楊永清

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司鄭州設(shè)計(jì)院，河南鄭州　450001)

Research on Railway Slope Protection Measures of Stone Material Lack Region

YANG Yong-qing

石料缺乏地區(qū)鐵路邊坡防護(hù)措施研究

楊永清

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司鄭州設(shè)計(jì)院，河南鄭州450001)

Research on Railway Slope Protection Measures of Stone Material Lack Region

YANG Yong-qing

摘要針對(duì)片石缺乏地區(qū)優(yōu)化邊坡防護(hù)、提高經(jīng)濟(jì)效益的需要，經(jīng)研究比選后提出一種可行的混凝土拱形截水骨架護(hù)坡形式，具有用料省，工藝簡(jiǎn)單，可工廠化預(yù)制或現(xiàn)澆，外觀、尺寸及質(zhì)量可控，既可用于永久性邊坡防護(hù)工程，也可用于臨時(shí)工程，并可重復(fù)利用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞半干旱地區(qū)混凝土骨架護(hù)坡邊坡防護(hù)

1概述

我國有著悠久的石料使用歷史，漿砌片石作為一種鐵路邊坡防護(hù)的主要材料，長(zhǎng)期以來發(fā)揮著重要的作用。修建山區(qū)鐵路時(shí)，漿砌片石具有可就地取材、因地制宜、價(jià)格低廉、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)。但我國地域廣闊，在平原、沙漠及戈壁地區(qū)修建鐵路，采用漿砌片石作為防護(hù)材料時(shí)往往面臨片石消耗量大、石材缺乏、運(yùn)輸及人工費(fèi)用偏高的難題。某新建鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為國鐵Ⅰ級(jí)，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部鄂爾多斯境內(nèi)，屬典型的干旱、半干旱大陸性中溫帶氣候區(qū)，四季分明，降水少而集中且不均勻，蒸發(fā)強(qiáng)烈，氣候干旱多風(fēng)沙。該區(qū)域內(nèi)年平均氣溫7.0 ℃～8.33 ℃，最冷月(一月)平均氣溫-7.7 ℃～-7.8 ℃，年平均降水量為270.3～322.31 mm，年平均蒸發(fā)量2 117.47～2 465.2 mm，土壤最大凍結(jié)深度為150～180 cm。沿線出露地層主要有第四系全新統(tǒng)風(fēng)積層(Q4eol)：粉砂、細(xì)砂；沖積層(Q4al)：細(xì)砂；湖積層(Q4l)：粉砂、細(xì)砂，局部地段夾有少量粉土；下伏白堊系下統(tǒng)伊金霍洛組(K1y)棕紅色泥質(zhì)砂巖。遵循因地制宜、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、植物防護(hù)與工程防護(hù)措施綜合應(yīng)用的原則[1-2]，本著優(yōu)化設(shè)計(jì)，貫徹全壽命周期成本管理和提高投資效益的理念[3]，結(jié)合工程實(shí)際經(jīng)研究后，提出一種新的防護(hù)形式和思路，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。

2防護(hù)材料結(jié)構(gòu)比較研究

鐵路邊坡防護(hù)形式多樣，視所處地區(qū)土質(zhì)、邊坡高度、氣候、降雨等綜合確定。因用料省、造型美觀、固坡兼具排水的功能，截水骨架護(hù)坡應(yīng)用廣泛，常見形式主要有有人字形、方格形、拱形[4]。以拱形為例，其邊坡正面設(shè)計(jì)如圖1所示。使用漿砌片石時(shí)，考慮石料砌筑工藝及穩(wěn)定性，骨架結(jié)構(gòu)嵌入邊坡厚度一般為0.40～0.60 m[5]，但砌筑工藝復(fù)雜，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大。若采用混凝土，嵌入結(jié)構(gòu)、厚度比照漿砌片石的話，造價(jià)偏高，不經(jīng)濟(jì)。但混凝土可塑性強(qiáng)，外觀、尺寸及質(zhì)量可控，工藝簡(jiǎn)單，澆筑、預(yù)制均可。因此，骨架結(jié)構(gòu)尚存在優(yōu)化的余地。

圖1　拱形截水骨架護(hù)坡正視圖(單位：m)

從結(jié)構(gòu)形式、砌筑厚度、材料用量等方面對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)一般漿砌片石骨架和優(yōu)化后的混凝土骨架進(jìn)行比較研究。圖2為A節(jié)點(diǎn)縱剖面(縱向指順坡面傾斜方向)骨架不同材料結(jié)構(gòu)對(duì)照，采用漿砌片石結(jié)構(gòu)厚度0.50 m，采用混凝土結(jié)構(gòu)厚度0.15 m，并增加前緣止滑凸擋，提高支骨架抗沖刷能力，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，材料用量節(jié)省約64%。圖3為B節(jié)點(diǎn)縱剖面骨架結(jié)構(gòu)對(duì)照，采用漿砌片石結(jié)構(gòu)厚度0.50 m，采用混凝土結(jié)構(gòu)厚度0.15 m，每隔1 m設(shè)置一處止滑擋塊，鑲嵌緊密，增強(qiáng)主骨架穩(wěn)定性，材料用量節(jié)省約65.5%。圖4為B節(jié)點(diǎn)橫剖面(橫向指順線路的水平方向)骨架結(jié)構(gòu)對(duì)照，采用漿砌片石結(jié)構(gòu)厚度0.50 m，采用混凝土結(jié)構(gòu)厚度0.15 m，材料用量節(jié)省約71%。

圖2　A節(jié)點(diǎn)縱剖面對(duì)照(單位：m)

圖3　B節(jié)點(diǎn)縱剖面對(duì)照(單位：m)

圖4　B節(jié)點(diǎn)橫剖面對(duì)照(單位：m)

3工程應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)意義

該工程骨架護(hù)坡防護(hù)面積約43.2萬m2，采用漿砌片石骨架，骨架漿砌片石用量77 066 m3，采用混凝土骨架，骨架混凝土用量30 673 m3，用料及結(jié)構(gòu)優(yōu)化后節(jié)省投資968萬元，經(jīng)濟(jì)性明顯。圖5為采用混凝土骨架護(hù)坡的某新建成鐵路?，F(xiàn)狀防護(hù)效果良好，肩棱齊整，骨架內(nèi)植被發(fā)育，路容美觀。

圖5　采用混凝土預(yù)制塊骨架護(hù)坡

另外，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)及施工需要，混凝土結(jié)構(gòu)可預(yù)制或現(xiàn)澆，尺寸、外觀、質(zhì)量可控，較砌筑片石工藝簡(jiǎn)單，可大幅提高砌筑效率，勞動(dòng)強(qiáng)度低，符合現(xiàn)行規(guī)范的指導(dǎo)精神，有利于保證工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn) “機(jī)械化、工廠化、專業(yè)化、信息化”的現(xiàn)代化施工要求[6]。

4結(jié)束語

混凝土拱形截水骨架護(hù)坡具有用料省、工藝簡(jiǎn)單、可工廠化預(yù)制或現(xiàn)澆的優(yōu)點(diǎn)，外觀、尺寸及質(zhì)量可控，既可用于永久性邊坡防護(hù)工程，也可用于臨時(shí)工程，具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前國家正在實(shí)施高鐵走出去戰(zhàn)略，不斷創(chuàng)新投資控制管理理念，建立科學(xué)的決策體系，進(jìn)行多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選[7]，以及鐵路邊坡防護(hù)新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)的跟進(jìn)研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。結(jié)合《鐵路工程綠色通道建設(shè)指南》的要求，骨架內(nèi)種植適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的灌木或草本植物[8]，具有良好的防護(hù)效果，達(dá)到路容美觀，生態(tài)、環(huán)保的要求。需注意的是，邊坡防護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)性、綜合性較強(qiáng)的工作，需結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀弧⒌刭|(zhì)、氣候等條件確定，對(duì)于降雨量大，沖刷嚴(yán)重的地區(qū)，需加大混凝土骨架止滑塊嵌入深度，同時(shí)借鑒目前綠化混凝土的研究及建設(shè)成果[9-10]，骨架內(nèi)采可采取鋪設(shè)綠化混凝土等措施，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國鐵道部.TB10001—2005鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005

[2]中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)[2009]172號(hào)鐵路邊坡防護(hù)及防排水工程設(shè)計(jì)補(bǔ)充規(guī)定[S].北京：中國鐵道出版社，2009

[3]鐵總建設(shè)[2013]103號(hào)中國鐵路總公司關(guān)于印發(fā)《鐵路工程設(shè)計(jì)措施優(yōu)化指導(dǎo)意見》的通知[S]

[4]李毓林.鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國鐵道出版社，1995

[5]鐵道部工務(wù)局.鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國鐵道出版社，1991

[6]中華人民共和國鐵道部.TB10424—2010鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國鐵道出版社，2011

[7]孫勁松.鐵路工程建設(shè)項(xiàng)目投資控制的措施[J].鐵道勘察，2014(4)

[8]中國鐵路總公司.鐵總建設(shè)[2013]94號(hào)鐵路工程綠色通道建設(shè)指南[S].北京：中國鐵道出版社，2013

[9]趙靜怡.綠化混凝土在鐵路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].鐵道勘察，2014(3)

[10]王桂玲，王尤志，張海霞，等.植生混凝土施工技術(shù)研究[J].混凝土，2013：151-153

中圖分類號(hào)：U213.1+3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-7479(2015)01-0063-02

作者簡(jiǎn)介：楊永清(1982—)，男，2009年畢業(yè)于西南交通大學(xué)巖土工程專業(yè)，工學(xué)碩士，工程師。

收稿日期：2014-12-08