路基課程設(shè)計單線鐵路

1、路基工程課程設(shè)計姓名：任闖闖 學(xué)號：09232054 班級：土木0911 專業(yè)：土木工程（鐵道工程） 指導(dǎo)老師：馮瑞玲目錄第一章 概述- 1 -一、設(shè)計任務(wù)- 1 -二、基本資料- 1 -第二章 路基斷面設(shè)計- 3 -一、繪制設(shè)計斷面處的地形圖- 3 -二、路基橫斷面各部尺寸擬定- 3 -三、路基面加寬量計算- 4 -四、繪制路基橫斷面圖- 4 -第三章 路基邊坡穩(wěn)定性驗算- 5 -一、路基面上的載荷- 5 -二、進(jìn)行初步設(shè)計斷面的邊坡穩(wěn)定性驗算- 5 -三、最終設(shè)計斷面邊坡穩(wěn)定性驗算- 5 -四、填土沿天然地面滑動穩(wěn)定性驗算- 6 -五、繪制路基橫斷面設(shè)計圖- 6 -第四章 施工方法及程序-

2、 7 -一、基床表層和基床底層及下部填土的填料選擇- 7 -二、施工方法及主要機具設(shè)備- 7 -三、質(zhì)量檢驗方法及主要設(shè)備- 9 -第一章 緒論一、設(shè)計任務(wù)和目的：本課程設(shè)計的目的是培養(yǎng)同學(xué)們在課堂上已獲得的知識和參閱其他文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)已有資料。設(shè)計曲線地段路基的橫斷面及驗算邊坡穩(wěn)定性的能力，以及確定施工程序。通過本設(shè)計，可以培養(yǎng)同學(xué)們在已學(xué)知識的基礎(chǔ)上，查閱文獻(xiàn)，進(jìn)行獨立設(shè)計的能力。二、基本資料：1、線路資料鐵路等級：I級單線鐵路路基設(shè)計時速：160km/h曲線半徑：R=5000m設(shè)計路肩標(biāo)高：H=194.6m軌型：重型無地下水及地震的影響，年平均降水量200mm，降水量少，無地表水排水

3、溝按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計地基承載力滿足設(shè)計要求2、場地地形圖及線路平面圖3、工程地質(zhì)情況土層編號土的名稱土層頂面標(biāo)高m土層厚度m1殘積土187.552強風(fēng)化花崗巖182.5未鉆穿4、填土的物理力學(xué)性質(zhì)土的名稱重度kN/m3粘聚力kPa內(nèi)磨擦角°殘積土18.020225、基床的物理力學(xué)性質(zhì)土的名稱重度kN/m3粘聚力kPa內(nèi)摩擦角°基床表層（級配碎石）20.03030基床底層（粗礫土）19.025256、參考文獻(xiàn) 鐵路路基設(shè)計規(guī)范TB10012005 路基工程 劉建坤，曾巧玲，侯永峰主編。中國建筑工業(yè)出版社，2006第二章 路基橫斷面設(shè)計路基橫斷面是指垂直線路中心線截取的截面。路

4、基斷面設(shè)計包括路基本體設(shè)計和路基附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計。在各種路基形式中，為了能按線路設(shè)計要求鋪設(shè)軌道而構(gòu)筑的部分，稱為路基本體。路基橫斷面設(shè)計主要對路基本體的各組成部分如路基面、路肩、填料、基床、邊坡、路基基底等按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。路基附屬結(jié)構(gòu)是路基的組成部分，是為確保路基本體的穩(wěn)固性而采用的必要的工程措施，包括排水結(jié)構(gòu)和防護、加固結(jié)構(gòu)兩大類。為了便于排水，路基面的形狀應(yīng)該設(shè)計成三角形路拱。一、 繪制設(shè)計斷面的地形圖 二、 橫斷面各部尺寸擬定1、 斷面形式 根據(jù)本設(shè)計的基本資料，路基斷面形式為路堤。路基面設(shè)置三角拱，由路基中心線向兩側(cè)設(shè)置4%的人字排水坡，拱高約為0.15m。2、 路基面寬度根據(jù)鐵路路基

5、設(shè)計規(guī)范 TB10012005 中表得，初步擬定路基面寬度為7.8m，其中路肩寬度為0.8m。3、 基床厚度 根據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005規(guī)定，路基床表層厚度為0.6m,底層厚度為1.9m，基床總厚度為2.5m。4、邊坡坡度根據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005規(guī)定，該路基邊坡為折線形，上部8m邊坡坡率為：1：1.5 ,下部12m邊坡坡率為1：1.75，設(shè)置一寬兩米的平臺，然后路基是1：2的坡度。5、排水溝根據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005，該路基橫坡明顯，故排水溝應(yīng)設(shè)在橫坡上方一側(cè)。排水溝底寬0.4m，深度0.6m，邊坡坡率采用1：1。在排水溝和路基之間修筑2m寬的

6、人工護道。三、路基加寬量計算鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005表規(guī)定，列車運行曲線半徑為5000m，運行速度為160km/h的旅客列車，路基面外側(cè)加寬值為b 1=0.2m。鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005中條規(guī)定：路堤邊坡高度大于15m時，應(yīng)滿足以下要求：根據(jù)填料、邊坡高度等加寬路基面，其每側(cè)加寬值b應(yīng)按下式計算： b= C*M*H，其中C=0.01，M=1.75。 據(jù)地形圖和初步擬定的路基橫斷面尺寸，畫出的路基橫斷面圖邊坡高度為28.53m,大于15m，因此路基面還需要加寬，b2=C*M*H=0.01*1.75*29.11=0.5m曲線地段路基面內(nèi)外兩側(cè)的加寬值分別為：內(nèi)側(cè)加寬量：

7、b=0.5m 外側(cè)加寬量：b=0.2+0.5=0.7m。四、繪制路基橫斷面圖（見A3圖紙）第三章 路基邊坡穩(wěn)定性驗算一、路基面上的載荷 在本設(shè)計中，我們?nèi)√钔痢埛e土及換算土柱的重度為18 kN/。根據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005附錄A，換算土柱寬度：3.7m、換算土柱高度：3.4m 二、進(jìn)行初步設(shè)計斷面的邊坡穩(wěn)定性驗算計算原理： 采用圓弧形滑面，并且運用瑞典條分法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗算。穩(wěn)定系數(shù)K的計算公式為： 其中土條重力（若分條上存在列車與軌道的換算土柱，仍應(yīng)包括換 算土柱的荷載重） 過重心的垂線與滑裂面相交，交點的切線與水平面的夾角為 內(nèi)摩擦 粘聚力（KPa） 圓弧面長度（m）

8、采用4.5H法確定危險圓弧滑面圓心軌跡線MI，找出5個可能的滑動面，計算出五個穩(wěn)定系數(shù)，確定這一軌跡線上的最小穩(wěn)定系數(shù)，作垂直于MI的直線，在此線上的任意五個圓心找出四個可能的滑動面，得出最小穩(wěn)定系數(shù)?；瑒用娣€(wěn)定系數(shù)11.17421.23731.28341.37651.47661.34471.21981.25391.321最終得到最小的穩(wěn)定系數(shù)K值為1.174，在1.15和1.25之間，滿足規(guī)范要求詳細(xì)數(shù)據(jù)見附表一。三、 填土沿天然地面滑動穩(wěn)定性驗算詳細(xì)數(shù)據(jù)見附表二。第四章施工方法及程序一、基床表層和基床底層及下部填土的填料選擇 路基填料是用來填筑路基的材料，它的力學(xué)性質(zhì)的好壞直接影響到路基的

9、變形和穩(wěn)定。 據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005中7.2,I級鐵路應(yīng)選用A組填料填筑基床，當(dāng)缺乏A組填料時，通過經(jīng)濟比選后可以選用級配碎石或級配砂礫石。路基的基床頂層采用A組填料，基床底層采用A、B組填料，否則應(yīng)采取土質(zhì)改良或加固措施。路堤基床以下部位宜選用A、B、C組填料，當(dāng)選擇D組時應(yīng)采取加固或土質(zhì)改良。路堤浸水部分的填料應(yīng)采用滲水土填料。使用不同填料填筑路基時，應(yīng)分層填筑每一水平層全寬應(yīng)以同一種填料填筑。二、施工方法及主要機具設(shè)備路基的施工程序及相應(yīng)方法：1. 進(jìn)行施工調(diào)查，審核設(shè)計文件土質(zhì)調(diào)查方法：1) 沿線取土坑2) 填料取土場2. 測量放線填方路堤坡腳點放樣方法： 解法求取填

10、方路堤坡腳點放樣數(shù)據(jù) 用皮尺量距法進(jìn)行路堤坡腳點放樣在填方路堤實地用坐標(biāo)放樣等方法標(biāo)定橫斷面的中樁、邊樁自中樁起沿中樁至邊樁方向用皮尺量平距；計算路堤中樁至坡腳平距，然后計算出路堤坡腳樁坐標(biāo)，再用全站儀坐標(biāo)法在實地標(biāo)定路堤坡腳點填方路堤施工進(jìn)行中的測量工作：1）在路堤坡腳原地面設(shè)立醒目標(biāo)志 2）路堤上填過程中的測量工作： 填土厚度，保證填壓精度；每填筑高5m應(yīng)復(fù)測中線樁，測定其標(biāo)高及寬度，控制邊坡的大??；根據(jù)復(fù)測的中樁、邊樁，控制線路線形，根據(jù)其復(fù)測的高程，控制上填高度；告知現(xiàn)場施工員路寬界限、重新標(biāo)定的坡腳線及上填高度數(shù)據(jù)；用坡度尺檢控邊坡坡面坡度及平整度。3. 征租土地4. 拆遷建筑物5.

11、 修建施工便道6. 設(shè)置排水系統(tǒng)7. 編制土石方調(diào)配方案 土石方調(diào)配方法² 區(qū)間路基土石方調(diào)配線法調(diào)配。 線法調(diào)配主要借助于線路縱斷面圖和土積圖來實現(xiàn)。通過線路縱斷面圖和土積圖，可以確定區(qū)間路基土石方調(diào)配的最大經(jīng)濟運距，從而得出最合理的移挖作填方案。² 站場路基土石方調(diào)配面法調(diào)配。 面法調(diào)配的調(diào)配程序：（1）、在站場地形平面圖上畫方格（2）、確定填挖零線（3）、計算每一方格填挖數(shù)量，編制“廣場土石方數(shù)量計算表”。 （4）、進(jìn)行土石方調(diào)配，選擇施工方法，確定運土線路，并編制“廣場土石方調(diào)配表”。8. 編制路基工程施工組織設(shè)計9. 組織路基工程的開挖或填筑² 路基的開

12、挖方法： 對于石方開挖路段，采用從上至下分層爆破的方法開挖，在地形較陡、地表巖石風(fēng)化破碎地段，采用楹動爆破。石質(zhì)整體性較好地段，人工清理地表，潛孔鉆機鉆孔，階梯深孔松動爆破，炮位呈寬孔距、小排距、梅花形布置。塑料導(dǎo)爆管MS雷管微差擠壓爆破，為確保邊坡的穩(wěn)定和平順，先采用潛孔鉆機沿邊坡面先行加密鉆孔，實施預(yù)裂光面爆破。² 路基的填筑方法： 路基填筑采用水平分層、縱向分段、以機械施工為主、人工為輔的作業(yè)方法進(jìn)行施工。在達(dá)到要求的路基上，將合格的路基填料運到填筑地點，其卸料順序按先兩面?zhèn)群笾虚g，派專人指揮，按規(guī)定數(shù)量均勻卸料，以免影響攤鋪厚度和質(zhì)量。每層路基的攤鋪寬度均大于設(shè)計寬度20cm

13、30cm，以保證路基邊坡位置的壓實質(zhì)量和邊坡整修的凈寬。10. 組織路基的平整工作² 路基的碾壓方法： 碾壓遵循先低后高、先輕后重的原則，直線段由路基兩側(cè)向中心碾壓，有超高的曲線段由彎道內(nèi)側(cè)向外碾壓。碾壓時前后兩次輪跡重疊20cm30cm，并盡快壓到規(guī)定的壓實度（土）或固體體積率（宕渣）。11. 修建路基支擋建筑物及路基加固防護工程12. 整修及驗收工作l 主要的施工機械選擇： 1）、碾壓機械² 羊腳碾壓路機進(jìn)行碾壓 羊腳碾壓路機壓實深度大而均勻，有很好的壓實效果和較高的生產(chǎn)率，適用于粘性土的壓實，不適用于非粘性土及高含水量粘土的壓實。² 振動壓路機進(jìn)行碾壓 振動

14、壓路機壓實深度較大，最適用于壓實非粘性土、碎石、塊石及不同類型、不同厚度的瀝青混合料面層。² 沖擊壓路機進(jìn)行碾壓 適用于粉質(zhì)粘土的碾壓，在基底處理或路基補壓時經(jīng)常使用。2）、土石方施工機械 路基土石方施工機械，包括挖、裝、運、壓實等工序的主機、輔機及其可換的工作裝置等² 常用機械： 1、鏟土運輸機械：推土機、鏟運機和平地機； 2、挖掘機械：正鏟挖掘機、反鏟挖掘機、拉鏟挖掘機和抓鏟挖掘機； 3、工程運輸機械：公路型和非公路型車輛； 4、石方工程機械：松土器和各種鑿巖鉆孔機械。² 選擇原則： 土方施工機械的選擇與工程實際情況相結(jié)合主導(dǎo)施工機械確定后，要合理配備完成其他

15、輔助施工過程的機械選擇土方施工機械要考慮其他施工方法，輔助土方機械化施工。1、 質(zhì)量檢驗方法及主要設(shè)備據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005 .中規(guī)定：級配沙礫石應(yīng)采用地基系數(shù)和孔隙率作為指標(biāo)。并應(yīng)符合表6.2.1-1和表6.2.1-2的規(guī)定。 表1 基床表層的壓實標(biāo)準(zhǔn)層位填料類別鐵路等級壓實指標(biāo)細(xì)粒土、粉砂、改良土砂類土（粉砂除外）礫石土碎石土塊石土級級級級級級級級級級基床表層壓實系數(shù)K(0.93)地基系數(shù)K(MPa/m)(100)110150140150140相對密度 D0.8孔隙率n（%）28292829注：細(xì)粒土、粉砂、改良土一欄中，有括號的僅為改良土的壓實標(biāo)準(zhǔn)，無括號的為細(xì)粒土、粉

16、砂、改良土的壓實標(biāo)準(zhǔn)。 表2 級配碎石或級配砂礫石的基床表層厚度及壓實標(biāo)準(zhǔn)填料 厚度（m）基床系數(shù)K（MPa/m）孔隙率(%)適用范圍級配碎石或級配砂礫石0.615028路堤級配碎石或級配砂礫石0.515028軟質(zhì)巖、強風(fēng)化硬質(zhì)巖及土質(zhì)路塹中粗砂0.113018由鐵路路基設(shè)計規(guī)范TB 10001-2005.4知：級配沙礫石應(yīng)采用地基系數(shù)和孔隙率作為指標(biāo)。并應(yīng)符合表的規(guī)定（如下）。 表 基床底層的壓實標(biāo)準(zhǔn)層位 填料類別鐵 路 等 級 壓實指標(biāo)細(xì)粒土、粉砂、改良土砂類土（粉砂除外）礫石土碎石土塊石土級級級級級級級級級級基床表層壓實系數(shù)K(0.93)0.91地基系數(shù)K(MPa/m)(100)90100100120120130130150150相對密度 D0.750.75孔隙率n（%）31313131注：細(xì)粒土、粉砂、改良土一欄中，有括號的僅為改良土的壓實標(biāo)準(zhǔn)，無括號的為細(xì)粒土、粉砂、改良土的壓實標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005 中規(guī)定：級配沙礫石應(yīng)采用地基系數(shù)和孔隙率作為指標(biāo)。并應(yīng)符合表7.3.1的規(guī)定（如下）。 表 路堤基床以下部位填料的壓實標(biāo)準(zhǔn)填筑部位填料類別鐵路等級壓實指標(biāo)細(xì)粒土粉沙改良土砂類土（粉沙除外）礫石類碎石類塊石類I級II級I級II級I級II級I級II級I級II級不浸水部分壓實系