鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，以徹底隔斷外界水分滲入基床的通道，確保線(xiàn)路的平順性和基床動(dòng)力的穩(wěn)定性，并有效減少基床換填厚度，降低工程造價(jià)。包括在膨脹土地基（10）上由下上依次設(shè)置的減脹層（11）、防水層（12）、排水層（13）、基床表層（14），以及設(shè)置在減脹層（11）橫向兩側(cè)外的側(cè)溝（20）和盲溝（22）。所述防水層（12）為半剛性防水結(jié)構(gòu)層，其彈性模量為0.75GPa～1.5GPa，動(dòng)彈模Evd不小于65MPa，抗?jié)B系數(shù)<10-10m/s；防水層（12）沿減脹層（11）表面橫向全斷面鋪筑，與側(cè)溝（20）、盲溝（22）和設(shè)置于盲溝（22）兩側(cè)的防水側(cè)壁（21）形成全封閉防排水體系。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鐵路路塹，特別涉及一種膨脹土、膨脹巖地質(zhì)條件下的鐵路路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，按照《鐵路特殊路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10035-2006)的要求，膨脹土(巖)地區(qū)鐵路路塹基床處理方法是:(I) “基床表層應(yīng)全部換填符合相應(yīng)鐵路等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求的材料”；
[2]“基床底層應(yīng)采取換填或土質(zhì)改良措施。對(duì)弱、中膨脹土(巖)(巖)處理厚度，時(shí)速200km及以上鐵路不應(yīng)小于1.0m，其他1、11級(jí)鐵路不應(yīng)小于0.5m ;強(qiáng)膨脹土(巖)處理厚度應(yīng)大于氣候劇烈影響層，且不宜小于基床底層深度”;(3)按照《新建時(shí)速200?250公里客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[(2005) 140號(hào)])和《鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)(TB10621-2009)的要求，基床以下的膨脹土(巖)應(yīng)采取封閉防水、排水或地基處理措施，現(xiàn)在鐵路上通常采用全斷面鋪設(shè)復(fù)合土工膜或復(fù)合防排水板進(jìn)行基床封閉防水和排水。
[0003]按照現(xiàn)在鐵路上常用的復(fù)合土工膜或復(fù)合防排水板進(jìn)行基床防排水處理存在的主要問(wèn)題是:(1)復(fù)合土工材料采用搭接或焊接，施工縫多且焊接質(zhì)量難以控制，導(dǎo)致施工縫難以密封，容易成為地表水入滲點(diǎn)；(2)接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工時(shí)需要穿過(guò)復(fù)合土工膜或防排水板構(gòu)成的防水層，不可避免的會(huì)造成接觸網(wǎng)基礎(chǔ)周邊的復(fù)合土工膜或復(fù)合防排水板破損，導(dǎo)致接觸網(wǎng)基礎(chǔ)周邊的防水失效；(3)由于列車(chē)動(dòng)荷載在基床水平面上的分布是不均勻的(單線(xiàn)呈單馬鞍型，雙線(xiàn)呈雙馬鞍型)，隨著線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增加，基床會(huì)逐漸產(chǎn)生不均勻變形，形成道砟囊，而復(fù)合土工膜或防排水板為柔性材料，抵抗豎向變形能力差，隨著基床的變形而變形，導(dǎo)致基床排水橫坡失效進(jìn)而影響基床排水不暢或藏水，使基床產(chǎn)生翻漿冒泥病害；(4)地表水經(jīng)過(guò)復(fù)合土工膜或復(fù)合防排水板施工縫、接觸網(wǎng)基礎(chǔ)周邊防水板破損位置入滲到膨脹土(巖)地基后，膨脹土(巖)含水量增加，產(chǎn)生膨脹變形，導(dǎo)致基床鼓脹、側(cè)溝邊墻破壞、側(cè)溝溝底隆起等病害，這些病害降低了線(xiàn)路的平順性和基床動(dòng)力穩(wěn)定性，嚴(yán)重的會(huì)影響列車(chē)的平穩(wěn)安全運(yùn)行；(5)由于膨脹土(巖)的大氣劇烈影響深度較大，按照現(xiàn)行規(guī)范要求對(duì)基床底層采取換填或土質(zhì)改良措施處理，土質(zhì)改良量和開(kāi)挖換填量大，棄方多，既不經(jīng)濟(jì)，也不環(huán)保。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，以徹底隔斷外界水分滲入基床的通道，確保線(xiàn)路的平順性和基床動(dòng)力的穩(wěn)定性，并有效減少基床換填厚度，降低工程造價(jià)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型的鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，包括在膨脹土地基上由下而上依次設(shè)置減脹層、防水層、排水層、基床表層，并在減脹層兩側(cè)設(shè)置側(cè)溝和盲溝，其特征是:所述防水層為半剛性防水結(jié)構(gòu)層，其彈性模量為0.75GPa?1.5GPa，動(dòng)彈模Evd不小于65MPa，抗?jié)B系數(shù)〈l0.m/s;防水層沿減脹層表面橫向全斷面鋪筑，與側(cè)溝、盲溝和設(shè)置于盲溝兩側(cè)的防水側(cè)壁形成全封閉防排水體系。
[0007]所述減脹層采用A、B組填料填筑，對(duì)應(yīng)于不同膨脹等級(jí)膨脹土地基的厚度分別為:弱膨脹土路段不小于0.5m,中膨脹土路段不小于0.Sm，強(qiáng)膨脹土路段不小于1.0m。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是，防水層采用機(jī)械化一次性攤鋪碾壓成型，解決了常用柔性土工合成材料防排水措施中存在的施工縫多、與接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)接觸縫位置的滲漏問(wèn)題；防水層剛度較大，其彈性模量達(dá)0.75GPa?1.5GPa，對(duì)列車(chē)動(dòng)荷載具有較好的均布作用，從而減小了基床的不均勻變形，在保持基床橫向排水橫坡的同時(shí)，減少基床產(chǎn)生道砟囊或翻漿冒泥等基床病害；防水層與側(cè)溝溝壁翼板搭接，具有良好的連接強(qiáng)度和密封性，從而避免側(cè)溝與防水層接觸位置的滲漏問(wèn)題；針對(duì)弱、中、強(qiáng)三種不同膨脹等級(jí)的膨脹土地基，分別確定了合理的減脹層厚度，消除膨脹土地基受環(huán)境氣候影響而產(chǎn)生的脹縮變形對(duì)線(xiàn)路平順性的影響；防水層對(duì)基床的動(dòng)力響應(yīng)具有一定的改善作用，可減少基床換填厚度，降低工程造價(jià)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]本說(shuō)明書(shū)包括如下三幅附圖:
[0010]圖1是本實(shí)用新型鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)的斷面圖；
[0011]圖2是圖1中A局部的放大示意圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)防水結(jié)構(gòu)層順路塹延伸方向出現(xiàn)施工縫時(shí)處理方案的剖面圖。
[0013]圖中示出構(gòu)件、部位名稱(chēng)及所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記:膨脹土地基10、減脹層11、防水層12、已施工防水層12a、新施工防水層12b、排水層13、基床表層14、道砟層15，防水涂層16 ;側(cè)溝20、翼板20a、防水側(cè)壁21、盲溝22、排水管22a、砂卵石22b。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，包括在膨脹土地基10上由下上依次設(shè)置的減脹層11、防水層12、排水層13、基床表層14，以及設(shè)置在減脹層11橫向兩側(cè)外的側(cè)溝20和盲溝22。所述防水層12為半剛性防水結(jié)構(gòu)層，其彈性模量為
0.75GPa?1.5GPa，動(dòng)彈模Evd不小于65MPa，抗?jié)B系數(shù)〈10_1(lm/S，防水層12沿減脹層11表面橫向全斷面鋪筑，與側(cè)溝20、盲溝22和設(shè)置于盲溝22兩側(cè)的防水側(cè)壁21形成全封閉防排水體系。防水層12采用機(jī)械化一次性攤鋪碾壓成型，解決了常用柔性土工合成材料防排水措施中存在的施工縫多、與接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)接觸縫位置的滲漏問(wèn)題，徹底隔斷外界水分滲入基床的通道，確保線(xiàn)路的平順性和基床動(dòng)力穩(wěn)定性。由于防水層12剛度較大，其彈性模量達(dá)0.75GPa?1.5GPa，對(duì)列車(chē)動(dòng)荷載具有一定的均布作用，從而減小基床的不均勻變形，在保持基床橫向排水橫坡的同時(shí)，減少基床產(chǎn)生道砟囊或翻漿冒泥等基床病害。
[0016]所述減脹層11采用A、B組填料填筑，為消除膨脹土地基受環(huán)境氣候影響而產(chǎn)生的脹縮變形對(duì)線(xiàn)路平順性的影響，對(duì)應(yīng)于不同膨脹等級(jí)膨脹土地基的厚度分別為:弱膨脹土路段不小于0.5m,中膨脹土路段不小于0.Sm,強(qiáng)膨脹土路段不小于1.0m。[0017]參照?qǐng)D2，為避免側(cè)溝20與防水層12接觸位置出現(xiàn)滲漏，所述側(cè)溝20的內(nèi)側(cè)頂部具有向內(nèi)橫向延伸的翼板20a,翼板20a的頂面與減脹層11表面位于同一水平面上,且與防水層12橫向端部形成搭接，具有良好的連接強(qiáng)度和密封性。所述盲溝22底部位于膨脹土地基10表面以下不小于20cm,盲溝22內(nèi)設(shè)置排水管22a并填充砂卵石22b。所述排水層13通常采用采用中粗砂鋪設(shè)，其厚度一般為5cm。參照?qǐng)D1，所述防水層12、排水層13和減脹層11表面具有3?4%橫向排水坡度，以使排水層13具有更好的排水效果。
[0018]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)的施工方法如下:
[0019]按設(shè)計(jì)圖紙將膨脹土路塹基床開(kāi)挖至膨脹土地基10的設(shè)計(jì)標(biāo)高，檢測(cè)膨脹土地基10承載力是否能滿(mǎn)足要求，當(dāng)膨脹土地基或經(jīng)過(guò)地基處理后承載力滿(mǎn)足要求時(shí)，在膨脹土地基10上分層填筑減脹層11，減脹層填筑工藝及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)《新建時(shí)速200?250公里客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[(2005) 140號(hào)])和《鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)(TB10621-2009);減脹層11填筑完成后，利用挖掘機(jī)沿側(cè)溝20位置向下開(kāi)挖防水側(cè)壁21和盲溝22設(shè)置槽；參照?qǐng)D2，盲溝22施工時(shí)，先在槽底鋪設(shè)部分砂卵石22b，然后放置裹有透水土工布的排水管22a (通常采用開(kāi)孔PVC管)，并保證其排水坡度，再在排水管22a外覆蓋砂卵石22b ;盲溝施工結(jié)束后，用混凝土澆筑防水側(cè)壁21，澆筑高度為側(cè)溝20底面設(shè)計(jì)標(biāo)高；防水側(cè)壁21強(qiáng)度達(dá)到相關(guān)要求后，布設(shè)側(cè)溝鋼筋網(wǎng)(翼板20a配筋與側(cè)溝壁整體連接)，立模整體澆筑側(cè)溝20和翼板20a ;在減脹層11頂面全斷面鋪設(shè)防水層12，其表面應(yīng)設(shè)置橫向排水坡度，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；在防水層12強(qiáng)度、剛度達(dá)到檢測(cè)指標(biāo)時(shí)，鋪設(shè)排水層13 ;最后填筑基床表層14，基床表層采用級(jí)配碎石填筑，填料要求和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)《鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》。
[0020]圖3示出了防水層12施工縫的處理措施，即防水層沿線(xiàn)路延伸方向上不連續(xù)施工時(shí)需要對(duì)施工縫進(jìn)行重點(diǎn)處理，在下一次施工開(kāi)始前，先將已施工防水層12a施工縫斷面削成斜面，鑿毛，灑水，然后攤鋪碾壓新施工防水層12b，施工結(jié)束后在施工縫上涂抹防水涂層。
[0021]以上所述只是用圖解說(shuō)明本實(shí)用新型鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)的一些原理，并非是要將本實(shí)用新型局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本實(shí)用新型所申請(qǐng)的專(zhuān)利范圍。
【權(quán)利要求】
1.鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，包括在膨脹土地基(10)上由下上依次設(shè)置的減脹層(11)、防水層(12)、排水層(13)、基床表層(14)，以及設(shè)置在減脹層(11)橫向兩側(cè)外的側(cè)溝(20)和盲溝(22)，其特征是:所述防水層(12)為半剛性防水結(jié)構(gòu)層，其彈性模量為0.75GPa?1.5GPa，動(dòng)彈模Evd不小于65MPa，抗?jié)B系數(shù)〈10_1(lm/S ;防水層(12)沿減脹層(11)表面橫向全斷面鋪筑，與側(cè)溝(20)、盲溝(22)和設(shè)置于盲溝(22)兩側(cè)的防水側(cè)壁(21)形成全封閉防排水體系。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，其特征是:所述減脹層(11)采用A、B組填料填筑，對(duì)應(yīng)于不同膨脹等級(jí)膨脹土地基的厚度分別為:弱膨脹土路段不小于0.5m,中膨脹土路段不小于0.Sm,強(qiáng)膨脹土路段不小于1.0m。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，其特征是:所述側(cè)溝(20)的內(nèi)側(cè)頂部具有向內(nèi)橫向延伸的翼板(20a)，翼板(20a)的頂面與減脹層(11)表面位于同一水平面上，且與防水層(12)橫向端部形成搭接。
4.如權(quán)利要求1所述的鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，其特征是:所述盲溝(22)底部位于膨脹土地基(10)表面以下不小于20cm，盲溝(22)內(nèi)設(shè)置排水管(22a)并填充砂卵石(22b)。
5.如權(quán)利要求1所述的鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，其特征是:所述排水層(13)采用中粗砂鋪設(shè)，其厚度為5cm。
6.如權(quán)利要求1所述的鐵路膨脹土路塹全封閉防排水基床結(jié)構(gòu)，其特征是:所述防水層(12)、排水層(13)和減脹層(11)表面具有3?4%橫向排水坡度。
【文檔編號(hào)】E01B1/00GK203546514SQ201320538956
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】馮俊德, 王亮亮, 封志軍, 楊果林, 薛元 申請(qǐng)人:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司