一种压力式箱型高速铁路路基结构及施工方法与流程

本发明涉及岩土工程，特别涉及一种压力式箱型高速铁路路基结构及施工方法，用于优质填料缺乏的平原区高速铁路路基修建工程。

背景技术：

铁路路基通常用一定规格的填料填筑路堤，路堤顶面为轨道系统的基础，路堤两侧坡面外设置排水沟，路基底面占地面积大，而且为满足高速铁路的线路平顺性，对路基填料有着非常严格的要求。而平原地区通常缺乏优质填料，农田用地珍贵。在平原地区修建高速铁路，如果以桥梁工程代替传统的路基，则投资巨大；如果修建路基工程，则面临优质填料缺乏、用地宽、排水困难的难题，而且优质填料填筑体因重量大，需要对土质地基进行加固处理措施，因此路基修建成本也较高。如何在这种优质填料缺乏、用地珍贵的平原区修建经济、安全的高速铁路工程成为急需解决的问题，故急需提出一种新的路基结构，并应具有经济、施工方便、安全、环保等特点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种压力式箱型高速铁路路基结构，以有效降低平原地区高速铁路路基修建成本，并最大程度的减少路基用地。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种压力式箱型高速铁路路基结构，包括地基，其特征是：所述地基上沿线路方向连续设置钢筋混凝土箱型体节段，相邻钢筋混凝土箱型体节段的端面之间设置伸缩缝；各所述钢筋混凝土箱型体节段由底板、左侧立臂墙、右侧立臂墙、顶板和两纵向端板固结为一体且构成封闭的箱型断面，其顶板为轨道系统的基础；各所述钢筋混凝土箱型体节段的内腔放置柔性气囊，或者施作密封结构形成密闭空腔，在左侧立臂墙或右侧立臂墙上固定设置与柔性气囊或者密闭空腔相连通的进气管。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种采用上述压力式箱型高速铁路路基结构的施工方法，包括如下步骤：

①整平地基；

②浇筑各钢筋混凝土箱型体节段，施作密封结构或者设置柔性气囊；

③填塞沥青木板或粘结剂，完成伸缩缝的施工。

④通过进气管向钢筋混凝土箱型体节段的密闭空腔或者柔性气囊充入高压空气，充气完成后封闭进气管。

本发明的有益效果是，以钢筋混凝土箱型体和高压充气体作为轨道系统的基础，避免采用优质填料填筑路基体，其中利用钢筋混凝土箱型体代替优质填料路基填筑体，既解决了路基填料问题，又大大减轻了对土质地基的重量，从而节约地基处理费用，同时钢筋混凝土箱型体较传统放坡路堤工程节约了工程用地，取消了传统填方路堤所必须的排水沟及边坡防护措施，节约了工程投资并有效解决了平原区排水困难问题；在钢筋混凝土箱型体中设置密封高压气体，可以大大改善钢筋混凝土箱型体顶板受力，从而节约钢筋混凝土箱型体的钢筋混凝土用量。该结构有效解决了优质填料缺乏、用地珍贵的平原地区高速铁路路基修建成本高的问题，具有施工简单、工程投资低等特点，具有推广应用前景，且符合环保的要求。

附图说明

本说明书包括如下六幅附图：

图1是本发明一种压力式箱型高速铁路路基结构实施例1的横断面图；

图2是本发明一种压力式箱型高速铁路路基结构的纵断面图；

图3是本发明一种压力式箱型高速铁路路基结构实施例2的横断面图；

图中示出构件和对应的标记：底板11、左侧立臂墙12、右侧立臂墙13、顶板14、纵向端板15、进气管16、密封漆涂层17、密封卷材18、柔性气囊19、伸缩缝20、地基A、地面线B。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1和图3，本发明的一种压力式箱型高速铁路路基结构，包括地基A，所述地基A上沿线路方向连续设置钢筋混凝土箱型体节段，相邻钢筋混凝土箱型体节段的端面之间设置伸缩缝20。各所述钢筋混凝土箱型体节段由底板11、左侧立臂墙12、右侧立臂墙13、顶板14和两纵向端板15固结为一体且构成封闭的箱型断面，其顶板14为轨道系统的基础；各所述钢筋混凝土箱型体节段的内腔放置柔性气囊19，或者施作密封结构形成密闭空腔，在左侧立臂墙12或右侧立臂墙13上固定设置与柔性气囊19或者密闭空腔相连通的进气管16。

本发明以钢筋混凝土箱型体和高压充气体作为轨道系统的基础，避免采用优质填料填筑路基体，其中利用钢筋混凝土箱型体代替优质填料路基填筑体，既解决了路基填料问题，又大大减轻了对土质地基的重量，从而节约地基处理费用，同时钢筋混凝土箱型体较传统放坡路堤工程节约了工程用地，取消了传统填方路堤所必须的排水沟及边坡防护措施，节约了工程投资并有效解决了平原区排水困难问题；在钢筋混凝土箱型体中设置密封高压气体，可以大大改善钢筋混凝土箱型体顶板受力，从而节约钢筋混凝土箱型体的钢筋混凝土用量。该结构有效解决了优质填料缺乏、用地珍贵的平原地区高速铁路路基修建成本高的问题，具有施工简单、工程投资低等特点，具有推广应用前景，且符合环保的要求。

参照图1，所述密封结构包括施作于底板11、左侧立臂墙12、右侧立臂墙13和两纵向端板15内表面上的密封漆涂层17，以及周边固定连接于左侧立臂墙12、右侧立臂墙13和两纵向端板15内表面上部的密封卷材18。

本发明的一种压力式箱型高速铁路路基结构的施工方法，包括如下步骤：

①整平地基A。

②浇筑各钢筋混凝土箱型体节段，施作密封结构或者设置柔性气囊19，该步骤具体按如下步骤进行：

2.1、浇筑底板11钢筋混凝土，并在左侧立臂墙12、右侧立臂墙13及两纵向端板15对应位置预留其主钢筋，主钢筋预留长度不小于1.5m，并满足钢筋接头要求；

2.2、在底板11混凝土初凝前，施工左侧立臂墙12、右侧立臂墙13和两纵向端板15钢筋混凝土，并将其主钢筋伸出顶部0.2-0.3m；

2.3、待底板11及左侧立臂墙12、右侧立臂墙13和两纵向端板15混凝土达到设计强度后，施做密封结构或者放置柔性气囊19，于左侧立臂墙12或右侧立臂墙13上安装进气管16；

2.4、施工顶板14钢筋混凝土，其主钢筋与左侧立臂墙12、右侧立臂墙13和两纵向端板15预留伸出的主钢筋固定连接。

③填塞沥青木板或粘结剂，完成伸缩缝20的施工。

④通过进气管16向钢筋混凝土箱型体节段的密闭空腔或者柔性气囊19充入高压空气，充气完成后封闭进气管16。

参照图3，所述步骤①中，当地面存在坡度时，应将地基A按台阶型整平，使各钢筋混凝土箱型体节段的顶板14处于同一平面高程。

实施例：

以某无砟轨道高速铁路路堤工程为例。

1、采用传统的路堤结构，填方高度7m，地基土层厚度15m，路堤长度500m，优质填料运距50Km(含路基表层级配碎石，平均价格约160元/m³)，用地费用15万元/亩。填料断面方171.5m²，地基采用CFG桩处理，处理宽度35m、深度15mm、桩间距1.6m，用地宽度45m，边坡防护费用800元/m，排水沟断面截面积1.3m²。路基工程费用概算如下：

填料价格：171.5m²*500m*160元/m³＝1372万元；

地基CFG桩工程费用：35m*500m*15m/1.6m/1.6m*140元/m＝1435.6万元；

用地费用：45m*500m/666.7*15万元/亩＝506.2万元；

排水沟费用：1.3m²*500m*400元/m³＝26万元；

边坡防护费用：800元/m*500m＝40万元；

路基工程费用：3379.8万元。

2、采用本发明的高速铁路箱型路基结构，钢筋混凝土箱型体节段的截面积23.7m²，地基CFG桩处理宽度13m，深度15mm、桩间距2.2m，用地宽度17m。

钢筋混凝土价格＝23.7m²*500m*1300元/m³＝1540.5万元

地基CFG桩工程费用：13m*500m*15m/2.2m/2.2m*140元/m＝282.0万元；

用地费用：17m*500m/666.7*15万元/亩＝191.2万元；

路基工程费用共计：2013.7万元；

两者相比较，采用本发明的高速铁路箱型路基结构可节约工程费用1366.1万元，投资节约比为40％，可节约路基占地21亩，其经济和生态效益十分显著。

以上所述只是用图解说明本发明的一些原理，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。