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1、北京交通大学毕业设计（论文）教学中心 广东交通教学中心 论文题目 路基溶洞病害分析与整治 专 业 土木工程 班 级 09级 学 号 09641222 姓 名 李剑锋 指导教师 覃锡明 远程与继续教育学院 目 录摘要-1绪论-2第一章 路基工程-3 第一节 路基的组成-3 第二节 路基工程的性质和特点-5第二章 路基基床结构-6第三章 路基溶洞特征和产生条件-7第四章 溶洞的整治方案-9第一节 施工整治-9第二节 质量保证措施-11第五章 安全保证体系和安全保证措施-12第六章 环境保护以及水土保持措施-13结束语-14参考文献-14摘要 本毕业设计的题目是铁路路基溶洞病害分析与整治设计。本设计
2、主要从目前铁路日益增长的提速运营条件背景下，必须保证路基稳固和行车的安全，设计中运用所学的铁路知识进行溶洞整治设计，以改善线路路基结构的稳定性,提高行车速度和安全能力，设计的主要内容有：根据线路路基的标准要求确定整治方案，以注浆为主要整治措施,并进行环境保护以及水土保持.关键词：路基、注浆、稳定、溶洞病害绪论 路基是以天然地石修筑而成的条形建筑物，它分布在广阔的地区，处在各种地质、水文、气候等复杂的自然环境下，它的强度和稳定性受地质条件及雨、雪、水流、气候等各种自然因素的影响。 水的活动是促使路基病害发生展一重要原因。为使路基不致遭受地面水、地下水的侵蚀破坏，路基应有良好的排水、防护及加固建筑
3、物。 既有铁路路基在列车荷载作用及各种自然因素和影响下，会产生各种变形和路基病害，因此应对路基加强养护与维修，并对不稳定边坡进行防护与加固，以减弱或消除各种路基病害，保证路基稳定及行车安全与舒适。对于路基病害，必须贯彻“以防为主，防治结合”，“一次整治，不留隐患”的原则，采取合理的整治方案及有效和工程措施。 在雨季，铁路路基常受到洪水的侵袭，因此应加强路基的防洪工作，当路基发生水害，应根气泵水害的具体情况，采用合适的方法抢修。 路基的工程数量极为庞大，需用大量的劳动力、工程材料、施工机具和建设资金。在大量地石集中地段，常常控制着整个铁路的施工期限。因此，在路基施工中应认真做好地石方调配，合理选
4、择施工方法，以保证工程质量，加速工进度。降低工程造价，提高经济效益。同时在施工中还应注意节约用地，少占农田，少破坏自然地貌和植被，以免导致水土流失。 高速铁路运行速度快，技术标准高，对轨道变形有严格一要求，路基是轨道的基础，控制路基变形已成为高速铁路路基的最大特点。因此，调整铁路对路堤的地基条件、填料、压实标准、基床和路桥过渡段的风度等方面均提出了更高的要求。第一章 路基工程第一节 路基的组成铁路路基是为满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物。它是轨道的基础，承受着轨道及机车车辆的静载和动荷载，并将荷载向地基深处传递扩散。在纵断面上，路基必须保证轨顶需要的标高；在平面上，路基与桥梁、隧道连接
5、组成完整贯通的铁路线路。在铁道工程和发展过程中，路基为轨道结构的不断更新、改善和轨道定型化提供了必要的条件。为了保证路基正常工作，路基工程主要由三部分建筑组成，如图11 图11 路基本体轮廓及各部分名称 1.路基本体 路基本体是直接铺设轨道结构并承受列车荷载一部分。例如路堤、路堑等。它是路基工程中的主体建筑物。路基本体根据地质条件和填筑材料的不同，对可分路堤、路堑、半路堤、半堤半堑、不填不挖路基六种形式，如图(a)路堤路基 (b)路堑路基 c)半路堤路基 (e)半堤半堑 (f)不填不挖路基 2.路基防护和加固建筑物 路基防护和加固建筑物属路基和附属建筑物，例如挡地墙、护坡等。 3.路基排水设备
6、 排水设备也属于路基的附属建筑物，例如排除地面水的拓水沟、侧沟、天沟和排除地下水的排水槽、渗水暗沟、渗水隧洞等。如图：(a)排水沟 (b)侧沟、天沟 c)跌水 (d)缓流井 (e)急流槽第二节 路基工程的性质和特点 从路基所起的作用来看，路基是轨道的基础；从路基作为一种建筑物来看，它是一种土工结构物。作为一种土工结构物，路基工程具有不同于桥梁和隧道等工程结构物的独特点：1.路基主要由松散的土（石）材料所构成路基或者直接以土（石）作建筑材料，或者直接建造在地层上。而土和岩都是不连续介质，各种岩石性质差异悬殊，并具有多种结构面，使其被分割，甚至破碎；土的成因、成分、结构、构造也各不相同。在自然营力
7、和人类活动的作用下，土石的工程性质也在不断变化，所有这些都将对路基工程产生根本的影响。2.完全暴露在大自然之中 路基处在各种复杂的变化着的自然条件之下，例如地质、水、降雨、气候、地震等条件，因而它时刻受到自然条件变化的侵袭和破坏，引起各种路基病害，如路基溶洞、路基边坡冲蚀、坍塌、路基下沉、滑坡等。因为路基材料是土石等松散体，所以路基本身的强度和稳定也是常常变化的。其工程性质对自然条件变化十分敏感，抵抗能力差。3.路基同时受轨道静荷载和列车动荷载和作用 路基上的轨道荷载是静荷载，列车荷载是动荷载，属交通荷载，其特点为多次重复作用，是引起路基病害的主要原因之一。路基土在重复荷载作用下产生累积变形，
8、而且土的强度会降低，表现出疲劳的特性。另一方面，路基同轨道结构一起共同组成的这种线路结构是一种相对松散连接的结构形式，抵抗动荷载的能力弱。第二章 路基基床结构 路基基床系指路肩施工高程至其下2.5m范围，是路基上部受列车动力作用和水文气候变化影响较大的一层。基床分为表层及底层，按铁路路基设计规范（TB100012005）规定，表层厚度为0.6m，底层厚度为1.9m，总厚度为2.5m。如图：基床结构示意图我国及部分国外铁路路基基床厚度的标准见表31、表32：表31关的铁路路基基床厚度（m）铁路类别京沪高速铁路广深准高速铁路大秦重载铁路TB1000199I级铁路II级铁路基床厚度表层0.7070.
9、60.60.5底层2.31.81.91.91.5 表31铁路基床厚度国别日本美国德国前苏联法国基床厚度表层0.5、0.8设计确定0.50.30.50.6底2.5、2.21.221.31.0第三章 路基溶洞特征和产生条件岩溶指可溶性岩石，特别是碳酸盐类岩石（如石灰岩、石膏等），受含有二氧化碳的流水溶蚀，有时并加以沉积作用而形成的地貌。往往呈奇特形状，有洞穴、石芽、石沟、石林、溶洞、地下河也有峭壁。此种地貌地区，往往奇峰林立。我国广西、云南、贵州等地有这种地貌。著名的桂林山水所呈现的奇峰异洞就是这样形成的。旧称喀斯特，源于前南斯拉夫的一个地名。地表水在运动过程中对所经过的沉积物或岩石有着重要的侵蚀
10、作用，既包括水动力作用下的碎屑物搬运，又包括水对岩石或沉积物的化学溶蚀作用，还包括碎屑物在搬运过程中的磨蚀作用。喀斯特地貌就是地下水对碳酸盐岩侵蚀作用的结果。在水流作用下，形成陡峭的海岸、弯曲的沟壑、高高的冰蚀悬谷、气势磅礴的大峡谷。“滴水穿石”也是水的化学侵蚀作用的写照。溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙Ca(HCO3)2，后者可溶于水，于是有空洞形成并逐步扩大。这种现象在南斯拉夫亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地形。按其发育演化，岩溶可分出以下6种。1
11、）地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟（或溶槽），原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋.2）地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀，超过100m深后形成落水洞。3）从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶洞。4）随地下洞穴的形成地表发生塌陷，塌陷的深度大面积小，称坍陷漏斗，深度小面积大则称陷塘。5）地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用，形成坡立谷和天生桥。6）地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。云南路南的石林是上述第一阶段（溶沟阶段）的产物，这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山，则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内，经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞，俗称“神女镜”或“仙女镜”。世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亚山脉的犸猛洞，位于肯塔基州境内，洞深64km，所有的岔洞连起来的总长度达250km。洞里宽的地方象广场，窄的地方象长廊，高的地方有30m高，整个洞平面上迂回曲折，垂向上可分出三层。雨季，整个洞内都有流水，成为地下河流在坡折处河水跌落，形成瀑布；旱季，局部地区有水，成地下湖泊，可
