高速铁路路基工程技术创新与实践

第1章 绪论

1.1 高速铁路路基工程建设发展历程

1.1.1 “十三五”前我国高速铁路路基建设发展历程

1.1.2 “十三五”以后我国高速铁路路基建设发展历程

1.2 高速铁路路基建设发展取得的成就

第2章 路基技术标准体系发展创新

2.1 沉降控制标准

2.2 地基处理

2.3 路基填筑

2.3.1 高铁路基填料分类

2.3.2 高铁路基填料压实标准

2.3.3 高铁路基智能压实技术

2.3.4 邻近运营高铁路基填筑标准

2.4 过渡段

2.5 边坡支挡、防护

2.6 防排水控制

2.7 工后沉降评估

第3章 地基处理

3.1 地基处理结构及技术参数创新

3.2 地基处理技术进步

3.2.1 软土、松软土地基处理

3.2.2 岩溶地基注浆处理

3.2.3 湿陷性黄土地基处理

3.2.4 膨胀土地基处理

3.2.5 膨胀岩地基处理

3.2.6 非饱和土地基处理

3.2.7 山区、丘陵地基处理

3.2.8 冻土地基处理

3.2.9 车站地基处理

3.3 地基处理措施创新

3.3.1 桩网结构

3.3.2 CFG桩疏桩筏基

3.3.3 管桩桩筏结构

3.3.4 长短桩组合桩复合地基处理技术

3.3.5 螺杆(钉)桩

3.3.6 现浇大直径管桩

3.4 特殊土地基处理设计技术创新

3.4.1 软土地基沉降变形地基处理新技术

3.4.2 湿陷性黄土地基沉降变形控制技术

3.4.3 膨胀土地基上拱变形控制技术

3.4.4 膨胀岩地基处理措施

3.4.5 膨胀岩土变形观测

3.5 地基处理施工技术创新

3.5.1 CFG桩信息化施工新技术

3.5.2 低净空全套管钻孔灌注桩施工新技术

3.5.3 先截法土模桩帽施工技术

第4章 路基本体建设技术

4.1 路基基床结构设计

4.1.1 路基基床结构设计主控参数

4.1.2 路基结构层填料质量及检测技术进步

4.1.3 “路堤式”路堑

4.2 路基填料技术创新

4.2.1 路基填料分类

4.2.2 常规路基填料改良

4.2.3 黄土地区路基填料改良

4.2.4 风沙地区路基填料改良

4.2.5 花岗岩全风化物填料改良

4.2.6 软岩填料改良

4.3 寒冷地区路基防冻胀技术

4.3.1 防冻胀基床路基结构设计

4.3.2 路基填料防冻胀技术

4.4 多雨地区路基技术创新

4.4.1 多雨地区“路堤式”路堑结构形式

4.4.2 地基防排水层

……

第5章 路基过渡段建设技术

第6章 路基边坡支挡防护工程

第7章 路基防排水工程

第8章 路基沉降变形观测技术

第9章 特殊条件下高速铁路路基变形控制技术

第10章 高速铁路路基建设管理

第11章 高速铁路路基技术展望

参考文献

第1章绪论

1.1高速铁路路基工程建设发展历程

1.1.1“十三五”前我国高速铁路路基建设发展历程

“十三五”前，我国高速铁路按照国家“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的科技方针，紧密围绕铁路建设和运输需要，深人开展关键技术攻关,在高速铁路领域取得了系统性创新成果,建立了高速铁路技术体系

20世纪90年代以来,我国铁路紧密围绕社会经济发展对现代化交通运输的新需求，坚定不移走具有中国特色的自主创新之路,大力推进高速铁路技术研发和工程实践。1994年9月至12月,在广深准高速铁路开展了运行速度170 km/h的客运列车综合提速试验，1995年7月在沪宁线开展了客货列车综合提速试验,系统验证了线路、机车车辆及旅客列车速度分级控制系统;1997-2007年我国相继开展了既有线铁路六次大提速，全国客运列车时速由120 km提升至200 km,全国客运列车平均旅行速度由1997年的48. 1 km提升到2004年的65.7km。2002年12月我国自主研究、设计、施工运行速度200 km/h的秦沈客运专线建成通车,在设计时速300 km、长 66.8 km的高速铁路试验段中,“中华之星”动车组跑出了时速321.5 km的中国第一速度,在系统总结秦沈客运专线成果的基础上，我国形成了200 km/h高速铁路的技术标准体系，加快了我国铁路客运高速化发展的进程。2007年,建成了设计时速250 km的合宁客运专线,再次验证了我国时速250 km铁路系统技术体系,掌握了时速250 km高速铁路的整套技术。2005年7月4日设计时速350 km的京津城际开始建设,线路全长125 km,全线铺设无砟轨道,2008年8月1日全线开通运营,将京津铁路运营时间由最快75 min缩短至30 min,北京、天津牵手相连,同城效应显著。作为京沪高速铁路前期试验段工程,京津城际承担着验证京沪高速铁路相关设计参数的重任。

为解决软土路基沉降变形控制难题，2002-2003年铁道部高速办会同科技司在京沪高速铁路昆山试验段组织开展了软土路基地基处理、路基填筑压实、沉降变形观测等足尺试验研究,模拟高速列车运营条件进行了现场动力仿真试验,路基工后沉降按50 mm控制。从当时的机械设备配置、施工工艺等方面来看,地基处理施工工艺、地基处理方案、路基填料选择和路基填筑压实施工工艺可以满足试验研究设计和《京沪高速铁路设计暂行规定》(铁建设[2003]13号)要求。为满足京津城际建设需要，铁道部在《京沪高速铁路设计暂行规定》(铁建设[2004J157号)的基础上结合引进的无砟轨道技术,组织编写了《客运专线无砟轨道铁路设计指南》(铁建设函[2005]754号),规定无砟轨道路基工后沉降量按一般地段15 mm,沉降比较均匀、长度大于20m的路堤允许的最大工后沉降量为30 mm,并且调整轨面高程后的曲线半径应能满足轨面圆顺曲线半径R0.4v(v;为设计速度);路桥或路隧交界处的工后差异沉降量不应大于5mm,过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道间的折角不应大于1%0,同时对路基的填筑压实质量标准进行了明确的规定。

从工级铁路的路基工后沉降量标准200 mm到无砟轨道的工后沉降量控制标准15 mm,是铁路建设由初期“路基散体堆载、填筑理念”到现在“路基结构物建设、设计理念”认知的跨越式发展历程。历经京津城际、武广和郑西客专的建设实践，我国铁路建设基本上实现了这一认知。京沪高速铁路的建设实践,进一步印证了该理念,实现了我国高速铁路建设由量变到质变“质”的变化。

从2008年开始,随着深人推进高铁技术创新,中国铁路进人了快速发展阶段,相继建成了京沪、京广、沪昆、郑西等一批设计时速350 km的高速铁路。2017年以来,我国高速铁路开始步人引领阶段,向更智能、更安全舒适、更高标准的方向迈进。“十三五”期间,“四纵四横”主骨干网络基本构建。时速350 km的高速铁路正线长3 667.8 km，正线路基849. 5 km,占比 23.16%;时速250 km的高速铁路正线长1419.2 km,正线路基长646.6 km,占比 45.56%，时速200 km的高速铁路正线长1 434.9 km，正线路基长590.9 km,占比41.18%。在高铁工程建造、高速动车组、运营管理、安全保障等领域取得一系列创新成果,全面掌握了高速铁路关键核心技术,我国高速铁路总体技术水平已进人世界先进行列，工程建造等部分技术领域达到世界领先水平。

1.1.2“十三五”以后我国高速铁路路基建设发展历程

“十三五”以后，我国高铁年均投产3 500 km,“四纵四横”高速铁路主骨架全面建成,“八纵八横”高速铁路主通道加快建设,全国路网布局持续优化,路网质量显著提高,中西部地区铁路网不断完善,枢纽及配套设施不断强化。截至2022年底,高速铁路里程突破4.2万km,其中高铁路基总里程达到1.33万km,占比 31.3%，总里程稳居世界第一,中国历年高铁里程与高铁路基长度如图1-1所示。

本书由全面总结我国高速铁路路基工程技术发展历程，重点展现路基技术创新与实践。全书作者团队囊括全路路基管理、设计、施工等各环节顶尖单位专家，互通有无，突出各单位技术专长，并经共管中心通稿，多次会议论证，整体水平较高。全书共分九章，具体包括绪论、路基技术标准体系发展创新、地基处理创新与实践、路基本体建设技术创新与实践、路基过渡段建设技术创新与实践、路基边坡工程创新与实践、路基防排水工程创新与实践、路基变形防治技术创新与实践、高速铁路路基建设管理创新与实践。