于東彬 徐增健
摘?要:通過對公路、鐵路相關(guān)規(guī)范和工程實(shí)例的比較分析,闡述了黃土路塹情況下公路、鐵路路基設(shè)計的差異,從設(shè)計參數(shù)到路基處理、邊坡防護(hù)類型的選擇。在不同的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計理念下,公路和鐵路可以相互借鑒,拓寬思路并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),使路基設(shè)計更加經(jīng)濟(jì)、合理、技術(shù)可行。
關(guān)鍵詞:公路;鐵路;路基設(shè)計;黃土路塹;邊坡防護(hù)
1?前言
在以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)下,深入貫徹黨的十九大精神,緊緊圍繞統(tǒng)籌推進(jìn)“五位一體”總體布局和協(xié)調(diào)推進(jìn)“四個全面”戰(zhàn)略布局要求,構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化綜合交通體系,實(shí)現(xiàn)到2035年,基本建成交通強(qiáng)國。
建設(shè)現(xiàn)代化高質(zhì)量綜合立體交通網(wǎng)絡(luò),公路和鐵路作為主要的交通方式,更將得到長足的發(fā)展。長久以來,公路行業(yè)和鐵路行業(yè)各自有自成體系的設(shè)計理念和規(guī)范,在遇到相同的地質(zhì)情況下,處理方式存在一定的差異,筆者通過近期幾條公路和鐵路設(shè)計的實(shí)例,對比了黃土地區(qū)路塹邊坡設(shè)計。路基設(shè)計應(yīng)該觸類旁通,可以取長補(bǔ)短,希望給大家?guī)硪欢ǔ潭壬下坊O(shè)計理念的探討和研究。在不同的設(shè)計規(guī)范和理念下,公路和鐵路互為參考借鑒使用,拓寬思路并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中,使得路基設(shè)計更加經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行。
2?工程實(shí)例
以下是幾個公路項目和鐵路項目的設(shè)計斷面,我們可以進(jìn)行對比研究。
2.1 韓黃高速公路
本項目為高速公路,設(shè)計速度80km/h,平曲線最小半徑700m。詳見圖1 黃土地段深挖方典型工點(diǎn)橫斷面示意圖。
2.2 太原西北二環(huán)公路(單位:厘米)
本項目為公路-Ⅰ級,設(shè)計速度80km/h,平曲線最小半徑400m。詳見圖2 黃土地段深挖方典型工點(diǎn)橫斷面示意圖。
2.3 陜西建華鐵路專用線典型工點(diǎn)示意圖(單位:米)
本項目為貨運(yùn)鐵路,單線,線路等級推薦采用Ⅲ級鐵路,設(shè)計速度60km/h,最小曲線半徑采用一般500m,困難300m。詳見圖3 黃土地段深挖方典型工點(diǎn)橫斷面示意圖。
2.4陜西西柏坡鐵路專用線(單位:米)
本項目為貨運(yùn)鐵路,單線,線路等級推薦采用Ⅲ級鐵路,設(shè)計速度80km/h,最小曲線半徑采用一般600m,困難500m。詳見圖4 黃土地段深挖方典型工點(diǎn)橫斷面示意圖。
3?常用設(shè)計參數(shù)
3.1 巖土指標(biāo)
對于巖體結(jié)構(gòu)面指標(biāo),一般宜根據(jù)現(xiàn)場原位試驗(yàn)確定,《公路路基設(shè)計規(guī)范》中結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角根據(jù)結(jié)合程度為12~35°,《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》中土質(zhì)一般為35°。
3.2 主要設(shè)計參數(shù)
詳見公路鐵路黃土路塹設(shè)計主要設(shè)計參數(shù)對比表1。
3.3 路塹挖深
路塹邊坡高度應(yīng)根據(jù)地層巖性、巖體破碎程度、水文地質(zhì)條件等綜合確定,從路塹開挖深度來說,公路也通常比鐵路要高。從比對幾條設(shè)計線看,公路路塹邊坡普遍挖方很大,個別高度達(dá)到60~70米;而鐵路路基相關(guān)規(guī)范規(guī)定鐵路一般深路塹原則上不超過30m,新黃土路塹邊坡高度不宜超過20m,老黃土路塹邊坡高度不宜超過25m。
3.4 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)
詳見路塹邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)對比表2。
3.5 其他針對性措施
對濕陷性黃土的處理,也存在很大的不同。除經(jīng)常采用的沖擊碾壓或者重型碾壓外,公路路面由于一般采用瀝青混凝土或混凝土材料,具有一定的封水性;而在《鐵路特殊路基設(shè)計規(guī)范》中明確要求黃土路塹基床表層應(yīng)進(jìn)行換填處理,基床底層頂部宜采取封閉、隔水措施。鐵路路基基床處理一般采用兩布一膜不透水土工布封水或采用三七(或二八)灰土封水,同時要求黃土地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)排水,濕陷性黃土地區(qū)路基邊坡外20m范圍不應(yīng)有積水。
4?心得體會
從以上工程實(shí)例和設(shè)計參數(shù)簡單的對比中可以看出,公路和鐵路設(shè)計理念并不完全相同。簡單來說,對于黃土路塹,公路的設(shè)計理念以“寬臺陡坡”為主,輕支擋防護(hù)為輔;鐵路設(shè)計近年來則相對以緩邊坡、重防護(hù)為主,疏導(dǎo)排水為輔。另外,公路更注重視野視距要求,所以多層大開挖,少支擋,輕防護(hù),而鐵路則沒有這方面的考慮。所以,公路更經(jīng)濟(jì)節(jié)約,鐵路則要求百年設(shè)計,更注重長久邊坡穩(wěn)定安全,路基設(shè)計如何綜合考慮,平衡經(jīng)濟(jì)和技術(shù)關(guān)系,這是每一個設(shè)計人員應(yīng)該思考的。
建議在等級高的鐵路設(shè)計中,可以多采用重型支護(hù)形式,減少土方工程和用地;而在等級不高的鐵路路基設(shè)計中可以參考公路做法,達(dá)到路基設(shè)計技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)節(jié)約的目的。
在長期的工程實(shí)踐中,總結(jié)更多項目經(jīng)驗(yàn)來指導(dǎo)設(shè)計,綜合考慮不同地區(qū)、不同等級、不同的地質(zhì)情況條件下,選擇更經(jīng)濟(jì)合理的措施,是每一個設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)做到的,也是為建設(shè)祖國成為交通強(qiáng)國作出貢獻(xiàn)。
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通信作者簡介:于東彬(1973-),女,天津人,本科,高級工程師,主要從事鐵路線路路基施工管理工作。