一種鹽漬土地區高速鐵路路基結構的製作方法
2023-12-05 04:36:36 1
一種鹽漬土地區高速鐵路路基結構的製作方法
【專利摘要】本發明屬於高速鐵路路基工程【技術領域】，具體涉及一種鹽漬土地區高速鐵路路基結構。它包括由基床表層和基床底層構成的路塹結構，所述基床底層的底部設有隔斷層，所述路塹結構兩側分別設有地面排水系統，地面排水系統底部設有地下排水系統，所述隔斷層沿縱向方向的兩側向外延伸與地面排水系統或地面排水系統相交。本發明用地面排水系統、地下排水系統、隔斷層等多種措施及其組成部分有機結合，緊密連結，針對性強，結構簡單，可有效隔斷地基土與路塹基床結構之間的毛細水運移通道，防止鹽漬土侵蝕路塹基床結構而產生鹽脹、翻脹及溶陷等病害，保證高速鐵路路基工程的長期正常使用。
【專利說明】—種鹽漬土地區高速鐵路路基結構
【技術領域】
[0001]本發明屬於高速鐵路路基工程【技術領域】，具體涉及一種鹽潰土地區高速鐵路路基結構。
【背景技術】
[0002]鹽潰土是指土體中含有可溶鹽超過一定數量的土，是一種具有環境敏感性的特殊土，在地表水、地下水及溫度等環境因素變化的條件下，鹽潰土會發生鹽脹、翻脹及溶陷等病害，因此在鹽潰土地區修建高速鐵路時，極易對路基工程帶來不利的影響。規範明確規定，鹽潰土地段路基應選在地勢較高、地下水位較低、排水條件較好或土中含鹽量相對較低地段通過，並應以路堤方式通過，當部分地段無法規避以路塹方式通過時，則必須做好防病害措施。
[0003]現有在鹽潰土地區，對以路塹方式通過的路基所採取的防病害措施有挖除換填、做好毛細水的隔斷和降低地下水位等方式。但挖除換填鹽潰土層施工程量大，挖除後需遠距離運輸合格填料，且存在棄土堆放問題，影響環境；而毛細水隔斷層採用滲水土隔斷層或浙青砂隔斷層，鹽潰土地區一般缺乏滲水土填料，料源困難，需要量大，無法滿足滲水土隔斷層厚度0.5?1.0m的要求，浙青砂隔斷層同時存在施工控制難度大的問題；降低地下水位措施多採用兩側挖深溝，工程投資較大，一般適用於地下水相對貧乏地區，不適合鹽潰土地區。可見上述措施均存在諸多不足或缺陷。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了解決上述【背景技術】存在的不足，提供一種結構簡單、施工方便的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，能夠有效隔斷毛細水通道，解決鹽潰土地區各種水(含地表水、地下水、毛細水)對高速鐵路帶來的危害。
[0005]本發明採用的技術方案是:一種鹽潰土地區高速鐵路路基結構，包括由基床表層和基床底層構成的路塹結構，所述基床底層的底部設有隔斷層，所述路塹結構兩側分別設有地面排水系統，地面排水系統底部設有地下排水系統，所述隔斷層沿縱向方向的兩側向外延伸至與地面排水系統或地面排水系統相交。
[0006]進一步地，所述地下排水系統為設置於隔斷層兩側邊緣底部的透水溝，所述透水溝包括溝身結構、滲排水網管和砂礫石透水層，所述第二滲排水網管放置於溝身結構內部底部，滲排水網管外包無紡土工布，溝身結構內部用砂礫石透水層鋪滿。
[0007]進一步地，所述隔斷層包括三層，中間層為抗酸鹼複合土工膜或毛細防排水板，上下兩層均為中粗砂層，中間層沿縱向方向的兩側斜向上鋪至地面排水系統底部。
[0008]進一步地，所述溝身結構由混凝土結構構成，其縱斷面為U型結構。
[0009]進一步地，所述地下排水系統為設置於邊溝底部且位於隔斷層兩側的排水盲溝，所述排水盲溝包括溝底結構和滲排水網管，滲排水網管放置於溝底結構內部底部，滲排水網管外部包裹無紡土工布；溝底結構頂部中間區域充填碎石透水層，溝底結構頂部兩側由內至外依次設置豎向的滲排水網墊、中粗砂透水層；所述碎石透水層頂部與邊溝底部之間還設有水平的滲排水網墊。
[0010]進一步地，所述隔斷層包括三層，中間層為抗酸鹼複合土工膜或毛細防排水板，上下兩層均為中粗砂層，中間層沿縱向方向的兩側向外延伸至排水盲溝內部。
[0011]進一步地，所述溝底結構由混凝土結構構成，其縱斷面為U型結構，U型結構中間底部設有凹槽，滲排水網管設置於凹槽內。
[0012]進一步地，所述滲排水網墊由高強度絲狀結構構成，其厚度為45-50mm，空隙率大於等於85%。
[0013]進一步地，所述滲排水網管由高強度絲狀結構構成，其管徑為150mm，管壁空隙率大於80%。
[0014]更進一步地，所述地面排水系統包括基床底層兩側沿其長度方向設置的邊溝和基床表層頂面設置的防滲層，所述防滲層為浙青混凝土或鋼纖維混凝土，其厚度為0.07?0.10m。
[0015]本發明的路基結構採用地面排水系統、地下排水系統、隔斷層等多種措施及其組成部分有機結合，緊密連結，針對性強，結構簡單，可有效隔斷地基土與路塹基床結構之間的毛細水運移通道，防止鹽潰土侵蝕路塹基床結構而產生鹽脹、翻脹及溶陷等病害，保證高速鐵路路基工程的長期正常使用。
[0016]同時，相比於現有採取挖除換填、降低地下水位、滲水土或浙青砂隔斷等措施，本發明鹽潰土隔斷層採用以複合土工膜或毛細排水板為主體的隔斷措施，可明顯降低工程投資，減少環境汙染，可有效防止鹽潰土的毛細水侵蝕路塹，保證路堤工程良好的使用性能。
[0017]並且，完善的地表、地下排水系統可以快速疏幹地基土中的水分，使鐵路路基保持較為乾燥的狀態，可防止鹽潰土基底出現軟化或鹽脹等病害，避免水害的產生。
[0018]此外，本發明的路基結構施工工藝簡單，施工質量易於保證，採用較低的成本解決鹽潰土地區高速鐵路的技術難題，具有較強的推廣應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的斷面示意圖(透水溝)。
[0020]圖2為本發明的另一種斷面示意圖(排水盲溝)。
[0021]圖3為圖2的局部放大圖。
[0022]圖4為本發明透水溝的示意圖。
[0023]圖5為本發明排水盲溝的示意圖。
[0024]圖中:1 一路塹結構，1.1 一基床表層，1.2一基床底層；2 —隔斷層,2.1 一上下兩層，2.2 —中間層；3—地下排水系統，3.1—透水溝，3.2—排水盲溝；4一地面排水系統，4.1 一邊溝，4.2一防滲層；5—原地面線。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，便於清楚地了解本發明，但它們不對本發明構成限定。
[0026]如圖1-3所示，本發明的路基結構適用於鹽潰土地區地勢較低的部位，即路基結構修好後，其頂面低於原地面線5，故其主要由路塹結構1、隔斷層2、地下排水系統3和地面排水系統4組成。路塹結構I兩側設置排水邊溝4.1，地下排水系統3的透水溝3.1或排水盲溝3.2設置於兩側邊溝4.1下部，隔斷層2設置於路塹結構基床底層1.2底部。路塹結構I由基床表層1.1和基床底層1.2構成，基床表層1.1和基床底層1.2的幾何尺寸、填料類型、壓實標準應滿足《高速鐵路設計規範》要求。基床表層和基床底層採用路堤放坡形式，確保基床表層排水通暢，滿足高速鐵路路基在列車高速運行以及自然條件下長期穩定的要求。
[0027]如圖1、圖2所示，隔斷層2設置於基床底層1.2底部，包括三層，中間層2.2為抗酸鹼複合土工膜或毛細防排水板，上下兩層2.1均為中粗砂層。即隔斷層2由上到下依次為0.1m厚的中粗砂層、抗酸鹼複合土工膜或者毛細防排水板、0.1m厚的中粗砂層。隔斷層2的厚度不小於0.2m,以防止鹽潰土吸溼、松脹、溶蝕及腐蝕破壞，並阻斷基底地下水的毛細水對路基的影響，避免鹽潰土對上部填築路塹基床的侵蝕。
[0028]當地下排水系統3為透水溝3.1形式時，隔斷層中層2.2的抗酸鹼複合土工膜或毛細防排水板鋪設時，其沿縱向方向的兩側應斜向上鋪至邊溝4.1底部與其相交，將基床底層1.2與基底地下水的毛細水隔開，避免鹽潰土對上部填築路塹基床的侵蝕。
[0029]當地下排水系統3為排水盲溝3.2形式時，隔斷層中層2.2的抗酸鹼複合土工膜或毛細防排水板鋪設時，其沿縱向方向的兩側應向外延伸至排水盲溝3.2內部，即隔斷層2與排水盲溝3.2 一起將基床底層1.2與基底地下水的毛細水隔開，避免鹽潰土對上部填築路暫基床的侵蝕。
[0030]抗酸鹼複合土工膜應具有對硫酸鹽、氯鹽、碳酸鹽具有長期耐腐蝕性和抗老化性能。抗酸鹼複合土工膜採用兩布兩膜結構，即由下到上依次為加筋基布、PVC膜、防護無紡布、PVC膜組成。抗酸鹼複合土工膜單位面積重量不小於950g/m2 (其中單位面積無紡布質量不小於200g/m2), PVC膜與加筋基布複合體厚度不小於0.6mm,雙向抗拉強度不得小於45kN/m，CBR頂破強度不小於5.0kN，雙向斷裂伸長率小於17%，滲透係數不應大於10_12cm/s，複合土工膜的聚氯乙烯(PVC)含量不應低於20%，幅寬應大於3.0m。抗酸鹼複合土工膜幅間搭接採用焊接方法，焊接寬度不小於10cm，焊接剝離強度不小於70kN，為保證搭接封閉質量，土工膜材質焊接時不得使用聚丙烯PP裂膜絲，粘結時不得使用聚乙烯PE膜。
[0031]毛細防排水板採用聚氯乙烯(PVC)支撐，是一種集毛細吸水、重力和虹吸排水、可防止細顆粒堵塞功能的防排水材料，毛細防排水板表面單個排水槽孔孔徑不小於1.0mm，開槽率(或開孔率)不小於20%，通水量不小於SOcmVm.S，底板具不透水性(隔水性)，抗壓強度彡300kPa ;抗拉強度:縱向彡12MPa，橫向彡4.0MPa ;撕裂強度:縱向彡50kN/m，橫向彡15kN/m;斷裂延伸率:縱向彡150%，橫向彡50% ;刺破強度彡0.2kN，幅寬一般大於
3.0m，厚度不小於2.0mm，應具有對硫酸鹽、氯鹽、碳酸鹽具有長期耐腐蝕性和抗老化性能，PVC毛細防排水板滿鋪時，相鄰排水帶搭接可採用U型釘釘固或熱融連接，連接寬度不小於1cm0
[0032]地下排水系統3可根據地下水發育程度，可選擇透水溝3.1或者排水盲溝3.2的形式。
[0033]如圖1、圖4所示，透水溝3.1設置於隔斷層2兩側邊緣的底部，由溝身結構3.1.1、滲排水網管3.1.2、砂礫石透水層3.1.3等結構組成。溝身結構3.1.1由混凝土結構構成，其縱斷面為U型結構。滲排水網管3.1.2放置於溝身結構3.1.1底部，滲排水網管3.1.2外包200g無紡土工布。滲排水網管3.1.2由高強度絲狀結構構成，管徑150mm，管材環剛度不小於16kPa，管壁空隙率大於80%。溝身結構3.1.1內部的其它空隙部位用砂礫石透水層3.1.3鋪滿。無紡土工布必須耐腐蝕、抗老化，斷裂強度應不小於6.5kN/m，頂破強度不小於0.9kN，撕裂強度不小於160N，且具有良好的透水、滲濾能力，垂直滲透係數不小於3.5X 10_2cm/s，等效孔徑 095 ^ 0.1mm。
[0034]如圖2、如3、圖5所示，排水盲溝3.2設置於邊溝4.1底部且位於隔斷層2兩側，由溝底結構3.2.1、滲排水網管3.2.2、中粗砂透水層3.2.3、滲排水網墊3.2.4、碎石透水層3.2.5 (或卵礫石透水層)等結構組成。溝底結構3.2.1位於最底層，由混凝土結構構成，其縱斷面為U型結構，U型結構中間底部設有凹槽，滲排水網管3.2.2設置於凹槽內，滲排水網管3.2.2外部包裹無紡土工布，凹槽內的其它空隙部位用中粗砂透水層3.2.3鋪滿。溝底結構3.2.1頂部的中間區域充填碎石透水層3.2.5 (或卵礫石透水層)，溝底結構3.2.1頂部兩側由內至外依次設置豎向的滲排水網墊3.2.4、中粗砂透水層3.2.3，碎石透水層
3.2.5 (或卵礫石透水層)頂部與邊溝4.1底部之間設置水平的滲排水網墊3.2.4。
[0035]滲排水網管3.2.2由高強度絲狀結構構成，管徑150mm，管材環剛度不小於16kPa，管壁空隙率大於80%。無紡土工布必須耐腐蝕、抗老化，斷裂強度應不小於6.5kN/m，頂破強度不小於0.6kN，撕裂強度不小於120N，且具有良好的透水、滲濾能力，垂直滲透係數不小於3.5X 10_2cm/s，等效孔徑095彡0.07mm。滲排水網墊3.2.4由高強度絲狀結構構成，厚度50mm，空隙率不小於85%，在壓強50kPa時厚度大於45mm。
[0036]如圖1、圖2所示，地面防排水系統4由兩側邊溝4.1、基床表層1.1頂面的防滲層
4.2組成。邊溝4.1設置於基床底層1.2兩側，匯集路基基床範圍的地表水引排至路基外，同時截斷路基邊坡地表水對路基的不利影響，邊溝4.1 一般為矩形截面，採用混凝土現澆。防滲層4.2 一般設置於基床表層頂面，以阻斷雨水滲入路基填築體內，可採用浙青混凝土、鋼纖維混凝土，厚度一般採用0.07?0.10m。
[0037]本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.一種鹽潰土地區聞速鐵路路基結構，其特徵在於:包括由基床表層和基床底層構成的路塹結構，所述基床底層的底部設有隔斷層，所述路塹結構兩側分別設有地面排水系統，地面排水系統底部設有地下排水系統，所述隔斷層沿縱向方向的兩側向外延伸至與地面排水系統或地面排水系統相交。
2.根據權利要求1所述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:所述地下排水系統為設置於隔斷層兩側邊緣底部的透水溝，所述透水溝包括溝身結構、滲排水網管和砂礫石透水層，所述第二滲排水網管放置於溝身結構內部底部，滲排水網管外包無紡土工布，溝身結構內部用砂礫石透水層鋪滿。
3.根據權利要求2述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:所述隔斷層包括三層，中間層為抗酸鹼複合土工膜或毛細防排水板，上下兩層均為中粗砂層，中間層沿縱向方向的兩側斜向上鋪至地面排水系統底部。
4.根據權利要求2所述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:所述溝身結構由混凝土結構構成，其縱斷面為U型結構。
5.根據權利要求1所述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:所述地下排水系統為設置於邊溝底部且位於隔斷層兩側的排水盲溝，所述排水盲溝包括溝底結構和滲排水網管，滲排水網管放置於溝底結構內部底部，滲排水網管外部包裹無紡土工布；溝底結構頂部中間區域充填碎石透水層，溝底結構頂部兩側由內至外依次設置豎向的滲排水網墊、中粗砂透水層；所述碎石透水層頂部與邊溝底部之間還設有水平的滲排水網墊。
6.根據權利要求5所述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:所述隔斷層包括三層，中間層為抗酸鹼複合土工膜或毛細防排水板，上下兩層均為中粗砂層，中間層沿縱向方向的兩側向外延伸至排水盲溝內部。
7.根據權利要求5所述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:所述溝底結構由混凝土結構構成，其縱斷面為U型結構，U型結構中間底部設有凹槽，滲排水網管設置於凹槽內。
8.根據權利要求5所述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:滲排水網墊由高強度絲狀結構構成，其厚度為45-50mm，空隙率大於等於85%。
9.根據權利要求2或5所述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:所述滲排水網管由高強度絲狀結構構成，其管徑為150mm，管壁空隙率大於80%。
10.根據權利要求1所述的鹽潰土地區高速鐵路路基結構，其特徵在於:所述地面排水系統包括基床底層兩側沿其長度方向設置的邊溝和基床表層頂面設置的防滲層，所述防滲層為浙青混凝土或鋼纖維混凝土，其厚度為0.07?0.1Om0
【文檔編號】E01F5/00GK104250946SQ201410536044
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】詹學啟, 張佔榮, 趙新益, 鄔強, 李玉良, 楊松, 蔣道君 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司