倒T型支擋結(jié)構(gòu)在路肩病害整治中的應(yīng)用

侯海方 祁 華

(1.中國鐵路上海局集團有限公司， 寧波 315012；2.寧波市政工程建設(shè)集團股份有限公司， 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)運營和既有線提速經(jīng)驗[1]，路肩寬度是影響安全避車、路基維修養(yǎng)護和路基邊坡穩(wěn)定性的重要因素，應(yīng)根據(jù)設(shè)計速度、邊坡穩(wěn)定、養(yǎng)護維修、路肩上設(shè)備設(shè)置要求等條件綜合確定。線路運營后，受各種因素影響，易產(chǎn)生路肩表面風化、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)，通常對既有線路肩寬度不足地段進行幫寬加高整治。

1 導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個方面：既有鐵路技術(shù)標準低、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)標準低

受生產(chǎn)力和技術(shù)水平限制，早期線路設(shè)計、養(yǎng)護和維修采用的技術(shù)標準與現(xiàn)行規(guī)范有較大差異，導致路肩設(shè)備不能滿足現(xiàn)行技術(shù)標準要求。歷年鐵路路基技術(shù)標準如表1所示。

表1 歷年鐵路路基技術(shù)標準

1.2 路基下沉[7]

既有鐵路路基由于修建時填料及壓實標準的技術(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，導致路肩寬度不足。病害嚴重地段甚至產(chǎn)生溜砟的現(xiàn)象，不僅路肩寬度不足，還會影響道床的穩(wěn)定。

1.3 剝蝕

自然剝蝕和人為剝蝕對路肩均有影響。線路開通運營初期，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、風蝕易形成陷穴空洞，使路肩寬度變窄。當人員及運輸小車在路肩上行走，或進行路肩除草、卸料時，也會對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)標準中，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)范及驗收標準一再縮減誤差允許值，但仍存在施工誤差過大、驗收把關(guān)不嚴及運營前期介入工作不細等現(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)量驗收標準》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到8 cm，在沿海鐵路軟土路基地段，下沉量將遠遠大于這一數(shù)值，極易導致路肩寬度不足，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，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，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準，而路肩寬度不足時，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)溝具有足夠的排水斷面時，直接采用漿砌片石進行路肩病害整治。排水不暢時，采用漿砌片石坡腳墻及側(cè)溝以達到路肩寬度要求。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，在實踐中創(chuàng)新了一種適用于現(xiàn)場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)。下面通過一個工程實例，介紹該種新型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和特點。

3.1 病害概況

寧波北環(huán)線鐵路為Ⅰ級鐵路，線路允許速度120 km/h，于2015年6月1日正式開通運營。鑒于北環(huán)線下行K 3+250～K 3+550路基下沉嚴重(開通時累計沉降為191.8 mm，日變化率為0.862 mm/日)，于2015年7月對北環(huán)線下行K 3+467～K 3+527路基段進行了分段注漿加固，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累計沉降達301.8 mm，當月日變化率為 0.491 mm/日。

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

圖4 現(xiàn)場路肩寬度不足

3.2 施工方案比選

該段病害需在一個月內(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，對既有線行車干擾較大，成本高，施工周期長。同時為了保持土體穩(wěn)定，還需分層加鋪土工格柵加固，地基承載力不足時尚需對基底進行注漿加固。受列車荷載動應(yīng)力的影響，當干砌片石修建過高時，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)計標準，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：

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)耐久堅實；可實現(xiàn)快速施工，縮短工期；對既有線行車干擾小。

(2)倒T型支擋結(jié)構(gòu)的底板為擴大基礎(chǔ)，不需要開挖，只需鋪設(shè)碎石墊層即可，對既有線運營安全影響??；另外，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)相當于二級行走平臺，方便人員上下道。

4 結(jié)束語

路基持續(xù)下沉易導致路肩寬度不足，常規(guī)的路肩加寬方法施工速度慢，對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)計合理、施工簡便、安全性高、工期短，可同時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，該項目10月31日開工，11月15日竣工驗收， 整治效果顯著。