石　超

(江蘇恒久鋼構(gòu)有限公司，江蘇 徐州　221001)

?

煤礦沉陷區(qū)鐵路路基加固

石超

(江蘇恒久鋼構(gòu)有限公司，江蘇 徐州221001)

結(jié)合某煤礦沉陷區(qū)鐵路專用線工程的實(shí)際情況，驗(yàn)算了該路基的地基承載力，提出了土工格柵加固方案，并對(duì)加固后的路堤穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，加固后的路堤滑動(dòng)安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，可正常使用。

鐵路，路基，承載力，土工格柵，穩(wěn)定性

1　工程概況

某礦鐵路專用線全長8.50 km，呈西北～東南走向，由礦業(yè)公司測繪隊(duì)圖紙《某礦鐵路專用線2011年維護(hù)加固工程地形圖》可知，其中某標(biāo)段將受到1825(5)工作面的采動(dòng)影響，影響范圍內(nèi)含1條鐵路專用線，隨著該礦工作面的向前推進(jìn)，鐵路專用線路基將發(fā)生沉陷且不能滿足正常安全行車的要求。

該區(qū)域內(nèi)路基高度基本在15 m～16 m范圍內(nèi)，路基頂寬18 m，左側(cè)三層臺(tái)階，右側(cè)兩層臺(tái)階。路基填料基本都是煤矸石。

2　現(xiàn)有路基穩(wěn)定性分析

2.1現(xiàn)有路堤穩(wěn)定性分析

在“超載”情況下對(duì)現(xiàn)有路堤進(jìn)行穩(wěn)定分析。路堤高度16.000 m，頂寬18 m，左側(cè)三層臺(tái)階，右側(cè)兩層臺(tái)階，計(jì)算簡圖見圖1。

沉陷區(qū)水下部分路堤填料力學(xué)參數(shù)分別按75%，50%，40%進(jìn)行折減，采用有效固結(jié)應(yīng)力法進(jìn)行路堤穩(wěn)定性分析，計(jì)算得到的滑動(dòng)安全系數(shù)見表1。

表1　現(xiàn)有路堤滑動(dòng)安全系數(shù)

TB 10035—2006鐵路特殊路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求的時(shí)速120 km/h以下路堤最小穩(wěn)定系數(shù)1.1。可見，路堤滑動(dòng)安全系數(shù)不僅不能夠滿足規(guī)范要求的最小安全系數(shù)要求，甚至低于1，即可能發(fā)生滑坡[1]。

2.2現(xiàn)有路基地基承載力驗(yàn)算

1)地基承載力計(jì)算參數(shù):

a.承載力驗(yàn)算公式:

p≤γR[fa]。

b.承載力抗力系數(shù)：

γR=1.00。

c.承載力修正公式:

[fa]=[fa0]+2(h-h0)。

2)下臥土層承載力。

根據(jù)上述計(jì)算公式計(jì)算下臥土層特征點(diǎn)的地基承載力，計(jì)算結(jié)果見表2。

表2　現(xiàn)有路堤下臥土層地基承載力

根據(jù)TB 10002.5—2005鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，路堤下臥土層地基承載力均滿足規(guī)范要求，因此無需對(duì)地基進(jìn)行處理[2]。

2.3問題與建議

通過現(xiàn)場調(diào)查和理論分析，現(xiàn)有路堤主要存在以下問題：

1)路堤表面無防護(hù)措施和排水措施，降水后路堤填料力學(xué)性質(zhì)嚴(yán)重下降。

2)路堤安全系數(shù)儲(chǔ)備不足，滑動(dòng)系數(shù)安全系數(shù)小于規(guī)范限值，可能導(dǎo)致路堤滑坡[3]。

建議：對(duì)現(xiàn)有路基路堤進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

3　路基加固設(shè)計(jì)

3.1路堤土工格柵加固設(shè)計(jì)

土工格柵是一種高強(qiáng)度土工合成材料。廣泛應(yīng)用于堤壩、隧洞、碼頭、公路、鐵路、建筑等領(lǐng)域(見圖2)。

本次加固設(shè)計(jì)采用雙向土工格柵(TGSG15-15)，雙向土工格柵是以聚丙烯，高密度聚乙烯為原料，經(jīng)特別的擠壓，雙向拉伸而制成?？蓽p少所需的結(jié)構(gòu)性填土，荷載均勻分布，具有較高的雙向拉伸模量和抗拉強(qiáng)度，較高的抗機(jī)械破壞力，耐久能力。適用于采動(dòng)區(qū)軟土地基處理和加筋土結(jié)構(gòu)。

參照J(rèn)T/T 480—2002交通工程土工合成材料土工格柵，土工格柵分層鋪筑，每層厚度0.3 m～0.5 m，路基底部設(shè)置砂墊層(高度不大于10 cm)，縱向搭接15 cm～20 cm，橫向10 cm，搭接處用塑料帶綁扎，并在鋪設(shè)的格柵每隔1.5 m～2 m用U形釘固定地面，鋪設(shè)的土工格柵應(yīng)及時(shí)回填土料。

3.2路堤加固后穩(wěn)定性分析

在“超載”情況下,對(duì)采用土工格柵加固后路堤進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

計(jì)算簡圖如圖3所示，加固后路堤滑動(dòng)安全系數(shù)如表3所示。

表3　加固后路堤滑動(dòng)安全系數(shù)

填料力學(xué)參數(shù)折減比例/%7550454440加固后滑動(dòng)安全系數(shù)1.4471.3251.3121.1581.106

TB 10035—2006鐵路特殊路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求的時(shí)速120 km/h以下路堤最小穩(wěn)定系數(shù)1.1。可見，在路堤加固后，路堤滑動(dòng)安全系數(shù)能夠滿足規(guī)范要求的最小安全系數(shù)要求，路堤安全即不可能發(fā)生滑坡[4]。

4　結(jié)語

該礦鐵路專用線下路基在采動(dòng)影響下，路堤滑動(dòng)安全系數(shù)小于規(guī)范所要求的最小穩(wěn)定系數(shù)1.1，已不滿足規(guī)范要求，不能繼續(xù)使用。采用土工格柵對(duì)原有路基進(jìn)行加固處理后，路堤滑動(dòng)安全系數(shù)大于規(guī)范所要求的最小滑動(dòng)安全系數(shù)1.1，滿足規(guī)范要求，可以繼續(xù)正常使用。

[1]郭文兵.受采動(dòng)影響建筑物破壞等級(jí)的模糊評(píng)價(jià)[J].礦山測量，1997(4):29-30.

[2]雷哲瑩.地表變形引起建筑物附加內(nèi)力的計(jì)算及抗變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].煤礦開采，2000(1):33-35.

[3]顧曉魯.地基與基礎(chǔ)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.

[4][蘇]B.A.布克林斯基.礦山巖層與地表移動(dòng)[M].王金莊，洪渡，譯.北京:煤炭工業(yè)出版社，1989.

The railway roadbed reinforcement in coal mining subsidence area

Shi Chao

(JiangsuHengjiuSteelStructureLimitedCompany,Xuzhou221001,China)

Combining with the actual situation of a certain coal mining subsidence area railway specific engineering, this paper calculated the foundation bearing capacity of roadbed, proposed the geo-grid reinforcement scheme, and analyzes the embankment stability after reinforcement, the results showed that the embankment sliding safety coefficient after reinforcement meet the specification requirements, could be normal use.

railway, roadbed, bearing capacity, geo-grid, stability

1009-6825(2016)08-0162-02

2016-01-08

石超(1978- )，男，工程師

U213.1

A