高速鐵路路基工程技術(shù)及質(zhì)量控制教材PPT通用PPT課件

1、高速鐵路路基工程技術(shù)及質(zhì)量控制教材主要內(nèi)容一、路基工程質(zhì)量是高速鐵路成敗的關(guān)鍵二、高速鐵路路基工程的特點三、高速鐵路路基工程的控制要點四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計五、高速鐵路路基施工新技術(shù)六、高速鐵路路基檢測新技術(shù)七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估八、加強邊坡防護及防排水工程的管理九、接口設計及管理一、路基工程質(zhì)量是高速鐵路成敗的關(guān)鍵1.高速鐵路旅客列車設計行車速度250350km/h的鐵路。2.高速鐵路對軌道的要求高平順性 為確保列車高速、安全、舒適、平穩(wěn)運行以及最大程度的減少維修工作量，高速鐵路要求軌道具有高平順性。3.軌道的基礎（線下工程）路基、橋涵、隧道 支撐軌道的是線下工程路基、橋涵、隧

2、道，它們的變形特性直接影響軌道的平順性。一、路基工程質(zhì)量是高速鐵路成敗的關(guān)鍵4.路基與橋涵、隧道的不同變形特性 橋涵、隧道本身的結(jié)構(gòu)特點決定了它們具有較大的剛度，即在力的作用下抵抗變形的能力強。因此，它們的變形(沉降)比較容易控制。 路基由土和石組成的散體材料構(gòu)成，自身剛度小，即在力的作用下抵抗變形的能力弱。因此，路基的變形(沉降)控制的難度就大。一、路基工程質(zhì)量是高速鐵路成敗的關(guān)鍵5.如何提高路基抵抗變形的能力 地基處理 優(yōu)質(zhì)填料 填筑工藝 以橋代路6.路基工程施工質(zhì)量的諸多影響因素施工裝備、工程造價、環(huán)境條件。 由于地基處理的效果受施工裝備能力所限，路基填筑質(zhì)量受填料材質(zhì)、壓實機具與工藝、

3、天氣和氣候等條件的影響大，路基與剛性結(jié)構(gòu)物之間的過渡段受施工條件差的影響，使得路基工程的施工質(zhì)量更加難以保證。7.過渡段路基施工質(zhì)量控制的薄弱環(huán)節(jié)。一、路基工程質(zhì)量是高速鐵路成敗的關(guān)鍵8.路基工程土工結(jié)構(gòu)物產(chǎn)品材料工藝 路基工程是線下工程中質(zhì)量最難控制、最容易被忽視、也最容易出問題的。因此，應同等重視路基、橋涵及隧道工程，也應將路基工程按“土工結(jié)構(gòu)物”進行設計和施工。強化結(jié)構(gòu)設計的理念是保證路基工程質(zhì)量的先決條件。 所謂“土工結(jié)構(gòu)物”其實就是個“產(chǎn)品”。產(chǎn)品的制造就是材料加工藝。合格的產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)材料先進工藝，同樣適用于路基工程。一、路基工程質(zhì)量是高速鐵路成敗的關(guān)鍵9.軌道要求線下工程必須具有長期

4、的穩(wěn)定性和耐久性 作為軌下基礎的路基，不僅其主體結(jié)構(gòu)要具有長期的穩(wěn)定性和耐久性，其防護、防排水及接口工程也是保證路基能夠長期、耐久和抵抗自然環(huán)境影響的重要條件。10.我國已開通運營的高速鐵路的經(jīng)驗與教訓 高速鐵路運營過程中，出現(xiàn)質(zhì)量問題最多的線下工程就是路基。因此，路基工程質(zhì)量是高速鐵路成敗的關(guān)鍵。二、高速鐵路路基工程的特點1.構(gòu)筑材料：土、石散粒體介質(zhì)，種類繁多，力學性質(zhì)復雜多變，受環(huán)境影響會發(fā)生變異。2.工作環(huán)境：暴露在大自然中，同時遭受軌道結(jié)構(gòu)荷載、列車荷載和自然荷載的作用。3.荷載特點：基床部分受列車動荷載和環(huán)境荷載的影響較大，從上到下逐漸減弱；路基修筑和列車運營后，在地基上作用有條帶

5、狀的分布荷載，隨深度增加而逐漸擴散，形成的附加應力逐漸減弱。二、高速鐵路路基工程的特點4.設計理念：高速鐵路路基工程應按土工結(jié)構(gòu)物進行設計，其地基處理、路堤填筑、邊坡支擋防護以及排水設施等必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性，使之能抵抗各種自然因素作用的影響，確保列車高速、安全和平穩(wěn)運行。5.設計特點：既要強調(diào)強度，又要強調(diào)變形，即按剛度（模量）設計。理解為：在力的作用下，抵抗變形的能力。三、高速鐵路路基工程的控制要點1.在列車和環(huán)境作用下的整體穩(wěn)定性2.動變形與動剛度3.抵抗道碴的貫入與侵蝕(有碴軌道）4.地基處理5.路基填料質(zhì)量與施工工藝6.路基排水與防護系統(tǒng)7.路基工后沉降8.路基質(zhì)量檢測

6、四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計特點 為了提供一個強度高、剛度大且縱向變化均勻、并具有長期動力穩(wěn)定和耐久性以及防滲、抗凍等性能良好的軌道基礎，各國對路基結(jié)構(gòu)采取了強化措施： 1.強化的層狀結(jié)構(gòu) 2.設置過渡段 高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計采用了多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和設置過渡段，其標準也較普通鐵路有了顯著的提高。設計、施工及驗收暫規(guī)對路基變形、基床結(jié)構(gòu)、填料、地基條件及處理等均有明確規(guī)定和嚴格的要求。四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計強化的層狀結(jié)構(gòu)（日本） 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計強化的層狀結(jié)構(gòu)（日本） 新干線路基標準橫斷面 1.基床表層：瀝青混凝土厚5cm，基床底層K3011kgf/cm3時，級配碎石厚30cm，基床底層7kg

7、f/cm3K3011kgf/cm3時，級配碎石厚65cm；2基床底層：厚230265cm。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計強化的層狀結(jié)構(gòu)（德國） 300km/h高速客運專線有砟和無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)設計橫斷面圖四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計強化的層狀結(jié)構(gòu)（德國） 300km/h高速客運專線有砟和無砟軌道路塹結(jié)構(gòu)設計橫斷面圖四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計強化的層狀結(jié)構(gòu)（法國） 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計強化的層狀結(jié)構(gòu)（臺灣） 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計強化的層狀結(jié)構(gòu)（韓國） 原地面Ev2=120 MN/m25%0,7mDpr = 1,03K = 10-6Ev2= 45Dpr=0,95, 0,97 或 Dpr=0,95且n

8、a 0,12*K30=11kg/cm3OPM =0,95OPM =0,95OPM =0,90K30=7kg/cm30,5m0,5m3.0.m強化基床德國 韓國當距原地面高度小于2.0m時路堤路塹德國 韓國Ev2=120 MN/m25%K30=11kg/cm33.0.m0,5m0,7mK30=7kg/cm3OPM =0,90RSOPM =0,95OPM =0,95Dpr=0,95, 0,97 或 Dpr=0,95且na 0,12*Dpr = 0.97(GW, GI)Dpr = 0,95(GE, SE, SW, SI)Dpr = 0,95 and na 0,12(U, T)0,5m原地面FPLK

9、= 10-6Ev2= 60Dpr = 0.97(GW, GI)Dpr = 0,95(GE, SE, SW, SI)Dpr = 0,95 and na 1.0m）過渡段示意圖 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計過渡段結(jié)構(gòu)（中國） 高速鐵路設計規(guī)范（TB10621-2014）寒冷地區(qū)路堤與橫向結(jié)構(gòu)物（h1.0m）過渡段示意圖 注：圖中t為最大凍結(jié)厚度，當t10.3m時涵頂全部填筑防凍填料。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計過渡段結(jié)構(gòu)（中國） 高速鐵路設計規(guī)范（TB10621-2014）路堤與橫向結(jié)構(gòu)物（h1.0m）過渡段示意圖 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計過渡段結(jié)構(gòu)（中國） 高速鐵路設計規(guī)范（TB10621-2014）

10、硬質(zhì)巖石堤塹過渡段示意圖 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計過渡段結(jié)構(gòu)（中國） 高速鐵路設計規(guī)范（TB10621-2014）軟質(zhì)巖石或土質(zhì)堤塹過渡段示意圖 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計基床結(jié)構(gòu)設計原理（外國） 德國：根據(jù)表層Ev2的要求和底層的Ev2值以及防凍等要求設計基床表層的厚度；日本：根據(jù)底層的K30值以控制路基的動變形不超過2.5mm設計基床表層的厚度；法國：根據(jù)墊層以下路基土的類別和所能承受的荷載及路基的等級，依據(jù)經(jīng)驗進行設計。四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計基床結(jié)構(gòu)設計原理（德國） 基床表層厚度的確定四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計 中國高速鐵路路基設計的一般規(guī)定： 1.路基主體工程應按土工結(jié)構(gòu)物進行設計。路基

11、工程應加強地質(zhì)調(diào)繪和勘探、試驗工作，查明基底、路塹邊坡、支擋結(jié)構(gòu)基礎等的巖土結(jié)構(gòu)及其物理力學性質(zhì)，查明不良地質(zhì)情況，查明填料性質(zhì)和分布等，在取得可靠地質(zhì)資料的基礎上開展設計。 2.路基主體工程設計使用年限應為100年。路基排水設施結(jié)構(gòu)及路基邊坡防護結(jié)構(gòu)設計使用年限為60年。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計 中國高速鐵路路基設計的一般規(guī)定： 3.路基工程應保障列車高速行駛的安全性和舒適性。路基基床表層的剛度應滿足列車運行時產(chǎn)生的彈性變形能控制在一定范圍內(nèi)的要求；其強度應能承受列車荷載的長期作用；其厚度應使擴散到其底層面上的動應力不超過基床底層土的長期承載能力?；脖韺咏Y(jié)構(gòu)應能防止地表水侵入導致基床軟化

12、及翻漿冒泥、凍脹等基床病害。 4.路基填料的材質(zhì)、級配、水穩(wěn)性等應符合高速鐵路的技術(shù)要求，填筑壓實應符合相關(guān)標準的規(guī)定。路基連續(xù)填筑長度較長時，應積極采用連續(xù)壓實控制等技術(shù)。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計 中國高速鐵路路基設計的一般規(guī)定： 5.路基填料最大粒徑在基床底層內(nèi)應小于60mm，在基床以下路堤內(nèi)應小于75mm。 6.路基邊坡的最大限制高度應根據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析和工后沉降標準，并結(jié)合地形地貌、巖土工程特點、填料性質(zhì)、施工條件、土地資源及周邊環(huán)境情況等因素綜合分析確定。 7.路堤填筑前應進行現(xiàn)場填筑試驗。 8.路基與橋臺、橫向結(jié)構(gòu)物、隧道及路堤與路塹、有砟軌道與無砟軌道等連接處均應設置過渡段，實

13、現(xiàn)剛度及變形在線路縱向的均勻變化。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計 中國高速鐵路路基設計的一般規(guī)定： 9.地基處理措施應根據(jù)路基工后沉降控制標準、路堤高度、填料、地形和地質(zhì)條件、建設工期、材料來源、施工機械及環(huán)境影響等因素綜合分析確定，并符合鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程TB10106的規(guī)定。 10.路基工后沉降值應控制在允許范圍內(nèi)，并進行系統(tǒng)的沉降觀測；軌道鋪設前應根據(jù)沉降觀測資料進行分析評估，評估通過后方可進行軌道鋪設。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計 中國高速鐵路路基設計的一般規(guī)定： 11.路基邊坡工程應采用植物防護與工程防護相結(jié)合的措施，并兼顧景觀與環(huán)境保護、水土保持、節(jié)約土地等要求。 12.路基防排水

14、工程應系統(tǒng)規(guī)劃，設施完整，并與橋涵、隧道、軌道、站場等排水設施有效銜接，形成完整的排水系統(tǒng)。 13.路基設計應符合防災減災要求，提高路基抵抗連續(xù)強降雨、洪水及地震等自然災害的能力。 14.季節(jié)凍土地區(qū)路基設計應考慮最大凍結(jié)深度、降水量、地下水位等影響因素，合理選擇路基填料，加強路基防排水、防凍脹措施。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計 中國高速鐵路路基設計的一般規(guī)定： 15.路基面豎向設計荷載應根據(jù)高速鐵路列車設計活載、軌道結(jié)構(gòu)自重等上覆作用，路基面荷載分布圖及軌道和列車均布荷載表（略）。 16.路基工程的穩(wěn)定性驗算和抗震設計應符合鐵路工程抗震設計規(guī)范GB50111的規(guī)定。 17.利用既有鐵路地段的路

15、基設計標準應按設計速度或路段設計速度標準確定，困難條件下經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比選后可維持既有鐵路路基標準；聯(lián)絡線、動車組走行線等路基應按相應的設計速度標準確定。 18.路基工程應加強接口設計，合理設置電纜槽、電纜過軌、接觸網(wǎng)支柱基礎、聲屏障基礎及綜合接地等相關(guān)工程，避免因相關(guān)工程影響路基防排水系統(tǒng)、路基強度及穩(wěn)定。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計各國鐵路路基壓實指標 壓實指標中國日本德國法國英國鐵盟壓實系數(shù)K (Dpr)地基系數(shù)K30二次變形模量Ev2動態(tài)變形模量Evd含氣率na四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計壓實系數(shù)K (Dpr)的定義 填料壓實后的干密度與擊實試驗測得的最大干密度的比值。即：壓實系數(shù)=干密度/最大

16、干密度最大干密度：由室內(nèi)擊實試驗測得。中國重型擊實K德國輕型擊實Dpr干密度：現(xiàn)場填料壓實后，通過環(huán)刀法、灌水法、灌砂法、氣囊法、核子濕度密度儀法測得。鐵路工程土工試驗規(guī)程（TB101022010）四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計地基系數(shù)K30 的定義 通過在測試點對直徑30cm的剛性荷載板分級施加靜荷載試驗，在測得的應力位移(s)曲線上，取位移1.25mm所對應的應力1.25與位移1.25mm的比值，即：K30 = 1.25 / 1.25 (MPa/m)試驗方法稱為K30 平板載荷試驗，可簡稱： K30 試驗。試驗設備稱為K30 平板載荷試驗儀，可簡稱：K30 儀。 鐵路工程土工試驗規(guī)程（TB101

17、022010）Ev1、Ev2、K30概念解釋Ev1 = (1.5 r )/ s1(MPa)Ev2 = (1.5 r )/ s2(MPa)1.25mmK30 =/1.25 (MPa/m)四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計二次變形模量Ev2 的定義 采用Ev2測試儀對測試點進行第一次分級加載和卸載后，再進行第二次分級加載試驗，可測得的應力位移（-s）曲線，取應力在0.30 max 和 0.70 max 之間的位移割線斜率來確定變形模量Ev值。其中， 一次加載曲線上的Ev值為一次變形模量Ev1 二次加載曲線上的Ev值為二次變形模量Ev2 Ev1 = (1.5 r )/ s1 Ev2 = (1.5 r )/ s

18、2試驗方法稱為變形模量Ev2試驗，可簡稱： Ev2試驗。試驗設備稱為Ev2變形模量測試儀，可簡稱：Ev2 測試儀。 鐵路工程土工試驗規(guī)程（TB101022010）四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計動態(tài)變形模量Evd 的定義 動態(tài)變形模量Evd 是指土體在一定大小的豎向沖擊力Fs和沖擊時間ts作用下抵抗變形能力的參數(shù)。 依據(jù)彈性均質(zhì)半無限體空間理論，對于泊松比 =0.21 由平板壓力公式Evd =1.5r /s計算得出，其中：Evd動態(tài)變形模量（MPa）； r 圓形剛性荷載板的半徑（mm）； 荷載板下的最大沖擊動應力，它是通過在剛性基礎上，由最大沖擊力Fs=7.07KN，且沖擊時間ts=17ms時標定得到

19、的，即 =0.1 MPa； s 實測荷載板下沉幅值（mm）；1.5 荷載板形狀影響系數(shù)。實測結(jié)果采用公式 Evd =22.5/s 計算。四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計動態(tài)變形模量Evd 的定義 試驗方法稱為Evd動態(tài)平板載荷試驗，可簡稱： Evd 試驗。試驗設備稱為Evd動態(tài)變形模量測試儀，可簡稱： Evd測試儀。 鐵路工程土工試驗規(guī)程（TB101022010）四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計德國鐵路路基壓實標準Ril836 線路類別基床面保護層與防凍層防凍層下路基面Ev2Evd級配碎石Dpr規(guī)定厚度cmEv2Evd凍脹影響區(qū)域線路上部結(jié)構(gòu)MN/m2-MN/m2123456789101112新建路基P300

20、有碴12050KG1/21.007070708040/35無碴12050KG21.004040406035/30P230M230有碴12050KG1/21.005060706040/35無碴12050KG21.004040406035/30P160,M160 G120,R120有碴10045KG1/21.004050604535/30R80,G50有碴8040KG1/21.003040504530/25改造/維護P230M230有碴8040KG1/21.003040504530/25無碴10045KG21.004040404530/25P160,M160G120,R120有碴5035KG1/2

21、1.002525303025/20R80,G50有碴4030KG1/20.972020202025/20四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計日本鐵路路基壓實標準 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計中國鐵路路基壓實標準 基床表層壓實標準 壓實標準級配碎石壓實系數(shù)K0.97地基系數(shù)K30（MPa/m）190動態(tài)變形模量Evd（MPa）55注： 無砟軌道可采用K30或Ev2。當采用Ev2時，其控制標準為Ev2120 MPa且 Ev2/Ev12.3。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計中國鐵路路基壓實標準 基床底層填料及壓實標準 壓實標準化學改良土砂類土及細礫土碎石類及粗礫土壓實系數(shù)K0.950.950.95地基系數(shù)K30（MPa/

22、m）130150動態(tài)變形模量Evd（MPa）40407d飽和無側(cè)限抗壓強度（kPa）350（550）注：1. 無砟軌道可采用K30或Ev2。當采用Ev2時，其控制標準為Ev280 MPa且 Ev2/Ev12.5。 2括號內(nèi)數(shù)字為寒冷地區(qū)化學改良土考慮凍融循環(huán)作用所需強度值。 四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計中國鐵路路基壓實標準 基床以下路堤填料及壓實標準 壓實標準化學改良土砂類土及細礫土碎石類及粗礫土壓實系數(shù)K0.920.920.92地基系數(shù)K30（MPa/m）1101307d飽和無側(cè)限抗壓強度（kPa）250注： 無砟軌道可采用K30或Ev2。當采用Ev2時，其控制標準為Ev245 MPa且 Ev2

23、/Ev12.6。 特別提示！ 對Ev2 / Ev1值的要求，可追溯到德國路基規(guī)范Ril836，該規(guī)范引用了德國公路路基工程附加技術(shù)條件和規(guī)定ZTVE-StB94（1997版），其中，第14.2.5條表9及其下方的一句文字說明如下： Dpr 與 Ev2 / Ev1存在以下關(guān)系：Dpr 1.0 Ev2 / Ev12.3 Dpr0.98 Ev2 / Ev12.5 Dpr0.97 Ev2 / Ev12.6 注：當Ev1 大于Ev2 要求值的 60%時， Ev2 / Ev1值可以大于此規(guī)定值。四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計德國基床表層材料 路基保護層和防凍層填料KG1和KG2的級配曲線KG1的滲透系數(shù)kf11

24、0-6m/s KG2的滲透系數(shù) kf510-5m/s 方孔篩孔邊長(mm)0.10.51.77.122.431.545過篩質(zhì)量百分率(%)011（5）73213464175679182100100基床表層級配碎石粒徑級配 基床表層級配碎石粒徑級配曲線 注：括號內(nèi)數(shù)字適用于無砟軌道及嚴寒、寒冷地區(qū)有砟軌道鐵路。四、高速鐵路路基結(jié)構(gòu)設計中國基床表層材料 由開山塊石，天然卵石或砂礫石經(jīng)破碎篩選而成。 檢測工作的必要性 一方面，可以評價路基施工過程中或竣工后路基的質(zhì)量，檢驗路基是否達到了設計要求，驗證路基是否具有足夠的強度能夠承受列車動荷載的作用，同時，又具備保證列車安全、舒適運行的合理剛度；另一方面

25、，可以了解施工過程的質(zhì)量情況，控制施工進度，促進施工單位改進施工工藝，加強施工質(zhì)量管理，保質(zhì)保量地完成施工任務。 六、高速鐵路路基檢測新技術(shù) K30 Ev2 Evd + FDVKOK！ 六、高速鐵路路基檢測新技術(shù)Ev1、Ev2、K30概念解釋Ev1 = (1.5 r )/ s1(MPa)Ev2 = (1.5 r )/ s2(MPa)1.25mmK30 =/1.25 (MPa/m)承載板反力裝置加載裝置荷載量測裝置沉降量測裝置PDG-K型Ev2 測試儀PDG-SD型PDG-K型承載板加載裝置：液壓泵、千斤頂、高壓油軟管荷載量測裝置：壓力盒采集頭、采集處理器打印機沉降量測裝置：數(shù)顯百分表、測量臂（

26、杠桿式）、采集頭、采集處理器PC專用數(shù)據(jù)處理軟件Ev2測試報告PDG-K型Ev2 測試儀Ev2 測試報告Ev2 專用軟件Ev2儀的標定和校驗必須按規(guī)定執(zhí)行。Ev2儀出廠前和維修后都必須進行標定。Ev2儀必須每年標定一次。進口儀器必須提供以證明材料：儀器上必須標注明確的原產(chǎn)國生產(chǎn)廠家名稱；儀器原產(chǎn)國生產(chǎn)廠家的ISO 9001認證證書；儀器原產(chǎn)國法定計量機構(gòu)的標定授權(quán)書；儀器原產(chǎn)國出廠校驗標定證書；我國法定計量機構(gòu)的有效校驗標定證書。Ev2 標定與校驗舉例：德國法定計量機構(gòu)的標定授權(quán)書 德國ISO 9001認證證書我國法定計量機構(gòu)有效的校驗標定證書動態(tài)變形模量Evd 動態(tài)變形模量Evd 是指土體在

27、一定大小的豎向沖擊力Fs和沖擊時間ts作用下抵抗變形能力的參數(shù)。 依據(jù)彈性均質(zhì)半無限體空間理論，對于泊松比 =0.21 由平板壓力公式Evd =1.5r /s計算得出，其中：Evd動態(tài)變形模量（MPa）； r 圓形剛性荷載板的半徑（mm）； 荷載板下的最大沖擊動應力，它是通過在剛性基礎上，由最大沖擊力Fs=7.07KN，且沖擊時間ts=17ms時標定得到的，即 =0.1 MPa； s 實測荷載板下沉幅值（mm）；1.5 荷載板形狀影響系數(shù)。實測結(jié)果采用公式 Evd =22.5/s 計算。 六、高速鐵路路基檢測新技術(shù) 利用落錘從一定高度自由下落在阻尼裝置上，產(chǎn)生的瞬間沖擊荷載，通過阻尼裝置及傳力

28、系統(tǒng)傳遞給直徑300mm的承載板，在承載板下面（即測試面）產(chǎn)生的動應力，使承載板發(fā)生沉陷s 即承載板振動的振幅，由沉陷測定儀采集記錄下來。沉陷值s 越大，則被測點的承載力越?。环粗?，越大。Evd 測試儀工作原理加載裝置 掛（脫）鉤裝置(帶水準泡) 導向桿 落錘（10.0kg） 阻尼裝置荷載板 圓形鋼板（直徑300mm） 傳感器沉陷測定儀(顯示、存儲、與電腦連接)打印機Evd 測試儀主要結(jié)構(gòu)組成加載裝置 總重量：15.0kg 落錘重量：10.0kg 最大沖擊力： 7.07kN 沖擊持續(xù)時間： 17.01.5ms承載板 直徑：300mm 厚度：20.0mm 重量：15.0kg電子沉陷測定儀沉陷測試

29、范圍：0.12.0mm0.02mm Evd測試范圍：10MPa225MPa 電源： 4xR6電池 適應溫度范圍： 050攝氏度 外觀尺寸： 210mmx80mmx25mm 存儲量： 200組測試曲線 重量： 0.4kgEvd 測試儀主要技術(shù)參數(shù)Evd 測試儀用途、適用范圍用途：監(jiān)控檢測土體承載力指標動態(tài)變形模量Evd適用范圍：鐵路、公路、機場、城市交通、港口碼頭、工業(yè)與民用建筑的地基施工質(zhì)量監(jiān)控測試。Evd 測試儀的特點 體積小、重量輕、便于攜帶安裝及拆卸方便、操作簡便自動化程度高、測試速度快性能穩(wěn)定、測試精度高檢測費用低適應范圍廣 環(huán)保型，無核輻射、廢氣等污染 動載測試符合土體實際受力狀況E

30、vd 試驗方法試驗前準備平整測試面放置荷載板加載裝置在荷載板上就位用測量電纜將沉陷測定儀與荷載板連接松開搬運鎖Evd 試驗方法試驗步驟打開沉陷測定儀電源使導向桿保持垂直進行三次預沖擊連續(xù)三次沖擊測試顯示三次測試的沉陷值S1、S2、S3顯示三次平均沉陷值Sm和動態(tài)變形模量值Evd儲存并打印測試結(jié)果 中/英文電腦軟件Evd測試報告中/英文雙顯小型打印機中/英文打印Evd 試驗方法試驗步驟Evd 專用軟件Evd儀的標定和校驗必須按規(guī)定執(zhí)行。Evd儀出廠前和維修后都必須進行標定。Evd儀必須每年標定一次。進口儀器必須提供以證明材料：儀器上必須標注明確的原產(chǎn)國生產(chǎn)廠家名稱；儀器原產(chǎn)國生產(chǎn)廠家的ISO 9

31、001認證證書；儀器原產(chǎn)國法定計量機構(gòu)的標定授權(quán)書；儀器原產(chǎn)國出廠校驗標定證書；我國法定計量機構(gòu)的有效校驗標定證書。Evd 標定與校驗 動力連續(xù)同步檢測技術(shù)德文縮寫：FDVK英文縮寫：CCC控制路基填筑壓實質(zhì)量及其均勻性。 六、高速鐵路路基檢測新技術(shù) 動力連續(xù)同步檢測技術(shù)常規(guī)方法在碾壓后進行，屬于結(jié)果控制，缺乏過程控制；抽樣檢驗的試驗費時費力，給施工過程帶來明顯干擾；若個別試驗點不滿足要求時，重新碾壓界線很難界定；“點”的檢驗方法很難控制路基壓實的均勻性；抽樣檢驗一般符合正態(tài)分布，但存在變異性區(qū)域時的代表性差。 六、高速鐵路路基檢測新技術(shù) 動力連續(xù)同步檢測技術(shù)技術(shù)原理 將振動壓路機看成了一個連

32、續(xù)的動態(tài)加載設備。 利用振動壓路機在碾壓土體時的動態(tài)反應來評定土體的壓實情況土體越硬，壓路機的振動反應越強烈。 將振動傳感器安裝在振動輪上，連續(xù)測定振動輪的動態(tài)反應。一般直接測量的都是振動輪的豎向加速度。 對振動輪加速度的處理方式不同，產(chǎn)生了幾種不同評定模式。通過事先與常規(guī)指標建立相關(guān)關(guān)系，間接采用常規(guī)指標進行質(zhì)量控制。 六、高速鐵路路基檢測新技術(shù)動力連續(xù)同步檢測技術(shù)直觀的檢測結(jié)果及檢測報告 六、高速鐵路路基檢測新技術(shù)參編單位：鐵二院、鐵二局、鐵科院 高速鐵路設計規(guī)范（TB10621-2014）中，將工后沉降定義為： 鋪軌工程完成以后，基礎設施產(chǎn)生的沉降量。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估

33、 解讀：工后沉降是鋪軌工程完成以后才開始發(fā)生的 ，一直到時間t=時的沉降量。 路基工后沉降的組成軟土/松軟土持力層/巖石基床表層基床底層路基本體加筋褥墊層 地下水位水硬性支承層混凝土道床板 深度第一部分地基沉降變形sU第二部分路基/路堤壓縮變形 sE第三部分動載下路基塑性變形sNsU sU sU sU,PsU,SsU,SsU,P00 0sEsN路堤高度h時間t 60 年0 沉降變形s地基未經(jīng)處理樁網(wǎng)地基處理 路基填筑期+觀察期鋪設無碴軌道運營開始sU sU,R sE sE,R sN 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估時間Km No. XKm No. Y觀察期時間沉降 s沉降測量點路堤完成施工鋪

34、設無碴軌道時間點T0 預定運營完成時間點T3鋪設完成驗收時間點 T1開始運營時間點 T2sstsvsu+e,R變形分析和預測分析時間點su+e,R + sst + sv = sR sR= su+e,R + sst + sv= su(T0-T3) + se(T0-T3) + sst(T0-T3) + sV(T2-T3) 15 mm + 5 mm預測 ! 高速鐵路建設應達到系統(tǒng)具有安全性、可靠性、（高）支配性和（低）維護性的目標。為了達到這個目標，高速鐵路對軌道結(jié)構(gòu)提出了高平順性和高穩(wěn)定性的要求。 無砟軌道結(jié)構(gòu)由于采用了混凝土道床板和水硬性支承層代替碎石道碴道床，在高速條件下其線路穩(wěn)定性和耐久性具

35、有明顯的優(yōu)勢，與有砟軌道結(jié)構(gòu)相比其維修工作量大大減小，更能滿足高速鐵路的上述建設目標，所以，無砟軌道結(jié)構(gòu)成為高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向，并在工程中得到了越來越多的應用。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 與任何工程結(jié)構(gòu)物一樣，無砟軌道作為高速鐵路系統(tǒng)的重要組成部分，首先應滿足安全性和使用性方面的要求。無砟軌道路基結(jié)構(gòu)物的使用性包括功能和耐久性要求，除了要能長期提供上部結(jié)構(gòu)相應的剛度和起荷載傳遞、擴散等功能外，還應滿足保證線路長期穩(wěn)定的 “零” 或者 “低“ 后續(xù)沉降變形條件(耐久性)。與安全性要求相比，耐久性對無砟軌道系統(tǒng)的設計往往起控制作用，其中，路基結(jié)構(gòu)物的沉降變形對無砟軌道系統(tǒng)的耐久性

36、具有關(guān)鍵性的影響。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 眾所周知，混凝土道床板澆注完成、硬化后允許發(fā)生的后續(xù)沉降變形是十分有限的。目前，常規(guī)的無碴軌道扣件可調(diào)范圍為30mm，扣除施工誤差后留給后續(xù)沉降變形的可調(diào)高程總共為20mm。以此為基礎，設計上一般將其中的15mm作為控制路基和地基工后沉降變形的允許值，剩下的5mm預留給交通荷載在路基中引起的附加沉降變形。這樣的劃分雖然有一定的人為因素，但目前國內(nèi)外已有的工程實踐經(jīng)驗已初步驗證了其可行性。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 鋪設無碴軌道后的鋼軌扣件允許調(diào)整非常有限！ 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 由于受扣件調(diào)整能力的限制，無砟軌道對

37、路基沉降尤其是不均勻沉降的要求相當嚴格。工后沉降或不均勻沉降過大是導致路基鋪設無碴軌道失敗的主要原因，工后沉降變形的控制是路基鋪設無砟軌道成敗的關(guān)鍵。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 在勘察設計階段，設計人員是根據(jù)地質(zhì)條件、土層物理力學參數(shù)、填土高度、地基加固措施、工期等計算總沉降量及工后沉降量，選擇合理的地基加固措施。由于地層的不均勻性、參數(shù)選取的精度、計算方法的局限性，以及施工過程的影響等因素，此時沉降計算只能算是“估算”，實際沉降值與計算值會有較大差別?？梢?，計算的工后沉降其精度難以滿足高速鐵路毫米級的高標準要求，不足以作為能否鋪設無碴軌道的依據(jù)。因此，必須通過施工過程中的沉降變形的

38、實際觀測，分析、評估和預測路基的工后沉降，作為無砟軌道鋪設的依據(jù)。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 沉降變形觀測及評估的管理建設單位職責1.委托咨詢單位或?qū)I(yè)隊伍進行無砟軌道鋪設條件的評估工作。2.根據(jù)設計要求及客運專線無砟軌道鋪設條件評估技術(shù)指南（鐵建設2006158號）的相關(guān)規(guī)定，制定變形觀測及評估工作實施細則。3.負責觀測及評估人員的技術(shù)指導和培訓。4.對觀測數(shù)據(jù)的真實、可靠性負責，并建立變形觀測和評估數(shù)據(jù)庫。5.組織階段評估工作，并及時將階段評估結(jié)果交勘察、設計、施工、監(jiān)理和咨詢等單位；評估工作完成后，提交無砟軌道鋪設條件評估報告。6.檢查、監(jiān)督、協(xié)調(diào)、處理變形觀測及評估工作中的有

39、關(guān)問題。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 沉降變形觀測及評估的管理勘察設計單位職責1.提交線路設計縱斷面圖、工程地質(zhì)縱橫斷面圖、設計圖紙和說明書；線路工程變形觀測斷面、觀測點布置等要求；變形計算報告，包括不同階段的設計沉降值與時間的關(guān)系曲線等。2.對變形觀測的設計要求進行技術(shù)交底。3.參與制訂變形觀測及評估工作實施細則。4.根據(jù)變形觀測結(jié)果，對設計預測沉降進行實時修正，并將設計預測的結(jié)果提交建設單位。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 沉降變形觀測及評估的管理施工單位職責1.負責線下工程變形的觀測。2.參與制訂變形觀測和評估工作實施細則。3. 變形監(jiān)測網(wǎng)的建立。4. 根據(jù)建設、勘察設計等

40、單位和客運專線無砟軌道鋪設條件評估技術(shù)指南（鐵建設2006158號）的相關(guān)要求，設置變形觀測點，進行觀測，做好記錄，并及時提交觀測數(shù)據(jù)，保證觀測數(shù)據(jù)真實、可靠。5.負責觀測施設的保護，確保施工過程中不受擾動或破壞。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 沉降變形觀測及評估的管理監(jiān)理單位職責1.參與制訂變形觀測和評估工作實施細則。2.對重要環(huán)節(jié)進行旁站監(jiān)理。3.監(jiān)督、檢查觀測設施的保護，確保其不受施工或外界的擾動和破壞。4.對施工單位的觀測數(shù)據(jù)及時簽字簽認。5.應全過程對變形進行平行觀測，并將路基和過渡段作為監(jiān)測的重點。平行觀測的數(shù)量，一般地段應為總測點的10，地質(zhì)復雜、沉降變化大以及過渡段等區(qū)段

41、應為總測點的20%。平行觀測應由監(jiān)理單位專業(yè)人員采用與施工單位觀測人員“換手測量”的方式同步進行。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估設計階段（沉降計算/證明/設計）路基工程施工/等待期(變形觀測 分析 改進變形預測) 審核變形條件 預測值 sR 允許值 sR,P應對措施 鋪設無碴軌道否 是工作流程 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 沉降變形觀測及評估的步驟制定觀測方案 測定結(jié)果的分析/評估工后沉降的預測根據(jù)制定的方案進行變形觀測觀測結(jié)果通過數(shù)據(jù)庫對專家開放工后沉降的最后預測和評判（審核鋪設無碴軌道條件）調(diào)整措施鋪設無碴軌道若條件不滿足，須延長觀測期（等待期）施工/觀測期重復進行 七、高速鐵

42、路路基工后沉降控制與評估規(guī)范名及版本鐵路級別速度目標工后沉降沉降速率一般地段過渡段鐵路路基設計規(guī)范TB10001-2005級鐵路 160 km/h20cm10cm5cm/年級鐵路120 km/h30cm鐵路特殊路基設計規(guī)范TB10035-2006I級鐵路200 km/h15cm8cm4cm/年120160 km/h20cm10cm5cm/年II級鐵路120 km/h30cm新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定鐵建設函2005285號200 km/h15cm8cm4cm/年高速鐵路設計規(guī)范TB10621-2014有砟軌道250km/h300、350km/h10cm5cm5cm3cm3cm/

43、年2cm/年無砟軌道15mm沉降均勻，且Rsh0.4V2sj：30mm工后沉降差5mm，不均勻折角1/1000工后沉降規(guī)定 路基沉降變形觀測及評估的有關(guān)規(guī)定 1.在路基上鋪設軌道前，應對路基變形作系統(tǒng)的評估，以保證路基變形符合相關(guān)要求。 2.路基填筑完成或施加預壓荷載后，應有不少于6個月的觀測和調(diào)整期，觀測數(shù)據(jù)不足以評估或工后沉降評估不能符合要求時，應繼續(xù)觀測或者采取必要的加速或控制沉降的措施。 3.路基沉降觀測應以路基面沉降和地基沉降觀測為主，可設置沉降板、觀測樁或剖面沉降觀測裝置等。 4.路基沉降觀測斷面的設置及觀測斷面的觀測內(nèi)容，應根據(jù)沉降控制要求、地形地質(zhì)條件、地基處理方法、路堤高度、

44、堆載預壓等具體情況并結(jié)合施工工期確定。 5.沉降觀測斷面的間距一般不宜大于50m，地勢平坦、地基條件均勻良好、高度小于5m的路堤及路塹可放寬到100m；過渡段和地形地質(zhì)條件變化較大的地段應適當加密。 6.觀測儀器可采用精密水準儀、剖面沉降儀和經(jīng)緯儀，應滿足測量精度控制要求。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 路基沉降變形觀測及評估的有關(guān)規(guī)定 7. 路基沉降觀測的頻次不應低于下表的規(guī)定。當環(huán)境條件發(fā)生變化時應及時觀測。 填筑或堆載一般1次/天沉降量突變23次/天兩次填筑間隔時間較長1次/3天堆載預壓或路基施工完畢第13個月1次/周第46個月1次/2周以后1次/月軌道鋪設后第1個月1次/2周第2

45、、3個月1次/月312個月1次/3月 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 路基沉降變形觀測及評估的有關(guān)規(guī)定 8.沉降水準測量的重復精度不低于1mm，讀數(shù)取位至0.1mm；剖面沉降觀測的重復精度不低于4mm/30m。 9.路基評估應根據(jù)有關(guān)設計、施工和監(jiān)理的資料及交接檢驗和復檢的結(jié)果進行綜合分析。 10.路基沉降預測應采用曲線回歸法，并符合下列規(guī)定： （1） 根據(jù)實際觀測數(shù)據(jù)作多種曲線的回歸分析，確定沉降變形的趨勢，曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不應低于0.92。 （2） 沉降預測的可靠性應經(jīng)過驗證，間隔36個月的兩次預測的偏差不應大于8mm。（3）軌道鋪設前最終的沉降預測應符合其預測準確性的基本要求，即從路基填筑完成或堆載預壓以后沉降和沉降預測的時間t應符合下式： s(t)/s(t=)75% 式中： s(t)評估時實際發(fā)生的沉降； s(t=)預測總沉降。 七、高速鐵路路基工后沉降控制與評估 沉降變形預測方法：分析已測沉降結(jié)果并推導沉降擬合曲線s(t)or根據(jù)沉降結(jié)果做的第1次預測根據(jù)沉降結(jié)果做的第2次預測測量結(jié)