一种控制铁路深路堑基底上拱的结构的制作方法

本实用新型涉及路基工程领域，具体涉及一种控制铁路深路堑基底上拱的结构。

背景技术：

无砟轨道高速铁路对线路平顺性要求极其严格，是保证行车高速行驶安全和乘坐舒适性的关键所在，我国地域辽阔，铁路沿线经过的地质构造及岩土种类繁多且复杂多变，因而铁路不可避免的会从强膨胀岩地层穿过，强膨胀岩石地基在开挖卸荷和水的双重作用下，会产生很强的向上膨胀力，且持续时间很长，造成高速铁路路基上拱，反映到高速铁路路面上使轨道变形，严重影响高速铁路列车运行的安全，甚至中断行车。

实践证明，目前传统的加固措施要么控制上拱变形效果不佳，要么经济合理性较差，且高速铁路上拱变形一旦发生，目前技术条件下难以修复和采取有效措施解决，将产生严重的社会和经济影响。因此，急需一种控制上拱变形效果好，又经济合理、安全可靠、施工方便的新受力结构措施来解决这一难题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于：针对膨胀岩地区无砟轨道高速铁路深路堑基底容易出现上拱变形，而传统的加固措施要么控制上拱变形效果不佳，要么经济合理性较差的问题，提供一种控制铁路深路堑基底上拱的结构，该结构能有效控制强膨胀岩深路堑结构基底上拱变形，且经济合理，可行性高，以保证线路平顺性满足高速铁路无砟轨道的要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种控制铁路深路堑基底上拱的结构，包括设置于路堑开挖基底面的拱圈和设置于路堑开挖两侧坡脚的台座，所述拱圈为板式结构且向下弯曲，所述拱圈的两端分别与两侧的台座刚性连接，所述拱圈及台座下方均设置有若干根预应力锚索，所述预应力锚索的锚固段位于受大气影响深度范围以下的岩石地基中。

本实用新型通过设置在强膨胀岩地基开挖底面的拱圈和拱圈底预应力锚索共同承受基底的膨胀力，并将膨胀力沿着拱圈传递到两端台座，由台座将膨胀力传到基岩中，台座底预应力锚索和台座重力共同抵抗台座所受抗拔力，从而有效控制膨胀力引起的无砟轨道高速铁路通过强膨胀岩石地基基底的上拱变形，满足高速铁路对线路平顺性的严格要求，经济合理、安全可靠、施工方便，具有推广应用前景，且符合环保要求。

作为本实用新型的优选方案，所述拱圈上方设置有回填层，所述回填层上方设置有复合排水防渗层。通过设置回填层对拱圈上方进行回填，而复合排水防渗层能有效的将路基基床的水排出，且防渗材料能阻断水流向地基的通道，减少地基的膨胀变形，减小膨胀力。

作为本实用新型的优选方案，所述复合排水防渗层上方依次设置有基床底层和基床表层。

作为本实用新型的优选方案，还包括设置在路堑结构两侧的排水侧沟。通过排水侧沟能迅速排出地表水，减小对膨胀岩石地基的影响。

作为本实用新型的优选方案，所述排水侧沟的底部设置有纵向盲沟。通过纵向盲沟排出浅层地下水，进一步减少地基的膨胀变形。

作为本实用新型的优选方案，所述复合排水防渗层为中粗砂、复合排水板及防水材料组成。

作为本实用新型的优选方案，所述拱圈下方的预应力锚索沿拱圈径向方向成排间隔布置，从而与拱圈共同承受整个基底的膨胀力。

作为本实用新型的优选方案，所述台座下方的预应力锚索竖直向下成排间隔布置，如此可以更好地平衡台座受力，使台座保持稳定。

作为本实用新型的优选方案，所述拱圈及台座为钢筋混凝土结构。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过设置在强膨胀岩地基开挖底面的拱圈和拱圈底预应力锚索共同承受基底的膨胀力，并将膨胀力沿着拱圈传递到两端台座，由台座将膨胀力传到基岩中，台座底预应力锚索和台座重力共同抵抗台座所受抗拔力，从而有效控制膨胀力引起的无砟轨道高速铁路通过强膨胀岩石地基基底的上拱变形，满足高速铁路对线路平顺性的严格要求，经济合理、安全可靠、施工方便，具有推广应用前景，且符合环保要求。

附图说明

图1为本实用新型中的控制铁路深路堑基底上拱的结构的横断面示意图。

图2为本实用新型中的控制铁路深路堑基底上拱的结构的基底平面示意图。

图中标记：1-拱圈、2-台座、3-拱圈底预应力锚索、4-台座底预应力锚索、5-回填层、6-纵向盲沟、7-排水侧沟、8-复合排水防渗层、9-基床底层、10-基床表层。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

本实施例提供一种控制铁路深路堑基底上拱的结构；

如图1和图2所示，本实施例中的控制铁路深路堑基底上拱的结构，包括设置于路堑开挖基底面的拱圈1和设置于路堑开挖两侧坡脚的台座2，所述拱圈1为板式结构且向下弯曲，所述拱圈1的两端分别与两侧的台座2刚性连接，所述拱圈1及台座2下方均设置有若干根预应力锚索，分别为拱圈底预应力锚索3和台座底预应力锚索4，所有的预应力锚索的锚固段位于受大气影响深度范围以下的岩石地基中。

本实用新型通过设置在强膨胀岩地基开挖底面的拱圈和拱圈底预应力锚索共同承受基底的膨胀力，并将膨胀力沿着拱圈传递到两端台座，由台座将膨胀力传到基岩中，台座底预应力锚索和台座重力共同抵抗台座所受抗拔力，从而有效控制膨胀力引起的无砟轨道高速铁路通过强膨胀岩石地基基底的上拱变形，满足高速铁路对线路平顺性的严格要求，经济合理、安全可靠、施工方便，具有推广应用前景，且符合环保要求。

本实施例中，所述拱圈1上方设置有回填层5，所述回填层5上方设置有复合排水防渗层8，所述复合排水防渗层8为中粗砂、复合排水板及防水材料组成，所述复合排水防渗层8上方依次设置有基床底层9和基床表层10。通过设置回填层对拱圈上方进行回填，而复合排水防渗层能有效的将基床底层和基床表层的水排出路基，且防渗材料能阻断水流向地基的通道，减少地基的膨胀变形，减小膨胀力。

本实施例中，还包括设置在路堑结构两侧的排水侧沟7。通过排水侧沟能迅速排出地表水，减小对膨胀岩石地基的影响。所述排水侧沟7的底部设置有纵向盲沟6。通过纵向盲沟排出浅层地下水，进一步减少地基的膨胀变形。

本实施例中，所述拱圈1下方的预应力锚索沿拱圈径向方向成排间隔布置，从而与拱圈共同承受整个基底的膨胀力。所述台座2下方的预应力锚索竖直向下成排间隔布置，如此可以更好地平衡台座受力，使台座保持稳定。

本实施例中，所述拱圈1及台座2为钢筋混凝土结构，所述拱圈1的厚度及强度、台座2的截面面积及强度根据基底强膨胀岩的膨胀力和拱圈底预应力锚索3承受膨胀力大小共同确定，台座底预应力抗拔锚索4的间距、束数、锚固长度等由台座2所受的抗拔力计算确定。

具体的，本实施例中的控制铁路深路堑基底上拱的结构可以按照如下步骤进行施工：

步骤一、分级开挖路堑边坡并及时进行防护，直至达到台座2顶面设计标高；

步骤二、分层开挖台座2坑槽，直至达到台座底预应力锚索4标高，并整平台座底面；

步骤三、在台座2底面竖直向下钻孔施工台座底预应力锚索4，注浆形成预应力锚索结构；

步骤四、施做台座2钢筋骨架，并预留锚入拱圈1的锚固钢筋，然后浇筑台座2混凝土；

步骤五、分层开挖土体至拱圈1底面标高；

步骤六、在拱圈底面相应位置垂直拱圈轴线钻孔施工拱圈底预应力锚索3；

步骤七、施做拱圈1钢筋并与台座预留的锚固钢筋连接，预留锚索注浆及张拉孔道，浇筑拱圈1混凝土；待拱圈混凝土达到设计强度后，张拉拱圈底预应力锚索3锚固于拱圈上并注浆形成锚索结构；

步骤八、将回填层5分层回填至基床底层9底面标高，并且回填层5表面形成排水横坡；

步骤九、施工路堑结构两侧的纵向盲沟6、排水侧沟7；

步骤十、在回填层5表面施工复合排水防渗层8；

步骤十一、在复合排水防渗层8上方分层填筑基床底层9；

步骤十二、在基床底层9上方填筑基床表层10。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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