侯海方 祁 華

(1.中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司， 寧波 315012；2.寧波市政工程建設(shè)集團(tuán)股份有限公司， 寧波 315046)

路基面兩側(cè)無道床覆蓋的部分為路肩。路肩上通常設(shè)置有接觸網(wǎng)立柱、聲屏障、電纜槽等設(shè)備，完好的路肩設(shè)備有利于維持道床穩(wěn)定及路基面完整，有利于工務(wù)檢修作業(yè)人員行走及下道避車。

根據(jù)運(yùn)營(yíng)和既有線提速經(jīng)驗(yàn)[1]，路肩寬度是影響安全避車、路基維修養(yǎng)護(hù)和路基邊坡穩(wěn)定性的重要因素，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)速度、邊坡穩(wěn)定、養(yǎng)護(hù)維修、路肩上設(shè)備設(shè)置要求等條件綜合確定。線路運(yùn)營(yíng)后，受各種因素影響，易產(chǎn)生路肩表面風(fēng)化、路肩寬度不足等病害。為保持既有道床的穩(wěn)定，方便檢修人員上下道作業(yè)，通常對(duì)既有線路肩寬度不足地段進(jìn)行幫寬加高整治。

1 導(dǎo)致路基寬度不足的因素

路肩寬度不足[2]是指由于路基下沉或路肩沖刷引起路肩寬度低于設(shè)計(jì)寬度。既有線路肩寬度不足的影響因素大致可歸納為以下5個(gè)方面：既有鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、路基下沉、剝蝕或沖刷、施工誤差、既有線改造。

1.1 既有鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低

受生產(chǎn)力和技術(shù)水平限制，早期線路設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)和維修采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行規(guī)范有較大差異，導(dǎo)致路肩設(shè)備不能滿足現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。歷年鐵路路基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 歷年鐵路路基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.2 路基下沉[7]

既有鐵路路基由于修建時(shí)填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求低、路基填筑高度較大、基床未設(shè)封閉排水層、基底存在特殊土層及提速列車大量開行等原因，導(dǎo)致路基下沉。

路基下沉后，為保持軌道的平順性，往往通過填補(bǔ)道砟的方式增加道床厚度，使軌道保持原有的高程及縱向坡度，從而使道床底面寬度增大，在既有路基面寬度不變的情況下，導(dǎo)致路肩寬度不足。病害嚴(yán)重地段甚至產(chǎn)生溜砟的現(xiàn)象，不僅路肩寬度不足，還會(huì)影響道床的穩(wěn)定。

1.3 剝蝕

自然剝蝕和人為剝蝕對(duì)路肩均有影響。線路開通運(yùn)營(yíng)初期，路肩部位填料松散，工后沉降變形較大，尤其是粉砂土路基地段，受雨水沖刷、風(fēng)蝕易形成陷穴空洞，使路肩寬度變窄。當(dāng)人員及運(yùn)輸小車在路肩上行走，或進(jìn)行路肩除草、卸料時(shí)，也會(huì)對(duì)路肩寬度造成一定影響。

1.4 施工誤差

在路基和軌道工程的相關(guān)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，允許發(fā)生小范圍內(nèi)的誤差，無形中為后期路基設(shè)備穩(wěn)定埋下了潛在隱患。雖然施工規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)一再縮減誤差允許值，但仍存在施工誤差過大、驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)及運(yùn)營(yíng)前期介入工作不細(xì)等現(xiàn)象。

影響路肩寬度的有關(guān)施工誤差規(guī)定如下：①TB 10202-2002《鐵路路基施工規(guī)范》第4.2.7條規(guī)定[8]：預(yù)留沉降量后的路肩高程允許偏差為±3 cm。②TZ 212-2005《客運(yùn)專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南》第5.5.3條規(guī)定：線路中心至路肩邊緣距離誤差不得超過2 cm。③TB 10413-2003《鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》第5.5.3條規(guī)定[9]：有砟軌道在路基上的軌面高程容許誤差為+5 cm及-3 cm。

由此可見, 同時(shí)考慮沉降量及軌面高程允許差值影響，豎平面最大影響值將達(dá)到8 cm，在沿海鐵路軟土路基地段，下沉量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這一數(shù)值，極易導(dǎo)致路肩寬度不足，這一情況不容忽視。

1.5 電氣化改造

目前設(shè)計(jì)速度200 km/h及以下電氣化鐵路廣泛使用的接觸網(wǎng)支柱有橫腹桿式和環(huán)形等徑兩種類型，接觸網(wǎng)采用橫腹桿式支柱時(shí)，路肩處寬度接近0.63 m，環(huán)形等徑支柱寬度有0.4 m和0.35 m兩種。既有線改造工程中的線路抬道使道床厚度增加，導(dǎo)致路肩寬度不足。

2 常規(guī)路肩加寬方法

2.1 填土加寬加高路肩

土質(zhì)路堤路肩寬度不足和邊坡需要放緩時(shí)，一般從堤腳起填土加寬加至高路肩，如圖1所示。

圖1 填土加寬加高路肩示意圖

2.2 干砌片石加寬加高路肩

在路堤邊坡坡度符合標(biāo)準(zhǔn)，而路肩寬度不足時(shí)，不宜采用填土加寬加高地段，可用干砌片石加寬路肩。加高高度一般不超過1 m。頂面用水泥砂漿抹面，側(cè)面勾縫(預(yù)留泄水孔)。道床坡腳與片石路肩填充滲水性材料(如沙礫、爐渣等)。干砌片石加寬加高路肩示意如圖2所示。

2.3 漿砌片石加寬加高路肩

漿砌片石加寬加高路肩一般適用于路塹地段，側(cè)溝具有足夠的排水?dāng)嗝鏁r(shí)，直接采用漿砌片石進(jìn)行路肩病害整治。排水不暢時(shí)，采用漿砌片石坡腳墻及側(cè)溝以達(dá)到路肩寬度要求。這兩種情況下的加寬加高路肩方式如圖3所示。

圖2 干砌片石加寬加高路肩示意圖(m)

圖3 漿砌片石加寬加高路肩示意圖(m)

3 倒T型支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例

在某些情況下，以上常用的路肩加寬方法無法滿足安全性和施工的需求，在實(shí)踐中創(chuàng)新了一種適用于現(xiàn)場(chǎng)條件的新型加寬路肩的支擋結(jié)構(gòu)-倒T型支擋結(jié)構(gòu)。下面通過一個(gè)工程實(shí)例，介紹該種新型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和特點(diǎn)。

3.1 病害概況

寧波北環(huán)線鐵路為Ⅰ級(jí)鐵路，線路允許速度120 km/h，于2015年6月1日正式開通運(yùn)營(yíng)。鑒于北環(huán)線下行K 3+250～K 3+550路基下沉嚴(yán)重(開通時(shí)累計(jì)沉降為191.8 mm，日變化率為0.862 mm/日)，于2015年7月對(duì)北環(huán)線下行K 3+467～K 3+527路基段進(jìn)行了分段注漿加固，加固后路基下沉速率有所收斂，但仍持續(xù)下沉，截至2015年12月K 3+500累計(jì)沉降達(dá)301.8 mm，當(dāng)月日變化率為 0.491 mm/日。

由于路基下沉，該地段不斷補(bǔ)充道砟，致使道床至既有路肩高度達(dá)1.75 m，現(xiàn)場(chǎng)路肩寬度嚴(yán)重不足,整治前路肩病害如圖4所示。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)路肩寬度不足

3.2 施工方案比選

該段病害需在一個(gè)月內(nèi)整治完畢，工期緊，任務(wù)重?？紤]到路基仍在下沉，須選取一種工期短、質(zhì)量高的路肩整治方法。

路肩寬度不足地段為高路堤，不適合采用漿砌片石加寬加高。路堤高10 m，從路堤坡腳處填土加寬，工程量較大，對(duì)既有線行車干擾較大，成本高，施工周期長(zhǎng)。同時(shí)為了保持土體穩(wěn)定，還需分層加鋪土工格柵加固，地基承載力不足時(shí)尚需對(duì)基底進(jìn)行注漿加固。受列車荷載動(dòng)應(yīng)力的影響，當(dāng)干砌片石修建過高時(shí)，易發(fā)生外擠現(xiàn)象。此外隨著路基不斷下沉，干砌片石路肩墻易發(fā)生開裂。

綜合考慮各種因素，結(jié)合擋墻設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，最終采用現(xiàn)澆混凝土倒T型支擋結(jié)構(gòu)，如圖5所示。該結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：

圖5 倒T型支擋結(jié)構(gòu)示意圖

(1)倒T型支擋結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)耐久堅(jiān)實(shí)；可實(shí)現(xiàn)快速施工，縮短工期；對(duì)既有線行車干擾小。

(2)倒T型支擋結(jié)構(gòu)的底板為擴(kuò)大基礎(chǔ)，不需要開挖，只需鋪設(shè)碎石墊層即可，對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)安全影響?。涣硗?，底板可有效將荷載分散傳遞，有利于結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。

(3)倒T型支擋結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能充分利用其高度，既可加寬路肩，又可加高路肩。倒T型支擋結(jié)構(gòu)左側(cè)相當(dāng)于二級(jí)行走平臺(tái)，方便人員上下道。

4 結(jié)束語

路基持續(xù)下沉易導(dǎo)致路肩寬度不足，常規(guī)的路肩加寬方法施工速度慢，對(duì)既有線行車影響較大?，F(xiàn)澆混凝土倒T型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、施工簡(jiǎn)便、安全性高、工期短，可同時(shí)用于整治既有鐵路路肩寬度不足及路肩下沉等病害。該結(jié)構(gòu)已應(yīng)用于寧波北環(huán)線路肩加寬工程中，用于整治路肩寬度不足，路肩下沉等病害，該項(xiàng)目10月31日開工，11月15日竣工驗(yàn)收， 整治效果顯著。