【正文】 某山區(qū)II級鐵路一般路基防護設(shè)計加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 設(shè)計要求新建山區(qū)鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：單線鐵路，設(shè)計行車速度120km/h，線路等級為II級次重型，列車荷載統(tǒng)一采用中22級活載作為標(biāo)準(zhǔn)荷載，即“中活載”。設(shè)計段全長195m。設(shè)計：、。 地層巖性該段路基經(jīng)過地貌單元相對較簡單,為湟水河二級階地,地貌上屬河谷平原區(qū)。地勢平坦開闊,地形略有起伏,多為耕地、村莊、城鎮(zhèn)，灌溉渠道分布較廣。工點區(qū)出露地層主要為：第四系上更新統(tǒng)沖積砂質(zhì)黃土、細砂、卵石土。各自工程地質(zhì)特性描述如下：（1）砂質(zhì)黃土：褐黃色，土層厚度3～5m，土體砂粒含量較高，手握易散，孔隙比較大，稍濕，稍密，Ⅱ級普通土，=120kPa，3m以上=80kPa。（2）細砂：青灰色，土層厚度約1m，砂質(zhì)較純，夾少量卵石，稍濕，稍密，Ⅰ級松土，=150kPa。（3）卵石土：下伏于細砂下，土層厚度大于3m，褐灰、淺灰色，粒徑60～80mm約占35%，80～100mm約占25%，余為砂土充填，圓棱狀，成分以閃長巖、大理巖、石英片巖為主，稍濕，中密，III級硬土，=600kPa。 地質(zhì)構(gòu)造本段路基通過區(qū)未發(fā)現(xiàn)斷裂等構(gòu)造。 地震動參數(shù)根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB183062010）的劃分、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB500112010）及《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（GB501112006）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件及工程設(shè)置的實際情況。 水文地質(zhì)特征地表水流特征:該段路基通過區(qū)域內(nèi)無常年地表水流，田間水渠灌溉時有灌溉水流通過。地下水的類型、埋藏情況及其變化特征:工點區(qū)屬湟水河二級階地，根據(jù)鉆孔資料顯示，地下水水位埋深大于20m，為第四系孔隙潛水，主要受大氣降水補給。622. 設(shè)計路基橫斷面 路基鐵路和公路的基礎(chǔ)，從材料上，路基可分為土方路基、石方路基和特殊路基。一般根據(jù)斷面形式分為路堤、路塹和半填半挖。路基由填筑或開挖而形成的直接支承軌道的結(jié)構(gòu)。也叫做線路下部結(jié)構(gòu)。路基與橋梁、隧道相連，共同構(gòu)成一條線路。路基依其所處的地形條件不同，有兩種基本形式：路堤和路塹，俗稱填方和挖方。鐵路路基的作用是在路基面上直接鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)。因此，路基是軌道的基礎(chǔ)，它既承受軌道結(jié)構(gòu)的重量，即靜荷載，又同時承受列車行駛時通過軌道傳播而來的動荷載。路基同軌道一起共同構(gòu)成的這種線路結(jié)構(gòu)是一種相對松散連結(jié)的結(jié)構(gòu)形式，抵抗動荷載的能力弱。建造路基的材料，不論填或挖，主要是土石類散體材料，所以路基是一種土工結(jié)構(gòu)。因而路基經(jīng)常受到地質(zhì)、水、降雨、氣候、地震等自然條件變化的侵襲和破壞，抵抗能力差。因此，路基應(yīng)具有足夠的堅固性、穩(wěn)定性和耐久性。對于高速鐵路，路基還應(yīng)有合理的剛度，以保障列車高速行駛中的平穩(wěn)性和舒適性。 路基工程的組成路基工程主要由三部分建筑物構(gòu)成，即路基本體、路基防護和加固建筑物、排水設(shè)施。 路基本體路基本體包括用天然土、石所填筑的路堤和在天然地層中挖出的路塹。它直接支撐軌道，承受通過軌道的列車荷載，是路基的主體。路基本體根據(jù)地質(zhì)條件和填筑材料的不同，又可分為路堤、路塹、半路堤、半路塹、半堤半塹、不填不挖路基六種基本形式。路堤：路堤是指全部用巖土填筑而成的路基；路堤的幾種常用橫斷面形式:（1）矮路堤（）（2）高路堤（填土高度大于18m（土質(zhì)）或20m（石質(zhì)）（3）一般路堤（填土高度介于兩者之間）（4）浸水路堤（5）護腳路堤（6）挖溝填筑路堤路塹：路塹是指全部在原地面開挖而成的路基。路塹橫斷面的幾種基本型式:全挖式路基、臺口式路基、半山洞式路基。半填半挖路基：當(dāng)原地面橫坡大，且路基較寬，需一側(cè)開挖另一側(cè)填筑時，為挖填結(jié)合路基，也稱半填半挖路基。在丘陵或山區(qū)公路上，挖填結(jié)合是路基橫斷面的主要形式。 路基防護和加固建筑物坡面防護設(shè)備：用來防護易受自然作用破壞而出現(xiàn)坡面變形的土質(zhì)邊坡，如鋪草皮、噴漿、抹面、護墻、護坡以及為防護崩塌落實而修建的攔截和遮擋建筑物，如明洞、棚洞。沖刷防護設(shè)備：用來防護水流或波浪對路基的沖刷和淘刷，如鋪草皮、拋石、石籠、圬工護坡、擋土墻、順壩、挑水壩等。支撐加固設(shè)備：用來支撐加固路基本體，以保證其穩(wěn)固性，如擋土墻、支擋墻、支柱等。防沙、防雪設(shè)施：用來防止風(fēng)沙、風(fēng)雪流掩埋路基，如各種柵欄、防護林等。 排水設(shè)施地面排水設(shè)備：用來將有可能停滯在路基范圍以內(nèi)的地面水迅速排除到路基以外，并防止路基以外的地面水流入路基范圍，以免下滲浸濕路基土體或形成漫流沖刷路基邊坡，如側(cè)溝、排水溝、天溝等。地下排水設(shè)備：根據(jù)水文和地質(zhì)條件修筑于地面以下一定深度，用來截斷、疏干、引出地下水或降低地下水位，以使路基及邊坡保持干燥狀態(tài)，提高土的穩(wěn)固能力，如排水槽、滲水暗溝、滲井等。 路基的組成部分在路基橫斷面中，路基本體由路基頂面、路肩、基床及基床下部、邊坡、路基基底構(gòu)成。 路基頂面直接在其上鋪設(shè)軌道或路面的部分及路肩部分，稱為路基頂面或簡稱路基面。在路堤中路基頂面即為路堤堤身的頂面，也稱路堤頂面；在路塹中，路基頂面即為塹體開挖后形成的構(gòu)造面路基頂面是為確保汽車或列車運行而設(shè)置的工作面，必須具有一定寬度。 路肩鐵路路基頂面兩側(cè)自道床坡腳至路基面邊緣的部分稱為路肩。其作用是：保護軌道以下的路基土體，防止其在列車動荷載作用下發(fā)生側(cè)向擠動；防止道渣失落；防止路基面邊緣部分的土體稍有坍落時，影響軌道的完整狀態(tài)；保持路基面的橫向排水；在線路養(yǎng)護和維修作業(yè)中，路肩是線路器材的存放處和輔助工作面；此外，鐵路線路的標(biāo)志、信號設(shè)備的有些通信、電力及給水設(shè)施也都設(shè)置在路肩上或設(shè)槽埋置在路肩下。路肩必須在考慮了施工誤差、路基沉降與自然剝蝕等因素后，保持必要的寬度。在線路設(shè)計中，路基的設(shè)計高程以路肩的邊緣高程表示，稱為路肩高程。 基床基床在路基面以下、路基上部受列車動力作用和水文氣候變化影響較大的一層?；餐脸惺芰熊嚭奢d產(chǎn)生的動應(yīng)力，在它的長期重復(fù)作用下，基床容易發(fā)生破壞或是產(chǎn)生過大的有害變形，從而影響正常的鐵路運輸。因此，基床是鐵路路基最重要的關(guān)鍵部位?；卜譃榛脖韺雍突驳讓?。基床以下部分稱為基床下部。 邊坡邊坡是路堤面與原地面之間的傾斜平面，主要指標(biāo)有路基頂肩、邊坡坡腳、路肩高程、邊坡坡腳。坡度是邊坡上兩點間的垂直距離和水平距離的比值，以1：m表示坡度。 路基基底路基基底是路堤填土天然地面以下受填土自重及軌道、列車荷載作用的部分?；撞糠值耐馏w穩(wěn)固性，對整個路基本體及軌道的穩(wěn)定性都是極為重要的，特別是在軟弱土的基底上修建路堤，必須對基底做妥善處理，以免危及行車安全及妥善運營。 路基面形狀路基面形狀應(yīng)設(shè)計為三角形路拱，由路基中心線向兩側(cè)設(shè)4%的人字排水坡。曲線加寬時，路基面仍應(yīng)保持三角形。 路基面寬度區(qū)間路基面寬度應(yīng)根據(jù)旅客列車設(shè)計行車速度、遠期采用的軌道類型、正線數(shù)目、線間距、曲線加寬、路基面兩側(cè)沉降加寬、路肩寬度、養(yǎng)路形式、接觸網(wǎng)立柱的設(shè)置位置等，通過計算確定，必要時還應(yīng)考慮光、電纜槽及聲屏障基礎(chǔ)的設(shè)置。 路肩寬度，.表21 直線地段標(biāo)準(zhǔn)路基面寬度項目單位Ⅱ級鐵路次重型中型輕型設(shè)計行車速度km/h80≤v≥12080≤v≥10080道床頂面寬度m基床表層類型土質(zhì)道床厚度m單線路堤m路塹m雙線路堤m路塹m查表得：。 單線鐵路路基面寬度計算x= （）==B=A+2x+2c=+2=式中：B—路基面寬度，m。A—道床頂面寬度，m；；m—道床邊坡破率，輕型軌道為1:；；；h—道床厚度，m；；e—軌枕埋入道砟深度，Ⅲ，Ⅱ；；g—軌頭寬度，75kg/，60kg/，50kg/；；c—路肩寬度，；x—砟肩至砟腳的水平距離。 路基邊坡坡度的選取路基邊坡坡度對路基穩(wěn)定十分重要，確定立即邊坡坡度是路基設(shè)計的重要任務(wù)。表22 路堤邊坡坡度填料種類邊坡高度（m）邊坡坡度全部高度上部高度下部高度全部坡度上部坡度下部坡度細粒土20812—1：1：粗粒土（細砂、粉砂、黏砂除外）碎石土、卵石土、漂石土12128—1：1：硬塊石8——1：——20——1：——根據(jù)路基邊坡坡度表，對于路基全部高度不足8m的橫斷面,取坡度為1:；對于坡度超過8m的，取1:。 路基承受的荷載路基荷載是指作用在路基上的應(yīng)力，它包含兩個部分：一部分是線路上部結(jié)構(gòu)的重量作用在路基面上的應(yīng)力，即靜荷載；另一部分是車輛行駛時輪載力通過上部結(jié)構(gòu)傳遞到路基面上的動應(yīng)力，即動荷載。普通鐵路路基設(shè)計時把靜荷載和動荷載一并簡化為靜荷載進行處理，即換算土柱法。根據(jù)列車和軌道荷載換算土柱高度及分布寬度圖可知，二級次重型鐵路，換算土柱高度為3m,。 路基填料在路基工程中，通常一句土在壓實后的工程性質(zhì)能否滿足要求而分為A、B、C、D、E五組。A組也稱為優(yōu)質(zhì)填料，包括硬塊石、級配良好和細粒土含量小于15%的漂石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土、礫砂、粗砂、中砂。B組為良好填料，包括不易分化的軟塊石，級配不良的漂石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土、礫砂、粗砂、中砂、細粒土含量在15%30%的漂石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土和細砂、黏砂、砂粉土、砂黏土。C組為一般填料，包括易風(fēng)化的軟塊石，細粒土含量在30%以上的漂石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土和粉砂、粉土、砂黏土。D和E組填料分別為不宜使用的差質(zhì)填料和嚴禁使用的劣質(zhì)填料。由于路基基床表層對于土體的要求相對很高，所以一般選用A組填料來進行填筑。根據(jù)土的性能指標(biāo)、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件以及運輸和經(jīng)濟等問題，本次設(shè)計采用當(dāng)?shù)氐穆咽吝M行填筑。土體工程特性為：卵石土：下伏于細砂下，土層厚度大于3m，褐灰、淺灰色，粒徑60～80mm約占35%，80～100mm約占25%，余為砂土充填，圓棱狀，成分以閃長巖、大理巖、石英片巖為主，稍濕，中密，III級硬土，=600kPa。由于路基基床底層對于土體的要求相對與基床表層來說要低一點，所以一般選用B組填料來進行填筑。根據(jù)土的性能指標(biāo)、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件以及運輸和經(jīng)濟等問題，本次設(shè)計采用當(dāng)?shù)氐募毶斑M行填筑。土體工程特性為：細砂：青灰色，土層厚度約1m，砂質(zhì)較純，夾少量卵石，稍濕，稍密，Ⅰ級松土，=150kPa?；蚕虏繉τ谕馏w要求比表層和底層低，所以一般選用C組填料來進行填筑。根據(jù)土的性能指標(biāo)、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件以及運輸和經(jīng)濟等問題，本次設(shè)計采用當(dāng)?shù)氐纳百|(zhì)黃土進行填筑。土體工程特性為：砂質(zhì)黃土：褐黃色，土層厚度3～5m，土體砂粒含量較高，手握易散，孔隙比較大，稍濕，稍密，Ⅱ級普通土，=120kPa，3m以上=80kPa。3. 路基邊坡穩(wěn)定性分析 邊坡穩(wěn)定分析穩(wěn)定性分析步驟：（1）先假定路堤邊坡值；（2）然后通過坡腳A點，假定3到4個可能的破裂面，求出相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)Ki值，得到關(guān)系曲線；（3）在其上找到最小穩(wěn)定系數(shù)及其對應(yīng)的極限破裂角。 穩(wěn)定性計算 直線破裂面法直線破裂面法計算步驟：（1）先假定路堤邊坡值；（2）然后通過坡腳A點，假定3到4個可能的破裂面，求出相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)Ki值，得到關(guān)系曲線；（3）在其上找到最小穩(wěn)定系數(shù)及其對應(yīng)的極限破裂角 （）φ—土體的內(nèi)摩擦角；F—沿破裂面的下滑力；L—破裂面的長度；T—沿破裂面的下滑力；c—路堤土體的粘結(jié)力；Q—土楔重量與路基頂面換算荷載之和；β—假想滑動面與水平面的夾角。由于砂類土的粘接力很小，一般可忽略不計。(C=0） ()當(dāng)K=1時，即抗滑力等于下滑力，滑動面上土體處于極限平衡狀態(tài)，此時的坡度角稱為“天然休止角”，等于土體的內(nèi)摩擦角。當(dāng)K1時，路基邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，且與邊坡高度無關(guān)；當(dāng)K=1時，路基不能保持穩(wěn)定。GNBT166。216。166。200。cLNtg166。213。AD1D3D2DC166。216。1166。216。4166。216。3166。216。2AD4166。216。1166。216。2166。216。3166。216。4166。216。0K4K3KminK2K1166。216。Ka)b)c) 直線破裂面示意圖表31直線破裂面計算表土楔Qiβ弧度值Qcosβ130220315410續(xù)：QsinβcLLcSi2222續(xù)：重度tan?FTK20202020 直線破裂面法計算簡圖 圓弧破裂面法（1）基本原理將圓弧滑動面上的土體劃分為若干豎向土條，依次計算每一土條沿滑動面下滑的下滑力和抗滑力，然后疊加計算出整個滑動土體的穩(wěn)定性。圓弧法的精度主要與劃分土條的數(shù)量有關(guān)，分段愈多結(jié)果愈精確，但計算愈繁瑣。一般可按實際情況劃分為8到10段。（2）假定a土為勻質(zhì)且各向同性；b滑動面通過坡腳；