孟凡鐵,楊 斌,歐陽全裕

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院,天津 300051)

地鐵地面線路的路基設(shè)計(jì)與常規(guī)鐵路的一般路基設(shè)計(jì)不盡相同,它除路基本體工程之外,還需綜合考慮動(dòng)力,照明、通信,信號等電纜管溝(或支架)的布設(shè),又由于地鐵一般地處城郊,往往還須符合沿線建設(shè)規(guī)劃要求,并充分考慮環(huán)境景觀,節(jié)約用地等因素,天津地鐵3號線小淀地區(qū)一段路基工點(diǎn)設(shè)計(jì)較有典型性,本文簡要作一論述。

1 路基高度的確定

地鐵市郊地面線路基一般設(shè)計(jì)為路堤,其路肩高程應(yīng)保證路基面不受水的影響,即不受洪水淹沒,影響行車,并在地下水位最高時(shí)不因毛細(xì)水上升至路基面使土的濕度增加而降低路基面土的強(qiáng)度和承載力或發(fā)生凍脹、翻漿冒泥等病害。

該段地面線路沿豐產(chǎn)河北岸且地勢低洼,路肩高程應(yīng)高出1/100洪水頻率設(shè)計(jì)水位+波浪浸襲高+壅水高+0.5 m。該段地層以粉質(zhì)黏土為主,地下水埋深0.5～3.0 m,土壤最大凍結(jié)深度0.7 m,路基最低高度應(yīng)不低于地下毛細(xì)水上升高度+凍結(jié)深度+安全值。又因該段線路地處小淀開發(fā)區(qū),還應(yīng)考慮場地規(guī)劃高程要求,本段地面線的路肩設(shè)計(jì)高程最終根據(jù)多次調(diào)整后線路縱斷面設(shè)計(jì)軌頂高程及軌道專業(yè)的碎石道床無縫線路軌道設(shè)計(jì)橫斷面計(jì)算確定,軌頂高程5.0 m,計(jì)算得出路肩至軌頂高差0.979 m,路肩設(shè)計(jì)高程為4.021 m,路基高度2.5～2.7 m。

2 路基橫斷面設(shè)計(jì)

2.1 路基面寬度

路基面寬度應(yīng)根據(jù)正線數(shù)目,配線情況,線間距、軌道結(jié)構(gòu)尺寸,路基面形狀,曲線加寬,路肩設(shè)計(jì)寬度等計(jì)算確定。本線路正線為雙線,小淀站前配有1組單渡線,線間距5 m,軌道結(jié)構(gòu)采用碎石道床無縫線路,路基面形狀為三角形,路肩寬度0.6 m,計(jì)算得出直線地段路基面寬度為12.1 m。本段內(nèi)有半徑400 m曲線1處,路基面外側(cè)按規(guī)定加寬0.5 m,在緩和曲線地段內(nèi)逐漸增至緩圓點(diǎn)達(dá)到加寬量。

2.2 路基橫斷面形式

地鐵地面線路基橫斷面設(shè)計(jì)需要綜合考慮強(qiáng)弱電纜管溝布設(shè),同時(shí)考慮到本段路基地處低洼,自然地面高程大多與鄰近河渠常水位基本等高,局部洼地更低。為確保路基排水通暢,故本段地面線路基不宜按常規(guī)自路肩外側(cè)放坡后,在原地面下挖排水溝,而應(yīng)采取措施盡可能抬高排水溝底高程。

設(shè)計(jì)采取平路肩向外側(cè)布設(shè)電纜槽和排水溝,即自地面填土至溝槽底后鋪設(shè)溝槽,從而抬高排水溝底高程,防止該低洼路段排水不暢或倒灌的產(chǎn)生,確保路基干燥穩(wěn)固。為節(jié)省用地,強(qiáng)弱電纜管槽與排水溝緊湊布置,均采用矩形斷面鋼筋混凝土聯(lián)體管溝,溝外側(cè)填土寬1 m以穩(wěn)固溝槽并兼作維修通道。頂面設(shè)4%向外排水橫坡,外側(cè)邊坡1∶1.5,坡腳外0.5 m設(shè)隔離柵欄,柵欄外1 m為地鐵用地界。地鐵地面線路基橫斷面設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 地鐵地面線路路基橫斷面示意(單位：m)

2.3 路基填筑

路基基床(表層厚度0.4 m,底層厚度1.1 m)及其下部填料標(biāo)準(zhǔn)及壓實(shí)度等技術(shù)要求等均按現(xiàn)行地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行,本文不再贅述。

2.4 基底處理

根據(jù)地質(zhì)詳勘報(bào)告,本區(qū)土層分布軟土,軟硬不均,淤泥質(zhì)土層較厚,工程措施采用地基加固處理。設(shè)計(jì)基底采用水泥攪拌樁處理,樁直徑0.5 m,樁長13 m,間距1.5 m,正三角形布置,樁頂設(shè)0.5 m厚碎石墊層。

3 電纜槽布設(shè)及排水溝設(shè)計(jì)

為節(jié)省用地，區(qū)間地面路基地段強(qiáng)弱電纜槽與路基排水溝采用鋼筋混凝土綜合管溝聯(lián)體結(jié)構(gòu),綜合管溝尺寸及敷設(shè)方式根據(jù)相關(guān)專業(yè)要求設(shè)計(jì)。

(1)強(qiáng)電管溝：布設(shè)在右線右側(cè),排水溝外側(cè),寬深尺寸600 mm×500 mm,上加提手蓋板。

(2)弱電管溝：布設(shè)于路基兩側(cè)的排水溝內(nèi)側(cè),寬深尺寸400 mm×300 mm,上加提手蓋板。

(3)管溝排水：為防止管溝內(nèi)積水,管溝底設(shè)置2‰的縱向排水坡度,溝底高程較同斷面排水溝底高出0.2 m,并每隔4 m設(shè)置與排水溝連通的泄水孔。

(4)路基排水溝設(shè)計(jì)：排水溝與電纜管溝聯(lián)體設(shè)計(jì),斷面同為矩形,寬度0.6 m,車站端部排水溝起始深度右側(cè)較強(qiáng)電溝底低0.2 m,左側(cè)較弱電溝底低0.2 m,分別為0.7 m,0.5 m。溝底設(shè)縱坡2‰,自站端向區(qū)間順坡排水,南端自排水溝終點(diǎn)向外延伸30 m,排入就近溝渠。北端與車場排水設(shè)計(jì)銜接。

本段線路縱坡,靠車站端為平坡,靠高架橋端排水溝末端168 m線路縱坡為4‰上坡,為避免溝底2‰下坡反坡排水引起水溝過深(經(jīng)驗(yàn)算水溝終點(diǎn)最深處連同溝底板墊層深達(dá)2.267 m),影響路基本體強(qiáng)度,為此，擬將綜合管溝適當(dāng)外移離開路肩邊一定距離,將溝槽頂部降低因4‰反坡產(chǎn)生的高差值,即在邊坡上設(shè)平臺(tái)布設(shè)綜合管溝(圖2),水溝深度僅按2‰順坡控制,排水溝終點(diǎn)最深處最終為1.295 m。圖2中排水溝中心至路肩邊緣距離x根據(jù)控制斷面因反坡產(chǎn)生的高差最大值及弱電管槽、排水溝結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算確定,本段設(shè)計(jì)為2.8 m。

圖2 邊坡平臺(tái)式布設(shè)綜合管溝

為方便施工,對綜合管溝布設(shè)位置,不同里程斷面的排水溝深度,溝底高程、溝底墊高厚度等均計(jì)算列表編入設(shè)計(jì)文件。

4 結(jié) 語

本段路基工點(diǎn)設(shè)計(jì),根據(jù)地處城郊開發(fā)地塊及地勢低洼等具體條件,合理設(shè)計(jì)路基橫斷面形式,綜合管溝緊湊布置并采用聯(lián)體設(shè)計(jì),避免地勢低洼積水,確保管槽及路基排水通暢并節(jié)省了城郊用地,可供類似工程設(shè)計(jì)借鑒。

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