高速铁路无砟轨道路基设计——沪昆客专DK958+935-DK960+653.661 工程概况及重难点1.1 沪昆客专工程概况沪昆高速铁路（又称沪昆客运专线）是一条东起上海，西至云南昆明的东西向铁路大动脉由沪杭客运专线、杭长客运专线、长昆客运专线组成，是设计时速为300/350km/h等级的客运专线全长2264公里，连接华中、华东和西南地区长度仅次于中国最长高速铁路的京港高速铁路，建成后将成为我国最长的东西向高速铁路1.2 本次设计范围本设计涉及的路基段为沪昆客专DK958+935-DK960+653.66段，全长1718.66m，设计图中在DK959+304.301处存在短链，短链长为5195.699m，从而图中里程范围为DK958+935到D1K965+849.359其中路基部分里程为DK958+935-D1K964+653.66（长522.961m）和D1k965+001.04-D1K965+235（长233.96m），总计756.921m1.3 工程地质概况 本段路基位于侵蚀构造低中山区，枝状沟谷发育，地形起伏较大，地面高程1800-1950m，相对高差50-150m小里程处山势较陡，自然斜坡一般15-30°。
斜坡上基岩多袒露、覆土薄，坡面上多杂草、灌木，坡麓及缓坡处覆土相对较厚，多辟为旱地、水田，种植以玉米、稻谷为主的农作物；大里程位于海子铺村农田之上，农田宽缓开阔，为坡洪积地貌，，多被垦为水田线路旁边有乡镇、散落村舍，线路左侧400m为镇胜高速马路有机耕道与国道相通，交通较为便利1.3.1 地层岩性DK958+935-DK959+093.75段为路堤，地基表层覆土为淤泥质黏土和黏土，厚度约7m，下卧灰岩和泥灰岩的弱风化层DK959+093.75-D1K964+653.66段主要为路堑，表层覆土为3-5m厚的红黏土，具弱-中等膨胀性，下接泥灰岩强风化层，厚5-12m，下卧泥灰岩弱风化层D1k965+001.04-D1K965+235段为路堤，地表覆土主要为淤泥质黏土、黏土和松软土，懦弱土层厚度为7-16m，下接泥灰岩强风化层，下卧泥灰岩弱风化层1.3.2 地质构造及地振动参数1）地质构造DK958+935-DK964+653.66段地质构造较简洁，岩性单一，未见大的断裂岩层产状为N50°E/12°NDK965+001.04-DK965+235段地质构造简洁，层理产状为N65°E/3°N ，节理产状为节N-S/65°N，节N60°W/90°。
2）地振动参数依据《新建铁路沪昆客运专线玉屏至昆明段工程场区地振动参数区划报告》，测区DK958+935-DK964+653.66和DK965+001.04-DK965+235地振动峰值加速度为0.119g，地振动反应谱特征周期为0.45s1.3.3 水文地质1）地表水地表水主要为沟水及堰塘水，水量随季节性改变，受大气降雨补给，以蒸发和地表径流形式排泄2）地下水地下水主要为土层中孔隙水及基岩裂隙水、岩溶水碎石土层中含少量孔隙水，受大气降雨及地表水补给可溶岩岩溶水较发育，主要受大气降雨及地表水补给3）水化学特征测区范围内共取3组水样，其中一组地表水水质类型为HCO3- - Ca2+.Mg2+型水，两组地下水水质类型为HCO3- - Ca2+.Na+、HCO3- - Ca2+型水依据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》，在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，地下水对混凝土结构侵蚀无侵蚀性由于关岭组一段含石膏，建议设计时按地下水对混凝土具SO42-侵蚀，侵蚀等级为H1考虑，施工时应加强地下水侵蚀性的复查1.3.4 不良地质1）岩溶DK965＋001-DK965＋235段和DK958+935-DK959+100段路基岩溶弱发育，属岩溶易塌陷区，从该区调绘看，局部地段存在岩溶塌陷问题。
因此，需对该段路基进行加固处理2）顺层DK959+094-DK964+624为路堑顺层，岩层产状N55°E/12°NW，岩层走向与线位走向夹角约6°，视倾角8°，地层岩性三叠系下统永宁镇组第三、四段（T1yn3+4）灰岩，层间综合φ=20°3）特殊岩土A、红黏土（膨胀土）主要为第四系全新统坡残积层（Q4dl+el），一般厚0-9m，具弱~中等膨 胀性，自由膨胀率Fs=48-68%，阳离子交换量CEC（NH4+）=12.77-32.18mmol/kg，蒙脱石含量M=9.21-24.38%,其裂隙发育，裂隙中一般含有少量上层滞水，上层滞水对膨胀土路堑边坡影响较大具有吸水显著膨胀、软化、崩解，失水急剧收缩、开裂，能往复胀缩变形的不良地质特点，易造成土体坍滑、边坡及基础失稳、基床翻浆冒泥等工程地质病害B、松软土及淤泥质黏土淤泥质黏土主要分布于沟槽中，一般为灰黑色，软塑-流塑状，质不纯，手搓有砂感，液性指数0.5-1.3，自然孔隙比为1.8-3.1，厚3-8m，局部厚度达十余米，呈层状分布，埋深0-3m松软土一般为黄褐色，软塑状，质不纯，手搓有砂感，局部含有角砾，主要分布在沟槽两侧，厚2-7m，呈透镜状分布，埋深0-2m，液性指数0.5-1.3。
淤泥质黏土及松软土地基极易变形沉降，对工程影响大1.3.5 环境工程地质施工弃土应置于特地的弃土场，尽量削减对周边农田、水利的影响，并加强弃土场边坡的挡护，避开边坡失稳或形成泥石流施工应尽量避开对乡村道路的干扰，避开施工废水、油污对河流的污染，施工噪音影响群众休息DK959+200右7米左右有一暗河出口，位于水塘底部，由于被塘水覆盖，无法测量洞口大小，该池塘汇水面积约100m2,该暗河常年有水，当地老百姓一般用来浇灌，旱季间或用来饮用施工时应避开堵塞暗河出口，及污染水源1.4 设计重难点1.4.1 过渡段处理本设计段路基中包含了隧道、路堤、路堑、涵洞和桥梁多种结构形式，由于各结构物刚度不一，沉降变形也不一样，若不做处理，列车高速行驶时会出现较大的跳车现象，影响乘坐舒适性，甚至危及行车平安，所以必需在不同结构形式间设置过渡段，使其刚度平顺过渡并限制差异沉降本设计段过渡段较多，其妥当处理是本设计的重点之一软土地基处理高速铁路无砟轨道线路对路基的沉降变形限制很严格，所允许的路基工后沉降仅15mm，而懦弱地层压缩性高，产生的沉降量大，若不进行处理很难满意路基变形限制的要求本设计段中地基含较厚淤泥质黏土、黏土、松软土等懦弱土层，它们对路基的变形限制影响很大，如何依据实际条件选择适当的地基处理方法进行地基处理是本设计的重点，也是难点。
2 设计依据2.1 设计的主要技术参数（1）铁路等级：客运专线（2）正线数目：双线（3）基础设施速度目标值：350km/h（4）正线线间距：5.0m（5）限制坡度：12‰，局部地段20‰（6）最小曲线半径：7000m，枢纽范围可适当减小（7）到发线有效长度：650m（8）牵引种类：电力（9）机车类型：电动车组（10）列车运行方式：自动限制（11）行车指挥方式：综合调度集中2.2 设计参考的规范《高速铁路设计规范（试行）》（TB 10621-2009）；《新建时速 300~350 公里客运专线铁路设计暂行规定(上、下)》（铁建设[2007]47 号）；《客运专线无砟轨道铁路设计指南》（铁建设函〔2005〕754号）；《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〔2005〕160号）《铁路桥涵设计基本规范》（TB-10002.1-2005）《客运专线无砟轨道铁路设计指南》（铁建设函〔2005〕754号）《铁路桥涵砼和砌体结构设计规范》（TB-10002.4-2005）《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB-10002.5-2005）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号）。
《铁路工程环境爱护设计规范》（TB10501-98）《铁路路基边坡绿色防护技术暂行规定》（铁建技[2003]7号）《铁路边坡防护及防排水工程设计补充规定》（铁建设[2009]172号）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)3 路基本体设计 3.1 路基设计主要原则3.1.1 路基标高对于新建铁路路基，一般采纳路肩标高代替路基标高，无砟轨道的路肩标高计算如下：双块式路肩标高＝轨面标高-919(mm)＝轨面标高-815-(4.3-3.4/2)×0.04×1000II型板路肩标高＝轨面标高-886(mm)＝轨面标高-779-(4.3-3.25/2)×0.04×1000本设计段线路中采纳双块式轨枕，设计中都依据直线考虑，断面出图后曲线地段单独附全线曲线地段表3.1.2 路基面形态无砟轨道区间正线直线地段路基面形态为梯形，混凝土支撑层下基床表层设0.5％的人字坡、混凝土支撑层边缘以外基床表层设4 %的横向排水坡；路基基床底层顶面及基床下路基面自中心向两侧设4%的横向排水坡，形态为三角形；曲线地段路基面为折线形，宽度保持不变3.1.3 路基面宽度直线地段无砟轨道路基面宽度（节选）见表，无砟轨道路基标准横断面见图和图。
表 路基面宽度线 别单双线200km/h 无砟轨道350km/h无砟轨道路基面宽线间距路基面宽线间距单线8.6—8.6—双线13.24.613.65.013.65.0图 时速350km/h双线路堤标准横断面图（D—为线间距，单位：m，以下各图同）图 时速350km/h双线路堤式路堑（低路堤）标准横断面图区间正线曲线地段路基一般不考虑曲线加宽，当轨道结构和接触网立柱等设施的设置有特殊要求时，依据详细状况计算确定；曲线地段路基超高在基床表层实现3.1.4 基床结构形式及相关说明路基基床有基床表层和基床底层构成，无砟轨道基床表层厚度为0.4m，基床底层厚度为2.3m，并在无砟轨道混凝土支承层外至电缆槽内侧设0.08m厚沥青混凝土防渗层1）路堑基床处理A、对易风化的软质岩、强风化硬质岩及土质路堑基床，其基床应满意基床压实标准，基床范围内不得夹有比贯入阻力Ps小于1.8MPa或基本承载力s0小于200kPa的细粒土层，否则按以下原则处理：① 膨胀土、粘性土、软质岩全风化层W4，基床范围需全部换填；② 软质岩强风化层W3换填1.5m，软质岩弱风化层W2换填1.0m；③ 对谭智页岩等岩性很差的极软岩，基床范围需全部换填；④ 全风化硬质岩路堑基床底层，应依据风化后岩层性质和承载力确定，当不满意要求时，可参照软质岩处理。
B、不易风化的硬质岩石基床，开挖至路基面以下0.2m处，开挖面由路基中心向两侧设4％的横向排水坡，其上填筑级配碎石2）低矮路堤基床处理时速350km/h无砟轨道路堤填高小于基床厚度（2.7m）时， 采纳路堤式路堑形式基床范围内不得夹有Ps<1.8MPa或s0<200kPa的土层，否则应实行相应措施进行加固处理基床底层换填A、B组填料，换填厚不小于1.0m，其下为软基处理的水平垫层或筏板对需深层处理的地段，基床处理应结合深层处理一并考虑基床加固措施当地下水水位较高或地下水较发育时，路基基床应实行路堤式路堑形式或采纳加深侧沟、设置排水盲沟、暗沟等方式引排地下水 3）一般路堤基床处理对于填高小于基床厚度的路堤按前述基床处理要求办理，对于填高大于基床厚度的路堤，路堤基底按以下原则处理A、地基不需深层处理时①.对岗地及丘坡区地面横坡缓于1:10的路堤地段依据地表植被状况，实行就地碾压、。