高速铁路路桥过渡段沉降控制施工浅析

高速铁路路桥过渡段沉降控制施工浅析
张休顺
摘要：高速铁路必须以安全、可靠、舒适为前提，这些均取决于构成铁路系统各个方面的高品质和高可靠性，特别是铁路线路的稳定与平顺是必不可少的条件而采用什么样的方法处理路桥过渡段以及怎样控制过渡段的施工，是体现路桥过渡段设置效果的关键，所以开展过渡段的施工技术试验研究是非常重要的。
关键词：高速铁路；过渡段；沉降控制
一、路桥过渡段施工技术研究在高速铁路修建中的重要性
铁路和公路都不可避免地遇到路桥（涵）过渡段，过渡段除具备一般路基的所有特征之外，还有其本身的特殊性。由于组成线路的横向结构物（如桥梁、涵洞等）与路基相连接地段，存在其强度、刚度、变形、材料等方面的差异，使之产生较大差异沉降，这必然会引起轨道的不平顺。车辆通过路桥（涵）过渡段，常常会产生“跳车”现象，大大降低了车辆运行的安全性和舒适度。由于线路过渡段差异沉降的存在，使路面在台背回填土处产生沉陷或开裂。
高速铁路必须以安全、可靠、舒适为前提，这些均取决于构成铁路系统各个方面的高品质和高可靠性，特别是铁路线路的稳定与平顺是必不可少的条件。铁路线路是由不同特点和性质的结构物组成，它们相互作用、相互依存、相互补充共同构成了一条平滑的线路。由于组成线路的结构物存在强度、刚度、变形、材料等方面的差异，必然会引起轨道的不平顺。为了满足高速列车安全、舒适、平稳的运行，必须将其不平顺性控制在一定范围内。轨道的不平顺有静不平顺和动不平顺之分，静不平顺是指轮轨接触面不平顺，如钢轨轨面不平顺、不连续、车轮不圆顺等。动不平顺是指轨下基础弹性不均匀，如扣件失效、枕下支承失效、路基不均匀以及桥台与路基、桥与桥台、路基与隧道等过渡段的弹性不均匀等。
在路基与桥梁的连接处，由于路基与桥梁刚度差别较大，一方面会引起轨道刚度的变化;另一方面，路基与桥台的沉降不完全一致，在桥路过渡交点附近极易产生沉降差，导致列车与线路结构的相互作用力增加，影响线路结构的稳定，甚至危及行车安全。在路基与桥梁之间设置一定长度的过渡段，可使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度地减小路基与桥梁之间的沉降差，以达到减小列车运行引起的振动，减缓线路结构的变形，保证列车安全、平稳、舒适地运行。而采用什么样的方法处理路桥过渡段以及怎样控制过渡段的施工，是体现路桥过渡段设置效果的关键，所以开展过渡段的施工技术试验研究相当必要。
二、过渡段施工控制要点及注意事项
（一）路基过渡段大面积施工时，应严格按照试验段取得的施工工艺参数进行施工，控制好工艺流程、松铺厚度、表面平整度、施工含水量、压实遍数、配套机械、填筑速度、检测方法等。
（二）施工中工序要安排得当、合理，级配碎石掺5%水泥填筑2h内，要进行完压实工艺。
（三）采用网格法铺料，第一层松铺厚度控制在30cm左右，其上松铺厚度宜控制28-32cm，填料表面平整度满足设计及《客运专线铁路路基工程施工技术指南》规定后，再进行碾压。
（四）路基填筑严格采用方格网控制填料量、以控制摊铺厚度，在施工过程中要消除粗细集料离析“窝”或“带”现象。出现粗细集料“窝”或“带”现象时，采用人工或机械进行现场掺拌，确保填料的均匀性和质量，碾压过程中，严禁表面有弹簧、松散、起皮等现象发生。
（五）控制好边角压实质量，压路机碾压不到位时采用人工冲击夯夯实。对于填筑压实质量可疑地段，应视情况增加检验的点数，分析原因，采取处理措施。
（六）加强试验检测过程控制，严格按照设计和规范要求进行各项指标检测，并配备足够的检测人员以缩短检测时间。
（七）路基填筑过程中重视沉降观测工作，根据预先埋设的沉降观测器件按设计和规范要求的观测频率认真开展沉降观测工作，根据沉降观测结果控制填筑速度。沉降观测管周围及边角地带，压路机碾压不到的地方采用小型振动冲击夯进行振动夯实。
（八）路基填筑前进行接口交底，避免出现反开挖施工影响路基质量。
（九）本地区降水较多，在路基填筑过程中临时与永久相结合做好排水工作，已施工的路基表面应在雨前及时采取覆盖（彩条布、塑料薄膜等）和防护措施防止雨水浸淋，以免影响压实质量和填筑速度。
三、沉降观测网的建立
依据沉降变形观测根据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》，《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》的要求，沉降变形观测网按三等变形测量等级技术要求建立，沉降变形观测点的水准测量采用二等变形观测测量技术要求进行。首先建立了沉降变形观测网，布设水准基点（基准点）和工作基点。高程采用施工高程控制网系统并与施工高程控制网联测。全线二等水准测量贯通后，将沉降变形观测网与二等水准点联测，统一归化为二等水准基点上。由场区水准控制网，依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图，确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿统一路线。沉降观测基准点及沉降观测工作基点的测量按照二等水准测量精度要求进行，按符合水准路线施测。采用徕卡电子水准仪DNAO3电子水准仪一台，备配3m锢条码钢尺进行观测读取读数两次及视距读数，两次读数差<0.5mm时，取其高差中数。复测过程中严格控制前后视距差不大于0.5m、视距累计差不大于3m。二等水准测量高程平差分五个阶段进行。监测元件、测量仪器的校正及相关资料。
四、结语
路桥过渡段如何处理一直都是比较头疼的问题，长期以来国内外学者和工程技术人员通常采用粗粒级配料填筑法、加筋土法、土质改性法、过度板法等等，但一直难以解决桥头跳车现象，可以讲过渡段如何更科学的处理困绕着国内外学者和工程技术人员。随着高速铁路的逐渐兴起，国内外加大了对过渡段的研究，并取得了相当大的成果，一定程度上减轻了桥头跳车现象。国内的高速铁路路桥过渡段主要都采用老方法。为避免刚性构筑物与土工构筑物间的刚度差异以及不同构筑物间的差异沉降过大影响列车的高速运行以及运行舒适度，需在不同构筑物联结处设置过渡段，使其刚度与变形均匀过渡，确保列车高速、安全、平稳通过，由于不同构筑物的刚度不同以及差异沉降等影响，过渡段施工是路基施工成败的关键之一。
参考文献：
[1]铁道部.客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件.2005.7
[2]秦德进，张树军，张良春.客运专线路桥过渡段施工技术试验研究.铁道工程学报.2004，增刊
[3]白海峰.铁路路桥过渡段加固处理施工技术[J].铁道建筑，2001，12：33-34