跨越坎儿井高速铁路路基加固结构的制作方法

本发明涉及高速铁路路基技术领域，特别涉及一种跨越坎儿井高速铁路路基加固结构。

技术背景

坎儿井是荒漠地区特殊的灌溉系统，普遍于干旱、半干旱地区，特别是中国新疆吐鲁番、中亚、西亚地区。坎儿井的结构，大体上是由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”(小型蓄水池)四部分组成。随着“一带一路”战略实施，高速铁路线路不可避免的跨越多数坎儿井。

跨越坎儿井修建高速铁路面临的主要难题包括：坎儿井既有的蓄水、排水功能不可废弃；坎儿井渠道走向与高速铁路线路方向的夹角大小不一，若以桥梁工程通过坎儿井，不仅抬高线位增加工程投资，而且与线路夹角小的坎儿井渠道桥梁工程难以跨越；但以路基工程跨越坎儿井，坎儿井既有功能的保持与路基的安全稳定及变形控制要求难以同时解决。

因此，迫切需要以一种创新的路基结构或措施来解决上述难题，并且具有安全可靠、施工方便、节约投资、符合环保等要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种跨越坎儿井高速铁路路基加固结构，以有效解决跨越坎儿井高速铁路设计面临的技术难题，满足高速铁路路基安全稳定及变形控制要求，并保留坎儿井既有的蓄水、排水功能。

本发明解决上述技术所采用的的技术方案如下：

本发明的跨越坎儿井高速铁路路基加固结构，其特征是：它包括位于路基影响范围内的坎儿井加固结构、设置于坎儿井加固结构上的加筋垫层和构筑在加筋垫层上的路堤，所述坎儿井加固结构包括树枝状拦石坝、暗渠充填体、反滤层和竖井充填体，树枝状拦石坝构筑在坎儿井暗渠下端，暗渠充填体充填于坎儿井暗渠内，反滤层设置在坎儿井暗渠上端，竖井充填体充填于坎儿井竖井内。

本发明的有益效果是，能有效解决干旱、半干旱地区高速铁路路基穿越坎儿井遇到的技术难题，本发明所述的路基加固结构在国内外高速铁路领域尚属首例，不仅促使高速铁路路基跨越坎儿井可行，也保留了古老坎儿井既有的蓄水、排水功能，具有结构新颖、安全可靠、节约投资、施工简单、符合环保等特点。

附图说明

图1是本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构剖面图；

图2是本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构中树枝状拦石坝横断面图；

图3是本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构中树枝状拦石坝纵剖面大样图；

图4是本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构中树枝状拦石坝平剖面大样图；

图5是本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构中暗渠充填体大样图；

图6是本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构中反滤层大样图；

图7是本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构中竖井充填体大样图。

图8是本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构中加筋垫层大样图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图进一步说明本发明。

参考图1，本发明的跨越坎儿井高速铁路路基加固结构包括位于路基影响范围内的坎儿井加固结构、设置于坎儿井加固结构上的加筋垫层5和构筑在加筋垫层5上的路堤6，所述坎儿井加固结构包括树枝状拦石坝1、暗渠充填体2、反滤层3和竖井充填体4，树枝状拦石坝1构筑在坎儿井暗渠下端，暗渠充填体2充填于坎儿井暗渠内，反滤层3设置在坎儿井暗渠上端，竖井充填体4充填于坎儿井竖井内。

在上述方案中：

参考图2、图3与图4，树枝状拦石坝1沿坎儿井暗渠轴向长度不小于2m，横断面尺寸大小与坎儿井暗渠一致。

树枝状拦石坝1设有与坎儿井暗渠轴向呈45°交角的锚杆1.1，锚杆1.1沿坎儿井暗渠轴向等间距布置；锚杆1.1在坎儿井暗渠横断面上按等夹角均匀布置；锚杆1.1自由端与树枝状拦石坝1体内的环形钢筋1.2紧密固接。

树枝状拦石坝1采用钢筋混凝土1.3浇筑，树枝状拦石坝1体内设有与坎儿井暗渠轴向平行的泄水孔1.4，泄水孔1.4在坎儿井暗渠横断面上呈蜂窝状布置。

在坎儿井暗渠轴向上，锚杆抗拔力的设计值总和不小于树枝状拦石坝1自身下滑力、暗渠充填体2剩余推力及水压力总和的120％。

参考图5，暗渠充填体2由透水无纺布2.1、最大粒径不大于6cm的洁净砂砾石2.2和最大粒径不大于30cm的洁净块石2.3组成；透水无纺布2.1紧贴布置在坎儿井暗渠周壁，洁净砂砾石2.2充填时应采用震动密实处理。

参考图6，反滤层3由透水无纺布3.1和透水无纺布袋装洁净砂砾石3.2构成。透水无纺布3.1紧贴布置在坎儿井暗渠周壁，透水无纺布袋装洁净砂砾石3.2沿暗渠横断面方向上紧密堆筑。反滤层3应定期检修或更换，检修周期不大于1年。

参考图7，竖井充填体4包括从下至上依次设置的0.1m厚的第一中粗层4.1、复合土工膜4.2、0.1m厚的第二中粗砂层4.3及片石混凝土4.4；复合土工膜4.2采用两布一膜(上下为无纺透水型土工布，中间为隔水土工膜)，片石混凝土4.4应采用分层震动密实处理。

参考图1，所述坎儿井加固结构的宽度不小于路堤6边坡延长线与坎儿井暗渠轴向交点的间距。

坎儿井加固后，路堤6基底应采用冲击碾压或强夯进行加固处理并铺设加筋垫层5，参考图8，加筋垫层5包括从下至上依次设置的0.2m厚的第一级配碎石层5.1、双向土工格栅5.2、0.2m厚的第二级配碎石层5.3。

路堤6包括从下至上依次设置的路堤本体6.1、基床底层6.2及基床表层6.3。路堤6内还应设有变形自动监测系统。

参考图1，该结构的施工顺序为施工树枝状拦石坝1、施工暗渠充填体2、施工反滤层3、施工竖井充填体4、路堤6基底处理、填筑路堤6。

本发明的优点在于：

(1)本发明设有渗排水系统，树枝状拦石坝1的泄水孔1.4及暗渠充填体2的孔隙通道保障了暗渠的过水功能，反滤层3、透水无纺布2.1可防止泥沙等侵入树枝状拦石坝1的泄水孔1.4及暗渠充填体2中孔隙通道，避免暗渠丧失过水功能。

(2)本发明设有承载系统，树枝状拦石坝1稳固拦截暗渠充填体2，防止暗渠充填体2产生滑动变形；暗渠充填体2、竖井充填体4可承受高速铁路路堤6的静、动荷载；加筋垫层5具有应力重分布作用，避免路堤6产生差异变形，保证高速铁路路基安全稳定。

(3)本发明还设有变形自动监测系统，可动态采集路堤6基底下坎儿井加固结构变形，及时预警，确保高速铁路正常运营。

(4)本发明首次提出跨越坎儿井高速铁路路基加固结构，结构安全可靠，设计流程清晰，施工顺序明确，促进了坎儿井地区高速铁路新型路基加固结构的发展，解决了国内外高速铁路路基穿越坎儿井面临的技术难题，有利于“一带一路”战略落地实施。

以上所述只是采用图解说明本发明跨越坎儿井高速铁路路基加固结构的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。