摘 要：高速鐵路建設(shè)工程中，常發(fā)生因路基與橋梁的剛性差異導(dǎo)致的不均勻沉降和軌面彎折現(xiàn)象，造成了線路結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定和維修成本的增加，甚至可能給高速行進(jìn)中的列車帶來(lái)重大的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，建設(shè)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)加強(qiáng)路橋過(guò)渡段的沉降控制，在最大程度上確保軌道平順可靠，為實(shí)現(xiàn)列車的高速安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高速鐵路 路橋過(guò)渡段 沉降 控制

中圖分類號(hào)：U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（a）-0047-01

近年來(lái)，高速鐵路因其速度快、能耗低、載客能力強(qiáng)、舒適便捷等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為了我國(guó)公共交通建設(shè)中不可或缺的重要組成部分。在高速的運(yùn)行狀態(tài)下，鐵路系統(tǒng)整體的可靠性對(duì)確保列車的安全和舒適至關(guān)重要，這就要求鐵路建設(shè)工作者提高整個(gè)線路中橋梁、隧道、路基等各種結(jié)構(gòu)物的施工質(zhì)量，在最大程度上確保軌道堅(jiān)實(shí)、平順，為實(shí)現(xiàn)列車的高速安全運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。在實(shí)際工程中，由于路基與橋梁存在著較大的剛性差異，其沉降的不一致性常使軌面出現(xiàn)彎折，不利于路線結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，不但會(huì)造成運(yùn)營(yíng)使用階段中維修成本的大幅增加，甚至還可能給高速行進(jìn)中的列車帶來(lái)重大的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，建設(shè)人員必須在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)提高對(duì)路橋過(guò)渡段的重視程度，全面了解沉降差的產(chǎn)生原因，有針對(duì)性地做好過(guò)渡段的沉降控制工作。

1 高速鐵路路橋過(guò)渡段產(chǎn)生沉降差的原因

首先，橋臺(tái)和路基的結(jié)構(gòu)差異是造成沉降差的根本性原因。相較于剛性的橋臺(tái)，路基通常是柔性的，二者在材質(zhì)重量、強(qiáng)度和基礎(chǔ)應(yīng)力等方面的不同，必然導(dǎo)致工后會(huì)出現(xiàn)不一致的沉降量。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，填料會(huì)在自重和列車等外力下產(chǎn)生塑性變形，使孔隙率發(fā)生變化。而過(guò)渡段常生產(chǎn)微小的伸縮裂縫，也讓雨水更加容易滲透并帶走其中的細(xì)粒土，這一現(xiàn)象將使孔隙率進(jìn)一步改變，最終導(dǎo)致過(guò)渡段沉降變形越來(lái)越顯著。

其次，設(shè)計(jì)中對(duì)碾壓條件考慮不足、排水設(shè)計(jì)不合理，施工中對(duì)軟基處理不當(dāng)、對(duì)填料級(jí)配的要求不嚴(yán)格、壓實(shí)設(shè)備功率未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)等人為因素也是導(dǎo)致沉降差產(chǎn)生的重要因素。以過(guò)渡段的填土施工為例，與近剛性的橋臺(tái)相比，橋臺(tái)后路基的固結(jié)度很難達(dá)到100%，特別是其狹窄的工作面往往會(huì)造成碾壓質(zhì)量的下降，使過(guò)渡段的沉降問(wèn)題進(jìn)一步加劇。

2 路橋過(guò)渡段沉降的具體控制方法

2.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)高速鐵路路橋過(guò)渡段的沉降控制

高速鐵路路橋過(guò)渡段的設(shè)置，主要是通過(guò)一定長(zhǎng)度內(nèi)剛度的逐漸變化，最大限度地降低路橋沉降差給鐵路運(yùn)行造成的不良影響，從而確保高速列車的安全性和舒適度。在過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)首先制定合理的地基處理方法，如用水泥粉煤灰碎石樁加土工合成材料對(duì)軟土路基進(jìn)行處理，該方法可有效縮短填料的固結(jié)時(shí)間，在保證工期的基礎(chǔ)上減少沉降形變對(duì)線路的影響。其次，應(yīng)針對(duì)具體的工程情況正確選擇填料的強(qiáng)度和級(jí)配，通常應(yīng)采用強(qiáng)度高、剛度大的級(jí)配粗粒料，包括摻水泥級(jí)配碎石、級(jí)配砂礫石等。此外，還應(yīng)在過(guò)渡段設(shè)置相應(yīng)的排水設(shè)施，降低雨水侵蝕對(duì)路基沉降變形的影響。

2.2 施工中的沉降處理技術(shù)

2.2.1 加筋土路堤處理技術(shù)

加筋土路堤處理技術(shù)是指通過(guò)在路橋過(guò)渡段中埋設(shè)一定數(shù)量的加筋材料，以增加路基強(qiáng)度，大幅度提高路堤剛度，減小路基變形。通過(guò)調(diào)整拉筋材料的布置間距和位置，可將橋背路基與橋梁交界處的臺(tái)階式跳躍沉降變成連續(xù)斜坡式沉降，從而達(dá)到使路橋過(guò)渡段平順的目的。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)研究表明，加筋土路堤結(jié)構(gòu)能有效地處理由橋背路基土的沉降而引起的線路不平順。在施工中，應(yīng)按照一定的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)填筑，選用適當(dāng)?shù)睦畈牧?，并將橋背路基表面沉降控制?～5 cm內(nèi)，使其形成線形連續(xù)型沉降。

2.2.2 鋼混過(guò)渡搭板的設(shè)置技術(shù)

工程中可將一鋼筋混凝土搭板設(shè)置于過(guò)渡段，其一端簡(jiǎn)支在枕梁上；另一端則支撐在剛性橋臺(tái)上。通過(guò)搭板的設(shè)置，可以使剛性橋臺(tái)和柔性路基之間的變化趨緩。搭板的長(zhǎng)度多在5～6 m之間，且通?！?0 m，其放置方式和厚度應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況決定。研究顯示，當(dāng)搭板縱坡變化值在0.1%～0.4%以下時(shí)，不會(huì)影響行車舒適性。但應(yīng)該注意的是：搭板的設(shè)置能顯著增加軌道剛度，但不能減小路基下部及地基變形，因此必須配以其他處理措施才能有效地控制由此而引起的軌面彎折。

2.2.3 粗粒料級(jí)配填筑技術(shù)

粗粒料級(jí)配填筑技術(shù)是指將砂礫石、碎石、低等級(jí)混凝土、水泥石灰穩(wěn)定砂石土等強(qiáng)度高、形變小的級(jí)配粗粒料用于路橋過(guò)渡段的填筑施工中，以減少填料的壓縮性，最大限度地消除路橋之間的沉降差異。在實(shí)際操作中，應(yīng)在確認(rèn)基坑尺寸合格后，及時(shí)進(jìn)行基底壓實(shí)。無(wú)法使用壓路機(jī)時(shí)，可用質(zhì)量為300～700 kg的小型手推式電動(dòng)打夯機(jī)壓實(shí)，壓實(shí)合格后，方可進(jìn)行填筑。首先填筑青石碴，每層青石碴的松鋪厚度應(yīng)≤20 cm，并攤鋪均勻。整平后，用質(zhì)量為500～700 kg的手推式電動(dòng)夯機(jī)壓實(shí)至沒(méi)有明顯碾壓痕跡后，用灌沙法測(cè)定干容重，合格后方可轉(zhuǎn)入下一層，直至達(dá)到標(biāo)高要求，再填筑二灰碎石。每層二灰碎石的松鋪厚度也應(yīng)≤20 cm。含水量適宜的混合料應(yīng)采用集中機(jī)拌，運(yùn)至工地?cái)備?、整平，?2～15 t的壓路機(jī)慢速碾壓。對(duì)于邊角部位，可用質(zhì)量為500～700 kg的小型手推式打夯機(jī)補(bǔ)壓。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速鐵路路橋過(guò)渡段的沉降控制是確保行車安全性和舒適度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須得到建設(shè)方充分的重視。除在設(shè)計(jì)階段指定正確的地基處理方法及填料標(biāo)準(zhǔn)外，施工中也必須依照具體情況選擇加筋土路堤處理技術(shù)、鋼混過(guò)渡搭板設(shè)置技術(shù)、粗粒料級(jí)配填筑技術(shù)等一系列的控制手段，降低沉降形變對(duì)工程的影響。此外，合理的施工組織和工藝監(jiān)測(cè)也是確保工程質(zhì)量必不可少的一環(huán)。相信隨著工程標(biāo)準(zhǔn)的不斷規(guī)范和工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，我國(guó)高速鐵路路橋過(guò)渡段沉降問(wèn)題終將得到有效的控制和解決。

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