境。土质边坡防护采用固土植草土工网垫护坡、菱形立体植被网护坡以及骨架护坡、锚杆框架梁护坡、框架梁打锚杆挂钢丝网护坡的坡面种植合适种类的植物。10.2关键技术10.2.1沉降控制。高速铁路无砟轨道主要是根据扣除施工误差、运营期间轨道预留调整量后，留给路基沉降的允许调
30、高量确定的。无砟轨道路基工后沉降不大于15mm，与桥隧涵洞等结构物交界处工后沉降差不大于5mm、不均匀沉降造成的折角不大于1/1000，当沉降较为均匀，又难于控制，可通过更换扣件圆顺线路调整，但工后沉降不大于30mm；并采用工后沉降动态设计。有砟轨道的工后沉降量限值的确定依据主要是经济性和短时间内沉降过大也不会出现维修困难而危及正常行车。250km/h和350km/h高速铁路要求有碴轨道路基工后沉降分别不大于100mm和50mm、过渡段不大于50mm和30mm；沉降速率分别不大于30mm/年和20mm/年。路堤建成后发生的变形主要由三部分组成：路堤基床在列车荷载作用下的变形、路堤本体在自重作用
31、下的压密变形、支承路基的地基压密沉降。前两部分主要通过路堤填料压实密度控制，路堤本体在自重作用下的压密沉降量值仅为路堤高度的13，一般在路堤竣工一年左右完成。软土和松软土地基不仅沉降量大，且延续时间长。控制路堤的沉降主要是控制软土和松软土地基的工后沉降。无砟轨道设计中，设置了沉降标、沉降板、剖面沉降管、单点沉降计等路基沉降变形观测系统，对地基、路基面沉降变形进行监测。施工中，对路基沉降变形进行定期观测和采用经验和数值回归分析的方法，评估预测路基的工后沉降变形，以确定合理的铺轨时间和需采取的加速沉降措施。运营后，可用于路基状态的监测和评估，指导运营管理。对软弱地基、松软土、湿陷性黄土等地基处理采
32、用了桩网、桩筏、桩板等加固新结构新技术。湿陷性黄土地基除强夯、水泥土挤密桩、柱锤夯扩桩等措施消除黄土湿陷性外，采用了CFG桩和水泥挤密桩长短桩技术、桩筏、桩板结构。对膨胀土地基主要采用了换填、冲击碾压和CFG桩加固。对岩溶地区主要采用了帷幕注浆加固技术。为吸纳路基与桥梁、涵洞、隧道、横向结构物之间的沉降差异，将交界处的错落沉降转变为连续式的斜坡沉降，以控制过渡段轨面弯折变形不大于1/1000。10.2.2变形控制。路基的受力条件主要是指列车动荷载传递到路基表面动应力幅值、振动加速度和位移。350km/h速度下由轨道、道床传至路基表面的列车动应力最大约为100kPa，然后沿深度逐渐衰减，对路基动
33、应力作用较大的部分为基床。一般将列车产生的动应力与路基和轨道结构自重应力的比值和基床以下路基本体强度作为确定基床厚度的主要依据，以控制路基基床塑性累积变形。高速铁路路基以动静应力比达到1/5作为确定基床厚度的原则，具体深度约为3.0m。基床表层厚度由路基面荷载中心变形量和基床底层填土允许应力两方面控制；有砟轨道级配碎石厚度达到0.70m时，或无砟轨道0.30m混凝土垫层+0.40m级配碎石时，路基面荷载中心变形量可小于要求的1mm（有砟轨道）和0.20mm（无砟轨道），动应力剧烈衰减至基床表层应力的50%。基床表层采用级配碎石或级配砂砾石；基床底层采用A、B组填料或化学改良土；基床以下路堤本体
34、采用A、B组填料和C组碎石、砾石填料或改良土。严格控制填土压实系数、地基系数K30（或变形模量Ev2）、动态变形模量Evd、无侧限抗压强度等。10.2.3地基加固。为控制高速铁路路基工后沉降，对软弱地基、松软土、湿陷性黄土等地基采用桩网、桩筏、桩板等加固新结构新技术。桩-网结构由预制管桩或灌注桩或CFG桩与扩大桩帽（或纵横地梁）、加筋垫层共同作用形成。桩-筏结构由预制管桩或灌注桩或CFG桩桩顶与地基板刚性连接、褥垫层共同作用形成，褥垫层调节桩土荷载比。桩-板结构由灌注桩基、连接桩顶的托梁及钢筋混凝土承台板共同作用形成。提高了加固深度和沉降控制的可靠性。10.2.4刚度均匀。路基与桥梁、隧道等结
35、构物之间刚度的均匀化，是通过设置各种过渡段来实现。在过渡段较软一侧增大路基竖向刚度，并将交界处的错落沉降转变为连续式的斜坡沉降，严格控制过渡段轨面弯折变形。路桥过渡段一般采用倒梯形，一般不小于20m，过渡段基床表层及其以下倒梯形部分填料分别采用掺5%和3%水泥的级配细石。路涵过渡段一般也采用倒梯形，长度约为涵洞结构全高+2m，倒梯形部分填料采用掺3%水泥的级配细石。硬质岩石堤堑过渡段一般采用堤堑连接面开挖台阶后，在路堤一侧设近似四边形的过渡段，路堑、路堤一定范围内基床表层填料采用掺3%水泥的级配细石。土质、软岩质路堑与隧道之间采用混凝土或掺5%水泥的级配细石的渐变厚度过渡。10.2.5长期稳定
36、。路基不仅承受轨道结构和附属设施的静荷载，还要承受列车动荷载的长期反复作用，抵抗气温、雨雪、洪涝、地震等各种不良自然环境的影响。高速铁路路基必须在这些因素的长期作用下保持路基整体长期稳定，即强度不会降低、弹性不会改变，变形不会加大。路基基床是路基最为重要的部位，直接承载轨道和列车活载，控制弹性变形、基床动应力，防治道砟和基床土相互渗入以及雨水侵入和寒冷的侵蚀，应具有高的强度、刚度，良好排水、防渗、防冻性。基床表层填料采用开山块石、天然卵石或砂砾石破碎筛选而成，且级配良好。基床底层作为分散路基本体应力，降低路基变形，填料为A、B组填料或化学改良土；寒冷地区采用防冻、防渗双层结构，并进一步提高化学
37、改良土抗压强度。基床以下路堤本体采用A、B组填料和C组碎石、砾石填料或改良土。严格控制填料压实标准。在良好的路基结构条件下，还需要有完善、可靠的防排水设施和防护工程，以防路基冲刷、渗水、冻害，并有利于水土保持和环境保护。除设置各种地面排水沟、槽等外，无砟轨道路基面、湿陷性黄土地段铺设厚沥青混凝土或混凝土封闭层防止表水下渗；路堤路肩处设挡水缘，引流归槽；不具备横向直排条件纵联板式无砟轨道地段，线间设集水井集水、线下设横向排水管。地下水可造成填料强度降低，路基变形或滑动。洼地、槽谷，或地基土层地下水发育地段，底部设置排水层。富水地层和水田、水塘、地形凹槽地段，以及地下水位高于路基面以下3.0m地段
38、，换填路堤基底和路堑基床底层，排水沟或侧沟底部设纵向盲沟，基床底层底部设置排水层。采用植物防护配合喷护、挂网喷护、骨架防护、土工织物加固等防护，防止坡面侵蚀和浅层溜塌，绿化、美化铁路。10.3路基填筑质量控制要点10.3.1填料。基床表层采用级配碎石或级配砂砾石，最大粒径不大于45mm，不含粘土和其它杂质，渗水土层间满足反滤准则。基床底层采用A、B组填料或化学改良土，最大粒径不大于60mm；寒冷地区采用防冻、防渗双层填料，并进一步提高化学改良土抗压强度。基床以下路堤本体采用A、B组填料和C组碎石、砾石填料或改良土，最大粒径不大于75mm。寒冷地区冻结影响范围内的填料细粒含量应控制在515%以下
39、；浸水路堤填料细粒含量应控制在10%以下。10.3.2压实度。路基填料压实质量采用物理和力学指标双控。基床表层压实系数不低于0.97，地基系数K30不低于190MPa/m（或变形模量Ev2不低于120MPa），动态变形模量Evd不低于55MPa。基床底层A、B组填料压实系数不低于0.95，地基系数K30不低于130150MPa/m（或变形模量Ev2不低于80MPa），动态变形模量Evd不低于40MPa；化学改良土压实系数不低于0.95，一般地区7d无侧限抗压强度不低于350 kPa、寒冷地区不低于550 kPa。基床以下路堤本体A、B组填料和C组的碎石、砾石填料压实系数不低于0.92，地基系数
40、K30不低于110130MPa/m（或变形模量Ev2不低于45MPa）；化学改良土压实系数不低于0.92，7d无侧限抗压强度不低于250 kPa。级配碎石、粗粒土和碎石类压实系数也可孔隙率作为压实质量的物理指标。基床表层孔隙率不大于18%，基床底层和基床以下路堤本体粗粒土和碎石类孔隙率分别不大于28%和31%。10.3.3含水率。细颗粒土必须在最佳含水率状态下进行碾压，才能使填料达到最大的压实程度，因此在路基填筑碾压过程中要严格控制填料的含水量，碾压时含水量超出最佳含水量范围，应进行晒干或洒水翻拌。10.4路基防排水主要关键点阻截地界之外的地表水，疏通排洪涵渠、水沟和挡墙泄水孔，及时排出地界之
41、内的水，有效防护路堤、路堑边坡，形成完善的防排水系统。11 安全防护设备11.1防护设施的主要类型和功效11.1.1防护栅栏。路基地段和平原微丘地区及城镇附近旱桥地段应设置贯通的防护栅栏。栅栏一般设置在铁路用地界以内0.5m处隧道口防护栅栏应设置于进出口堑顶以外至少2m，桥头栅栏从桥台下包围锥体，涵洞处栅栏处涵顶通过，跨越排水沟的栅栏下部设混凝土篦子。旱桥地段桥下两侧防护也可用金属网片防护栅栏。工区、车站、区间等处根据需要设置进出口通道，进出口及每隔200m处左右设 “禁止入内”的警示标志，进出口门设防水门锁。11.1.2限高防护架。下穿铁路桥梁、涵洞且通行机动车辆的道路，当桥梁、涵洞净高小于
42、5.0m时，设置限高防护架和车辆通过限高标志，架身喷涂黑黄相间条纹。11.1.3公跨铁立交桥护栏及护网。为防止车辆越出桥外坠落侵入铁路限界，上跨高速铁路的公路、道路立交桥外侧设置钢筋混凝土墙式护栏或金属梁柱式半刚性护栏或组合式护栏；目前公跨铁桥梁采用的大部分是钢筋混凝土墙式护栏。为防止异物散落到铁路线，上跨高速铁路的道路、公路立交桥和人行桥，还应在桥梁两侧设置护网。11.1.4公铁并行路段护栏。高速铁路与公路并行，且公路路面标高高于铁路，或低于铁路1.5米以内时，应在邻近铁路的公路路侧设置波形梁护栏或钢筋混凝土护栏。11.2主要标准及管理要求。11.2.1防护栅栏高度不小于2.2m，栅栏下槛底
43、部与地面间空隙不大于10cm、栏片立杆之间空隙不大于10.5cm。使用年限按30年设计。工务部门负责进站信号机以外栅栏设备的管理，车务、直属站负责进站信号机以内栅栏设备的管理。铁路公安局负责栅栏的日常安全保护。11.2.2限高防护架不能影响其它相邻道路的正常通行；设置宽度不得小于道路路面的实际宽度，设置位置应在铁路安全保护区范围内；防护架横梁底至路面净高在任何情况下都应低于桥下净高20100mm，并与警示标志“限高”一致。防护架的设备管理部门是工务部门。11.2.3公跨铁立交桥护栏防撞等级不得低于SB级。积雪严重地区一般应采用金属梁柱式护栏或组合式护栏。护网沿桥梁纵向延伸长度距最外股铁路至少6
44、m，高度不应小于2.2m。至于护网网眼大小，目前可按照铁路工程设计防火规范要求，即不大于0.25cm2。由铁路部门设置的公跨铁立交桥护栏应移交地方交通部门管理和维护，移交前暂由铁路部门代为维护。11.2.4公铁并行路段护栏防撞等级不得低于SB级。由铁路部门设置的公跨铁立交桥护栏应移交地方交通部门管理和维护，移交前暂由铁路部门代为维护。14.3状态监测14.3.2桥梁沉降观测。桥梁基础沉降直接影响桥上轨道的平顺性和稳定性，危及高速行车安全。观测对象的选择原则：一是调查设计、施工文件、沉降评估资料，根据设计情况和施工质量，选择有代表性的孔跨；一是根据桥上轨道状态的变化幅度和整修频率，确定需要进行观
45、测的桥梁。桥涵基础沉降测量，运营后第一年每半年一次，第二年后每年一次，基础沉降稳定，五年后可不再测量。对沉降速率较大的应缩短测量周期；对沉降速率较小、基本趋于稳定的，可延长观测周期。基础沉降测量应利用高程控制网水准基点和控制基桩网（CP）精密水准点，测量应在恒载、气温比较恒定的夜间或阴天条件下进行。14.3.3桥梁变形观测。预应力混凝土桥梁徐变上拱直接影响桥上轨道的平顺性和稳定性。观测对象的选择原则、观测周期与桥梁沉降观测相同。上拱度的测量属于相对坐标测量，可使用梁上的预设测点，在恒载、气温比较恒定的夜间或阴天条件下进行。14.3.4路基沉降监测。路基沉降监测对象的选择原则与桥梁沉降观测相同。
46、观测周期一般可在运营后第一年每半年一次，以后每年一次，沉降量小、且稳定后可不再测量；对沉降速率大的应缩短测量周期。测量方法：一是利用建设时期建立的沉降标、沉降板、剖面沉降管、单点沉降计等路基沉降变形观测系统，二是利用利用高程控制网水准基点和控制基桩网（CP）精密水准点进行观测。14.4防灾系统：异物、大风、雨量、雪深和地震防灾安全监控系统（简称防灾系统）是保证高速铁路列车安全、高速运行的重要基础装备之一。用于监控异物、大风、雨量、雪深和地震灾害。系统由现场监测设备，现场监控单元，监控数据处理设备，工务终端，调度所终端，传输网络等组成。采用统一的处理平台，目前已对风、雨及异物侵限的监控进行了系统
47、集成，预留与地震监测系统和雪深监测系统子系统的接口。风速、降雨量及异物侵限监测实时状态信息，经监控数据处理设备按设定的报警阈值和信息处理规程，进行综合分析处理，并根据灾害强度，生成各类报警、预警信息以及相应的行车管制措施,并传送至调度所防灾监控终端和工务终端。14.4.1风监测子系统。风速计双套设置，监测点布设在大风地区，山区垭口、峡谷、河谷地段，桥梁、高路堤地段。山区垭口、峡谷、河谷地段风速计设置间距15km，桥梁、高路堤地段风速计设置间距510km。风速计、数据采集单元安装在接触网支柱上，风速计的安装在距轨面4m高度处。风监测子系统具备大风监测报警、预警功能，目前暂无预警功能。在环境风风速
48、不大于15 m/s不限速；环境风风速20、25、30m/s，分别限速300、200、120km/h；环境风风速大于30m/s时，禁止动车组进入风区。一般情况下，报警时限为风速达到报警门限不大于10s报警，解除报警时限为大风降级后大于10min。14.4.2雨量监测子系统。雨量现场监测点，根据沿线年平均降水量（大于200mm区段），临近路堤、路堑及隧道口等易产生塌方、水冲线路的处所，植被等情况合理布设。雨量计的监测范围，有砟和无砟轨道线路一般分别为上下行方向各7.5km和10km左右。14.4.3异物侵限监控子系统。公跨铁桥梁异物侵限监控子系统由内嵌双电网传感器的监测防护网（竖直安装）、轨旁控制
49、器、安装附件和传输线缆等组成，设置于沿线公跨铁桥梁两侧。异物侵入铁路限界的，触发列控系统使列车自动停车。14.4.4地震监控子系统。地震监控子系统是通过布设的地震监测网对地震进行实时监测。当地震发生时，能在检测到地震的第一时间启动地震紧急自动处置系统，当地震动加速度0.04g时，系统立即触发列控、联锁系统使列车自动停车、触发牵引变电所牵引供电控制装置使接触网停电，有效减轻地震灾害。在高速铁路沿线地震动峰值加速度0.1g及以上地区设置地震监测点，布设间距一般不大于20km；每个地震监测点设置2套地震仪，2套地震仪的间距一般不小于40m。14.4.5雪深监测子系统。雪深监测子系统具有积雪深度监测报警功能。在降雪频繁地区和10年一遇积雪深度达36cm的地区设置雪深监测子系统。雪深计的布设间距原则上按50km计算，深路堑
