鐵道工程05路基排防護(hù)設(shè)計(jì)

1、1鐵 道 工 程railway engineering主講教師：王天亮聯(lián)系電話-mail: qq：1721823802道路與鐵道工程教研室 2011.9.12復(fù)習(xí)：n1、什么樣的路基邊坡破裂面是直線？n2、什么樣的路基邊坡破裂面是圓??？n3、直線破裂面法的計(jì)算步驟。n4、條分法的計(jì)算步驟？n5、畢肖普法的特點(diǎn)與計(jì)算步驟？n6、36度線法、4.5h法的含義。3路基排水與防護(hù)n第一節(jié) 路基排水路基地面排水路基地下水的降低與排除設(shè)備n第二節(jié) 路基防護(hù)路基坡面防護(hù)路基沖刷防護(hù)n第三節(jié) 路基邊坡坡面綠色防護(hù)技術(shù)鐵路路基邊坡坡面綠色防護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀土質(zhì)路基邊坡坡面綠色防護(hù)設(shè)計(jì)4第一節(jié)

2、 路基排水n水的破壞性地表水滲入路基土體會(huì)降低土的抗剪強(qiáng)度； 地下水的存在和活動(dòng)往往引起各種路基病害，是路基變形發(fā)生和發(fā)展的基本原因 ；在低路堤條件下，由于毛細(xì)作用，水分可能升入路堤內(nèi)，使填料強(qiáng)度下降 ；水還是產(chǎn)生溶蝕和凍害的主要原因之一；5n排水設(shè)計(jì)原則安全性：首先保證路基穩(wěn)定，行車安全；系統(tǒng)性:n排水設(shè)備應(yīng)與橋涵、隧、站等排水設(shè)備銜接配合；經(jīng)濟(jì)性：n排水溝渠應(yīng)在地形地質(zhì)較好的地區(qū)范圍內(nèi)通過(guò)；n應(yīng)盡可能引接至天然河溝減少橋涵工程；n應(yīng)貫徹因地制宜、就地取材的原則，以減少造價(jià)；環(huán)保性：鄰里友好性n少占農(nóng)田，與水利規(guī)劃和土地使用規(guī)劃等相配合。n不應(yīng)直接使水流入農(nóng)田，損害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。6路基地面排水n

3、(1)排水溝：用以排除路堤范圍內(nèi)的地面水。當(dāng)?shù)孛孑^平坦時(shí)，設(shè)于路堤兩側(cè)，當(dāng)?shù)孛孑^陡時(shí)，應(yīng)設(shè)于迎水一側(cè)。當(dāng)有取土坑時(shí)，可用取土坑代替排水溝。排水溝應(yīng)設(shè)置在路堤天然護(hù)道以外。7路基地面排水n(2) 側(cè)溝在路塹地段用以排除路基面和路塹邊坡坡面的地面水， 設(shè)于路基面兩側(cè)或一側(cè)(半路塹)。n(3) 天溝用于排除山坡迎水方向流向路塹的地面水。8一、路基地面排水n(1)排水溝、(2) 側(cè)溝、(3) 天溝、邊坡中部平臺(tái)截水溝 都是縱向排水設(shè)備；要因地制宜，縱坡合理，配合得當(dāng)。橫向排水坡度一般不易小于 4% （路拱的高度就是按此橫坡確定的），以便迅速排走降水?？v坡不易小于 2 ，但不易大于 8 以免溝底被沖刷。

4、形狀、尺寸、是否襯砌。9路基地面排水n(4) 跌水：主槽底部呈臺(tái)階狀的急流槽， 其構(gòu)造可有單級(jí)和多級(jí)兩類， 每級(jí)高差為0.2 - 2.0 m ， 利用臺(tái)階跌水消能。一般應(yīng)作鋪砌防護(hù)。10路基地面排水n(5)緩流井溝底縱坡較陡的水溝， 可設(shè)計(jì)成兩段較緩坡的水溝用緩流井連接起來(lái)。兩段水溝的落水高差最大可達(dá)1 5 m 。11路基地面排水n(6) 急流槽用片石、混凝土材料筑成的銜接兩段高程較大的排水設(shè)施。主槽縱坡大，水流急，出口設(shè)有消力池、消能檻等消能裝置，溝底縱坡可達(dá)1:2 。設(shè)在路塹邊坡上的急流槽又稱吊溝。12路基地面排水n(4) 跌水、(5)緩流井、(6) 急流槽可作縱向排水用，也可用于橫向排水

5、。n水的落差較大，注意防沖刷。13路基地下水的降低與排除設(shè)備n(1)明溝及排水槽明溝是兼排地面水及地下水的排水設(shè)備。溝底一般應(yīng)挖至不透水層若不透水層太深，溝底置于透水層內(nèi)，則溝底及水溝邊坡應(yīng)用不透水材料作護(hù)層，以免溝中水滲入土中。1415路基地下水的降低與排除設(shè)備排水槽也是一種兼排地面水和地下水的設(shè)備排水槽側(cè)壁有滲水孔， 側(cè)壁外最好填一層粗砂、細(xì)礫石或爐渣組成的反濾層。滲水孔在槽壁的上部，槽內(nèi)水面以下的槽壁是不透水的，以免水反滲入土中。1617路基地下水的降低與排除設(shè)備n（2）滲水暗溝滲水暗溝又稱盲溝，是一種地下排水設(shè)備，用于攔截、排除較深含水層內(nèi)的地下水，疏干滑體中的水或降低地下水位，通常采

6、用明挖法施工。分為有管滲溝和無(wú)管滲溝兩種。埋設(shè)預(yù)制管節(jié)而成的滲溝稱為有管滲溝；就地砌筑的矩形斷面滲溝稱為無(wú)管滲溝。按作用和位置分為：截水和引水滲溝，無(wú)砂混凝土滲溝，邊坡滲溝，支撐滲溝。1718有管滲溝 n有管滲溝的滲水管是管壁帶有滲水孔的陶管或混凝土管。 a a）滲水管）滲水管 b b）有管滲溝出口）有管滲溝出口 有管滲溝示意圖（單位：有管滲溝示意圖（單位：mmmm）1819路基地下水的降低與排除設(shè)備n（2）滲水暗溝截水和引水滲溝按其深度分為淺埋滲溝和深埋滲溝，淺埋滲溝深度一般為2-6m，深埋滲溝的深度一般大于6 m。1920（2）滲水暗溝截水滲溝2021（2）滲水暗溝n無(wú)砂混凝土滲溝無(wú)砂混凝

7、土用水泥、粗集料(礫石或角礫)及水拌制而成。具有透水孔隙。代替施工困難的反濾層和滲孔設(shè)備，具有透水性能和過(guò)渡能力好，施工簡(jiǎn)便及節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)。具有一定的強(qiáng)度，可以省去滲溝內(nèi)部的填充料。2122無(wú)砂混凝土滲溝圖2223（2）滲水暗溝n邊坡滲溝2324（2）滲水暗溝n邊坡滲溝2425（2）滲水暗溝邊坡滲溝縱斷面邊坡滲溝縱斷面2526（2）滲水暗溝n支撐滲溝支撐滲溝主要起支撐作用，兼起排除地下水和疏干土壤中水的作用。支撐滲溝通常采用成組的條帶形布置，斷面采用矩形2627(3) 滲水隧洞28(3) 滲水隧洞29(4) 平孔排水2930(4) 平孔排水l 為排除路基土體或滑坡體中的地下水，可使用仰斜度為

8、1015的排水平孔。依據(jù)水文地質(zhì)條件，平孔可平行排列或扇形排列布置 31(4) 平孔排水31l 根據(jù)需要可布置一層或多層，但平孔的位置必須埋于地下低水位以下，盡量擴(kuò)大疏干范圍。由于平孔施工簡(jiǎn)單，收效顯著，為國(guó)外廣泛采用。我國(guó)在整治滑坡中，采用平孔排除地下水也取得良好效果。32(5) 集水滲井n(5) 集水滲井3233n 水溝的沖刷防護(hù)和防淤、防滲 當(dāng)水溝的天然土層不足以抵御流速的沖刷時(shí)，需對(duì)水溝采取加固措施 水溝的滲漏對(duì)于某些地質(zhì)不良地區(qū)路基的穩(wěn)固是一種有害因素，所以必須防止 防滲的方法：表層夯拍，三合土、四合土捶面，漿砌片石護(hù)面及用混凝土水槽等，對(duì)于采用卵石護(hù)面或干砌片石護(hù)面的水溝，也可在其

9、底層用粘土夯鋪一層厚0.20.3m的土層 為了防止?jié){砌片石及混凝土水槽預(yù)留的伸縮縫滲水，應(yīng)用瀝青麻筋嵌塞縫隙34水溝加固類型 35天然材料護(hù)面 36拼裝式混凝土板護(hù)面 37第二節(jié) 路基防護(hù)n坡面防護(hù)邊坡、路肩的穩(wěn)定n沖刷防護(hù)邊坡坡腳受水流沖刷3738一、坡面防護(hù)n坡面防護(hù)防坡面雨水沖刷，流失、垮塌；防風(fēng)化、剝落：防風(fēng)防砂：3839坡面防護(hù)n1.植物防護(hù)邊坡植物防護(hù)是指人工培植邊坡植被，使植物的根系產(chǎn)生加固邊坡表層士的作用，同時(shí)利用植物的枝葉保護(hù)坡面，防止或減少降水尤其是暴雨對(duì)邊坡的沖刷以保護(hù)邊坡。植物防護(hù)又可以改善環(huán)境。n植物防護(hù)的方法種草鋪草皮種植灌木3940n（1）邊坡種草：草種 、土質(zhì)

10、、肥料播撒、溝播、點(diǎn)播。4041n（2）鋪草皮成活速度更快，抗沖蝕能力更強(qiáng)，成本高?？蓾M鋪，也可與方格骨架護(hù)坡結(jié)合使用。414242平鋪草皮、 平鋪疊置草皮、方格式草皮等 平鋪草皮平鋪草皮 平鋪疊置草皮平鋪疊置草皮4343平鋪草皮、 平鋪疊置草皮、方格式草皮等 方格式草皮方格式草皮 卵（片）石方格草皮卵（片）石方格草皮44n（3）種植灌木樹(shù)坡面防護(hù)也可植樹(shù)，一般是草、樹(shù)間植，采用根系發(fā)達(dá)、枝葉茂盛、能迅速生長(zhǎng)的矮灌木，如一年成活的紫穗槐；二年成活的夾竹桃等 紫穗槐在西北半干旱、高寒地區(qū)整治路基坡面溜坍曾獲突出效果4445適用條件適用條件注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)種草種草或噴或噴植草植草土質(zhì)邊坡，坡度緩?fù)?/p>

11、質(zhì)邊坡，坡度緩于于i : 1. 25當(dāng)邊坡較高時(shí)，可用當(dāng)邊坡較高時(shí)，可用士工網(wǎng)、土工網(wǎng)墊與士工網(wǎng)、土工網(wǎng)墊與種草結(jié)合防護(hù)種草結(jié)合防護(hù)鋪草鋪草皮皮土質(zhì)和強(qiáng)風(fēng)化、全土質(zhì)和強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的巖石邊坡。風(fēng)化的巖石邊坡。坡度不陡于坡度不陡于1 : 1草皮可為天然草皮，草皮可為天然草皮，亦可為人工培植的土亦可為人工培植的土工網(wǎng)萃皮工網(wǎng)萃皮種植種植灌木灌木土質(zhì)和全風(fēng)化的巖土質(zhì)和全風(fēng)化的巖石邊坡。坡度不陡石邊坡。坡度不陡于于i : 1.5樹(shù)種應(yīng)為根系發(fā)達(dá)、樹(shù)種應(yīng)為根系發(fā)達(dá)、枝葉茂盛、適合當(dāng)?shù)刂θ~茂盛、適合當(dāng)?shù)匮杆偕L(zhǎng)的低矮灌木迅速生長(zhǎng)的低矮灌木45462. 坡面的補(bǔ)強(qiáng)及加固包括抹面、噴漿、勾縫和灌漿。n抹面適于

12、易風(fēng)化的秸土巖類，抹面材料可因地制宜， 采用具有一定強(qiáng)度且具有良好防水性的三合土或其他材料。464747484849噴護(hù)、掛網(wǎng)噴護(hù)49503. 砌石護(hù)坡(1) 干砌片石護(hù)坡(2) 漿砌片石護(hù)坡(3) 漿砌片石骨架護(hù)坡或混凝土骨架護(hù)坡(4) 漿砌片石護(hù)墻5051515252535354邊坡防護(hù)工程實(shí)例邊坡防護(hù)工程實(shí)例5455鋼筋混凝土框架護(hù)坡 56土工網(wǎng)墊57鋪設(shè)土工網(wǎng)墊58土工網(wǎng)墊 草坪護(hù)坡59土工網(wǎng)墊植草護(hù)坡60土工網(wǎng)墊結(jié)合草坪61路塹邊坡 鋪設(shè)土工網(wǎng)6263646566676869應(yīng)用土工格室進(jìn)行邊坡防護(hù)，提高坡面強(qiáng)度、防止水流沖蝕70二、路基沖刷防護(hù)n沖刷防護(hù)的原因：沿河的鐵路路基，受河

13、流變遷及沖刷的威脅尤其到了每年的洪水漲水季節(jié)，水流對(duì)路基的沖刷乃至沖毀，常給行車安全造成巨大的威脅和災(zāi)害故必須以有效的措施防止河岸與路堤邊坡被沖刷，確保路基安全穩(wěn)定 71n1.沖刷防護(hù)的類型直接防護(hù)直接防護(hù)中，除植物防護(hù)（主要指植樹(shù)）與砌石防護(hù)外，對(duì)于較大流速和浸水部分來(lái)說(shuō)，還有拋石、石籠、柔性板與抗滑樁等 間接防護(hù)主要指導(dǎo)治和改河 7172防護(hù)防護(hù)類型類型結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式適用條件適用條件注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)容許流速容許流速(m/s(m/s) )水文、地形條件水文、地形條件植物植物防護(hù)防護(hù)鋪草皮鋪草皮1.21.21.81.8水流方向與線路近乎平水流方向與線路近乎平行行, ,不受各種洪水主流不受各種

14、洪水主流的沖刷的季節(jié)性浸水路的沖刷的季節(jié)性浸水路堤邊坡防護(hù)堤邊坡防護(hù)有淺灘地段的河岸沖刷有淺灘地段的河岸沖刷防護(hù)防護(hù)種植防水林掛柳種植防水林掛柳干砌干砌片石片石護(hù)坡護(hù)坡單層干砌厚一般單層干砌厚一般 0.25-0.5m0.25-0.5m雙層干砌厚雙層干砌厚 上層上層0.25-0.35m, 0.25-0.35m, 下層下層0.25m0.25m2 24 4水流方向較平順的河岸水流方向較平順的河岸灘地邊緣灘地邊緣; ;不受主流沖不受主流沖刷的路堤邊坡刷的路堤邊坡應(yīng)設(shè)置墊層應(yīng)設(shè)置墊層漿砌漿砌護(hù)坡護(hù)坡片石厚片石厚 0.3-0.6m0.3-0.6m混凝土混凝土0.08-0.2m0.08-0.2m4 48 8

15、主流沖刷及波浪作用強(qiáng)主流沖刷及波浪作用強(qiáng)烈處的路堤邊坡烈處的路堤邊坡有凍脹變形有凍脹變形的邊坡上應(yīng)的邊坡上應(yīng)設(shè)墊層設(shè)墊層7273防護(hù)防護(hù)類型類型結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式適用條件適用條件注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)容許流容許流速速(m/s(m/s) )水文、地形條件水文、地形條件拋石拋石石塊尺寸根據(jù)流速石塊尺寸根據(jù)流速和波浪大小計(jì)算和波浪大小計(jì)算, ,一般一般0.30.30.5m0.5m3 3水流方向較平順?biāo)鞣较蜉^平順, ,無(wú)無(wú)嚴(yán)重局部沖刷地段嚴(yán)重局部沖刷地段拋石厚度不應(yīng)拋石厚度不應(yīng)小于石塊尺寸小于石塊尺寸之兩倍之兩倍石籠石籠鍍鋅鐵絲、竹編籠鍍鋅鐵絲、竹編籠箱或土工格柵籠箱箱或土工格柵籠箱5-65-6受洪水沖刷但

16、無(wú)滾受洪水沖刷但無(wú)滾石的地段和大石料石的地段和大石料缺少的地區(qū)缺少的地區(qū)大型大型砌塊砌塊2m2m2m2m2m2m3m3m3m3m2m2m5-8 5-8 受主流沖刷嚴(yán)重的受主流沖刷嚴(yán)重的河段河段常與腳墻配合常與腳墻配合使用使用浸水擋浸水擋土墻土墻5 58 8峽谷急流地段峽谷急流地段, ,水流水流沖刷嚴(yán)重地段沖刷嚴(yán)重地段7374直接防護(hù)1：鋪草皮磚臺(tái)階式疊砌 豎立式疊砌 75直接防護(hù)2：拋石護(hù)坡新建路基坡腳拋石防護(hù)示意圖 反濾墊層亦可使用無(wú)紡?fù)凉た椢锊辉O(shè)墊層 設(shè)置墊層 76不設(shè)墊層 設(shè)置墊層 既有線路基坡腳拋石防護(hù)示意圖 反濾墊層亦可使用無(wú)紡?fù)凉た椢镏苯臃雷o(hù)2：拋石護(hù)坡77干砌片石護(hù)坡示意圖 直接

17、防護(hù)3：片石護(hù)坡78直接防護(hù)3：片石護(hù)坡基礎(chǔ)腳墻埋設(shè)在沖刷深度線以下 79混凝土板護(hù)坡示意圖 直接防護(hù)4：混凝土板護(hù)坡柔性混凝土塊板防護(hù)基礎(chǔ) 80柔性混凝土塊板防護(hù)布置及構(gòu)造圖柔性混凝土塊防護(hù)具有柔性，可保護(hù)坡腳防止被淘刷 81直接防護(hù)5：石籠護(hù)坡鋼絲籠，土工網(wǎng)；較好的強(qiáng)度與柔性；材料不耐久性，使用年限不長(zhǎng)。可用壘碼或平鋪于828384n間接防護(hù)措施:采用導(dǎo)流或阻流的方法，改變水流性質(zhì)：流向：迫使主流流向偏離被防護(hù)的路段；流速：減小流速，緩和水流對(duì)路基的作用；沖刷和淤積：改變河槽中沖刷和淤積的部位改變河道等改移河道：n改移河道應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)慎重從事導(dǎo)流建筑物：n導(dǎo)流建筑物常用的有丁壩丁壩和順壩順壩兩種。8485n丁壩：導(dǎo)流壩與路基成“丁”字形。也叫挑壩85根據(jù)壩身的長(zhǎng)短，丁壩又可分為長(zhǎng)丁壩、短丁壩 86n丁壩：丁壩應(yīng)成群布置，單個(gè)丁壩可使水流發(fā)生環(huán)曲，造成新的沖刷。長(zhǎng)丁壩干擾整個(gè)水流，使水流沖向?qū)Π抖潭沃挥绊懢植克?，使水流趨向河心?687丁壩的形式n按照河水流向與丁壩交角的大小，丁壩分成垂直、上挑、下挑三種布置形式 。8788n丁壩的壩頭、對(duì)于水流作用為首當(dāng)其沖，而且易受水