【正文】 投入巨資對(duì)路基病害進(jìn)行大規(guī)模的整治，但問題依然沒有得到徹底根治。以后修建的新干線吸取了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，除不良地基段全部以高架橋形式通過外，更對(duì)路基結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)化處理。采取的主要措施為：對(duì)沿線地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，以確定地基是否需要進(jìn)行加固處理和加固處理方案；選用優(yōu)質(zhì)填料，嚴(yán)格控制路基填土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；重視過渡段的施工，使不同剛度的結(jié)構(gòu)物和路基平順過渡并控制沉降差；強(qiáng)化路基基床，設(shè)置強(qiáng)化基床表層，由級(jí)配碎石（或砂礫石）與瀝青混凝土壓實(shí)構(gòu)成，或由水硬性級(jí)配高爐礦渣壓實(shí)而成。橋梁長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)不斷增大，特別是高架橋越來越多。東北新干線橋梁所占比例為71%。出于抗震考慮，高架橋多為RC連續(xù)剛架結(jié)構(gòu)，跨越溝谷的橋則多采用連續(xù)或簡(jiǎn)支梁橋。為減少養(yǎng)護(hù)維修工作量，降低噪聲，一般采用混凝土梁或結(jié)合梁。PC簡(jiǎn)支箱梁最大跨度67m，PC連續(xù)梁最大跨度110m。橋梁多以現(xiàn)澆施工為主，部分大跨梁采用懸臂施工，部分中小跨度橋梁用架橋機(jī)架設(shè)。 另外新干線還設(shè)計(jì)有一些新型結(jié)構(gòu)的橋梁，如主跨126m的預(yù)應(yīng)力剛性梁柔性拱組合結(jié)構(gòu)橋，2135m的獨(dú)塔斜拉預(yù)應(yīng)力砼橋，跨度105m的PC梁矮塔斜拉橋，采用波形鋼腹板、體外預(yù)應(yīng)力的結(jié)合箱梁橋等。隧道數(shù)量多、長(zhǎng)度長(zhǎng)。山陽、北陸新干線隧道長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)的50%以上。青函海底隧道（ ）為世界第一長(zhǎng)隧。隧道斷面較小，有效斷面為64m2，小于歐洲高速鐵路的90—100m2。通過增設(shè)洞口緩沖結(jié)構(gòu)，增加洞身粗糙度，優(yōu)化列車機(jī)車線型，增強(qiáng)列車密封性能等措施解決微壓波和車內(nèi)壓力波動(dòng)的問題。隧道多采用礦山法施工，如26km多的八甲田隧道，設(shè)4個(gè)輔助導(dǎo)坑，分六個(gè)工區(qū)實(shí)行長(zhǎng)隧短打。單口月均成洞在本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在殷老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的立項(xiàng)、選題到課題的開發(fā)與研究，再到本論文的撰寫到定稿的每一步工作都傾注著侯老師的心血和汗水，同時(shí)得到同學(xué)們相助，并提供了大量的資料. 在此，對(duì)于老師和同學(xué)們的幫助表示忠心的感謝。150m左右。隧道施工機(jī)械化程度很高，施工作業(yè)十分規(guī)范、以人為本、文明施工體現(xiàn)在每一個(gè)環(huán)節(jié)，地質(zhì)超前預(yù)報(bào)全部采用超前鉆探的方法。大量采用無碴軌道，截止目前新干線共鋪設(shè)無碴板式軌道1600多公里。其中上越新干線無碴軌道占線路長(zhǎng)91%。無碴軌道結(jié)構(gòu)型式單一，全部采用板式軌道結(jié)構(gòu)。通過不斷地研究和推廣應(yīng)用，形成了適用于各種不同使用范圍的軌道板系列和板式軌道綜合技術(shù)。（二）德國(guó)高速鐵路德國(guó)高速鐵路已有4條線路投入運(yùn)營(yíng)，前三條為客貨共用，客車運(yùn)行速度250—280km/h，貨車運(yùn)行速度120km/h。2002年12月開通的科隆——法蘭克福高速鐵路為客運(yùn)專線，運(yùn)行速度300km/h，最高可達(dá)330km/h，代表了當(dāng)今世界高速鐵路技術(shù)的先進(jìn)水平。德國(guó)地基條件和填料條件較好，路基施工質(zhì)量控制嚴(yán)格，在路基表層設(shè)置防凍層（相當(dāng)于中國(guó)的基床表層）。對(duì)有碴和無碴軌道采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。工后沉降控制十分嚴(yán)格，在列車運(yùn)后，路基工后沉降不大于10mm，每年不超過2mm，并避免在短距離內(nèi)發(fā)生不均勻沉降，橋臺(tái)附近不得有任何沉降。科隆——法蘭克福鐵路利用無碴軌道縱、橫向穩(wěn)定性好的條件，線路選線盡可能適應(yīng)地形，減少對(duì)環(huán)境的影響和破壞，減少工程投資，在300km/h行車速度的條件下曲線半徑僅為3300多米，線路最大坡度達(dá)到40‰。橋梁長(zhǎng)度所占比例不大，梁部多為箱形預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁或簡(jiǎn)支梁。施工多采用就地支架澆筑、移動(dòng)支架現(xiàn)澆和連續(xù)頂推的方法。無碴軌道結(jié)構(gòu)型式比較多，技術(shù)先進(jìn)。自上世紀(jì)70年代起，開始研究無碴軌道，先后試鋪過十余種無碴軌道結(jié)構(gòu)。目前德國(guó)高速鐵路共鋪設(shè)無碴軌道360km，德鐵正式批準(zhǔn)的無碴軌道結(jié)構(gòu)型式有6種。（三）法國(guó)高速鐵路法國(guó)第一條高速鐵路1981年投入運(yùn)營(yíng)，目前已通車的高速鐵路共有6條，2001年建成的地中海線行車速度高達(dá)350km/h。法國(guó)高速鐵路對(duì)工后沉降的控制也是十分嚴(yán)格，提出工后沉降應(yīng)小于20mm，并要求在最后一次搗固和運(yùn)行第一列高速列車之前，沉降應(yīng)完全穩(wěn)定。法國(guó)高速鐵路采用有碴軌道，對(duì)道碴質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，并一再提高道碴的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，如粒徑級(jí)配、顆粒形狀、洛杉機(jī)磨耗率和硬度系數(shù)等。但也出現(xiàn)了道碴粉化嚴(yán)重、軌道幾何尺寸難以保持、維修工作大大增加的情況，東南線運(yùn)營(yíng)10年后不得不全面大修。鑒于有碴軌道存在的問題，法鐵也開始對(duì)無碴軌道進(jìn)行研究和試驗(yàn)，并試鋪了一段雙塊式的無碴軌道。（四）韓國(guó)和臺(tái)灣高速鐵路韓國(guó)高速鐵路于1992年開工建設(shè)，但在施工前期發(fā)生嚴(yán)重失誤。外國(guó)工程咨詢公司在審查設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)存在技術(shù)問題，法鐵咨詢公司評(píng)估后認(rèn)為其土建工程的設(shè)計(jì)思想還停留在150—200km/h的水平。只得重新修改設(shè)計(jì)。修改后土建工程造價(jià)大增，比預(yù)算投資增加了63%，工期比原計(jì)劃延長(zhǎng)6年多。臺(tái)灣高速鐵路全長(zhǎng)345km，高架橋和橋梁占73%，其中157km為連續(xù)高架橋，隧道占15%，路基僅占12%。全部采用無碴軌道，軌道結(jié)構(gòu)區(qū)間多為日本板式軌道結(jié)構(gòu)，車站及兩端各300m的范圍（包括道岔）為Rheda型結(jié)構(gòu)。原計(jì)劃2005年底建成。二、國(guó)外高速鐵路無碴軌道技術(shù) 無碴軌道具有以下技術(shù)特點(diǎn)；——軌道穩(wěn)定性好、軌道幾何尺寸能持久保持；——線路養(yǎng)護(hù)維修工作量顯著減少，線路利用率高；——耐久性好，服務(wù)期長(zhǎng)；——平順性和剛度均勻性好；——自重輕，結(jié)構(gòu)高度低，可減輕橋梁二期恒載，減小隧道斷面；——高速運(yùn)行時(shí)無道碴飛濺；——一旦下部基礎(chǔ)殘余變形超出其扣件調(diào)整范圍或?qū)е萝壍澜Y(jié)構(gòu)裂損，修復(fù)比較困難?！駝?dòng)噪聲較大；——建設(shè)期投資大于有碴軌道，但綜合經(jīng)濟(jì)效益高。國(guó)外無碴軌道研究已經(jīng)過40多年，取得了比較成功的經(jīng)驗(yàn)。無碴軌道結(jié)構(gòu)可分為整體結(jié)構(gòu)式和直接支承式。整體結(jié)構(gòu)式又分為現(xiàn)澆砼式和預(yù)制板式。日本和德國(guó)的無碴軌道最具代表性。（一）日本新干線板式軌道日本板式軌道最早應(yīng)用在隧道、橋梁上，后來發(fā)展到土質(zhì)路基上。定型的有A型軌道板、框架式軌道板、適用于土質(zhì)路基的RA型軌道板和特殊減振區(qū)段用的防振G型軌道板。 A型軌道板先為普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)，后來為適應(yīng)寒冷地區(qū)又研制出雙向預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)的軌道板，以防止砼裂紋的發(fā)生與凍脹擴(kuò)展。為節(jié)約板式軌道成本，在標(biāo)準(zhǔn)A型軌道的基礎(chǔ)上，研制出框架式軌道板。板式無碴軌道從下至上由砼基礎(chǔ)及凸型擋臺(tái)、CA砂漿、軌道板和鋼軌扣件組成。主要施工工序?yàn)椋航壴鬃巴剐蛽跖_(tái)鋼筋—設(shè)置伸縮縫—現(xiàn)澆底座及凸型擋臺(tái)砼—軌道板鋪設(shè)—CA砂漿灌注—鋪設(shè)鋼軌。防振型板式軌道結(jié)構(gòu)與其它板式軌道結(jié)構(gòu)基本相同，只是在CA砂漿層和軌道板之間加設(shè)一層橡膠墊層和泡沫聚乙烯。為改善RA型板式軌道結(jié)構(gòu)存在的問題（作為道床的瀝青材料溫度敏感性高和耐久性差），在土路基上將瀝青砼道床改為砼道床，并使用統(tǒng)一的A型軌道板。板式軌道施工的關(guān)鍵技術(shù)是乳化瀝青水泥砂漿（CAM），CA砂漿由水泥、細(xì)骨料、瀝青乳劑、摻合料、水、鋁粉和外加劑配合而成。目前國(guó)內(nèi)存在的主要問題是瀝青乳劑和摻合料性能不穩(wěn)定。為保證板式軌道的質(zhì)量，板式軌道在路基沉降基本穩(wěn)定，預(yù)測(cè)工后沉降值小于允許值時(shí)方可鋪設(shè)。在橋梁上鋪設(shè)時(shí)，必須對(duì)墩臺(tái)沉降加以嚴(yán)格控制，預(yù)應(yīng)力砼梁張拉完畢至橋上無碴軌道砼底座施工要有較長(zhǎng)的間隔時(shí)間（要求在半年以上），要求在半年以上，以盡量消除梁體徐變上拱對(duì)板式軌道結(jié)構(gòu)的影響。（二）德國(guó)高速鐵路無碴軌道德國(guó)無碴軌道研究和應(yīng)用較早，最早應(yīng)用于土質(zhì)路基。目前經(jīng)德鐵技術(shù)檢查團(tuán)批準(zhǔn)并應(yīng)于用高速鐵路的無碴軌道結(jié)構(gòu)形式有六種，其中現(xiàn)澆砼整體結(jié)構(gòu)三種，板式整體結(jié)構(gòu)一種，直接支承結(jié)構(gòu)二種。下面主要介紹現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)的Rheda2000型和預(yù)制板的博格型。Rheda型無碴軌道Rheda型無碴軌道是德鐵最早使用的結(jié)構(gòu)型式，因1972年試鋪于Rheda車站而得名，從最早的普通型（長(zhǎng)枕埋入式）發(fā)展到目前的Rheda2000型，并可用于道岔區(qū)。Rheda系統(tǒng)無碴軌道在德鐵鋪設(shè)的無碴軌道中約占一半以上。Rheda2000型無碴軌道是新近研制開發(fā)出的一種結(jié)構(gòu)形式，用于正在建設(shè)的德國(guó)、荷蘭和臺(tái)灣高速鐵路上。其結(jié)構(gòu)為采用兩根桁架形配筋與兩塊砼支撐塊聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)形式，屬雙塊式的一種。在路基、橋梁、隧道上采用同一型式，并可用于道岔。支撐塊只保留承軌和預(yù)埋扣件螺栓部位的預(yù)制砼，其余為鋼筋骨架，使之與現(xiàn)場(chǎng)灌筑砼的新、老界面減至最少，有利于提高施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的整體性。軌道結(jié)構(gòu)高度472mm，有利于降低軌道結(jié)構(gòu)與整個(gè)工程的造價(jià)。其主要施工工序?yàn)椋涸诼坊脖韺邮褂脭備仚C(jī)鋪水硬性材料支承層，（標(biāo)號(hào)較低的砼），綁扎道床縱橫向鋼筋，采用架軌法鋪設(shè)雙塊式軌枕，軌道精確調(diào)整定位，立模澆筑道床板砼，鋪設(shè)鋼軌。 博格板式無碴軌道博格板式軌道結(jié)構(gòu)類似于日本的板式結(jié)構(gòu)，是一種新開發(fā)出的軌道結(jié)構(gòu)型式，軌道板厚20cm，橫向?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋、縱向?yàn)槠胀ㄤ摻?，板與板之間通過鋼筋連接，在板頂面預(yù)留切縫，以便于維修更換。整個(gè)無碴軌道結(jié)構(gòu)從上至下由鋼軌、軌道板、3cm水泥瀝青砂漿灌漿層和水硬性材料支承層組成。施工方法與日本板式軌道類似。無碴軌道對(duì)下部結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求軌道扣件扣除施工誤差后的可調(diào)高量的20mm，再減去預(yù)留軌道部件變形調(diào)高量5mm。即為對(duì)路基的殘余變形量的要求。路基剛度由下自上逐步提高，各層采用彈性模量和壓實(shí)系數(shù)控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)工后沉降無法預(yù)測(cè)、。在處于活動(dòng)斷裂帶，基礎(chǔ)不穩(wěn)定和有地下水涌流的隧道內(nèi)，原則上不用無碴軌道。橋上無碴軌道施工要待梁體徐變上拱基本完成后方可進(jìn)行。三、我國(guó)客運(yùn)專線建設(shè)的特點(diǎn)建設(shè)規(guī)模大《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》將客運(yùn)專線作為今后鐵路建設(shè)的一個(gè)主要發(fā)展方向。規(guī)劃建設(shè)“四縱四橫”快速客運(yùn)通道和長(zhǎng)三角、珠三角、京津塘三處城際快速客運(yùn)系統(tǒng)，覆蓋全國(guó)多數(shù)大、中城市，行車速度都在200km/h以上，最高行車速度為300km/h。期將要開工建設(shè)的武廣、鄭西、京津、石太等九條客運(yùn)專線、線路長(zhǎng)度約3000公里，投資預(yù)計(jì)3000億元。武廣、鄭西、京津客運(yùn)專線設(shè)計(jì)運(yùn)行速度300km/h，基礎(chǔ)設(shè)施按350km/h進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，客車專用；其它六條線設(shè)計(jì)速度近期200km/h，客貨混用，遠(yuǎn)期250km/h，客車專用。建設(shè)工期短武廣等九條客運(yùn)專線將在今年內(nèi)陸續(xù)開工建設(shè)，根據(jù)初步設(shè)計(jì)安排，每條線的建設(shè)工期基本在三年至四年。其中站前工程（路基、橋梁、隧道和軌道）可安排的施工時(shí)間只有二至三年?？瓦\(yùn)專線路基沉降要求嚴(yán)格，橋隧所占比重大，重點(diǎn)控制工程多，軌道采用新型結(jié)構(gòu)，在二、三年的時(shí)間內(nèi)完成，與其規(guī)模和難度相比，工期是十分緊張的。地質(zhì)條件復(fù)雜，控制工后沉降變形難度很大德國(guó)、法國(guó)和日本國(guó)土面積較小，地質(zhì)條件相對(duì)較好。我國(guó)國(guó)土廣闊，客運(yùn)專線所經(jīng)地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，不良地質(zhì)各不相同，對(duì)客運(yùn)專線的設(shè)計(jì)與施工提出了更高的要求。武廣客運(yùn)專線經(jīng)過巖溶發(fā)育的南嶺地區(qū)，軟土和松軟土沿線分布；鄭西客運(yùn)專線通過溫陷性黃土地區(qū)，因濕陷引起的路基、橋梁沉降和隧道變形問題嚴(yán)重；甬臺(tái)溫、溫福、福廈客運(yùn)專線沿線分布濱海相沉積的厚層軟土，必須采取新的地基加固處理方法；合寧、合武客運(yùn)專線所經(jīng)地區(qū)膨脹土、軟土廣泛分布；京津城際鐵路全線大多為軟土地基、需以高架橋通過；石太客運(yùn)專線沿線山區(qū)分布有巖溶、泥石流、順層滑坡、濕陷性黃土和人為坑洞等不良地質(zhì)；控制工后路基沉降將是客運(yùn)專線設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵技術(shù)。橋隧比重大，重點(diǎn)工程多由于客運(yùn)專線對(duì)路基工后沉降控制的嚴(yán)格要求，橋梁長(zhǎng)度較一般鐵路大為增加。據(jù)初步設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)，橋梁占線路長(zhǎng)度的比例多在30%以上，如武廣、鄭西客運(yùn)專線為33—35%，京津城際高達(dá)90%。隨著勘探設(shè)計(jì)的進(jìn)一步深入，橋梁長(zhǎng)度有可能還會(huì)繼續(xù)增大。九條客運(yùn)專線橋梁總長(zhǎng)度將超過1000公里，如果加上京滬，則橋梁總長(zhǎng)度在2000km左右。長(zhǎng)大隧道較多，隧道長(zhǎng)度占線路比例較大。石太客運(yùn)專線太行山隧道初步設(shè)計(jì)長(zhǎng)度27公里多，武廣客運(yùn)專線大瑤山一、二、三號(hào)三座隧道長(zhǎng)約26公里。溫?？瓦\(yùn)專線隧道長(zhǎng)度占線路全長(zhǎng)51%以上。隧道斷面大、有效斷面在94—100m2，開挖斷面在150m2或以上。大規(guī)模采用無碴軌道根據(jù)國(guó)外高速鐵路的施工經(jīng)驗(yàn)，國(guó)外咨詢公司對(duì)中國(guó)客運(yùn)專線提出建議，在橋梁、隧道和速度超過250km/h的路基上應(yīng)全部采用無碴軌道結(jié)構(gòu)。目前初步確定在運(yùn)行速度為300km/h的武廣、鄭西、京津客運(yùn)專線上全部鋪設(shè)無碴軌道，鋪設(shè)長(zhǎng)度將達(dá)到1500km以上。另外，其它客運(yùn)專線也將可能鋪設(shè)無碴軌道，特別是在長(zhǎng)大隧道內(nèi)。我國(guó)符合客運(yùn)專線要求的巖藏資源十分稀少，無碴軌道將是客運(yùn)專線的一個(gè)發(fā)展方向。 客運(yùn)專線建設(shè)的技術(shù)準(zhǔn)備尚不充分。我國(guó)客運(yùn)專線技術(shù)的研究在十年前就已起步，基本套用日本新干線的技術(shù)，但有些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)又低于日本。如工后沉降標(biāo)準(zhǔn)先定為10cm，后提高至5cm，現(xiàn)在在討論，至今尚沒有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)。特別是無碴軌道結(jié)構(gòu)作為一個(gè)系統(tǒng)工程，對(duì)下部結(jié)構(gòu)提出了更高的技術(shù)要求。特殊地基的處理、設(shè)計(jì)和施工的有關(guān)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)應(yīng)力砼梁的徐變上拱與梁端轉(zhuǎn)角控制，隧道基底和抑拱結(jié)構(gòu)，不同軌道結(jié)構(gòu)剛度的合理匹配，高速道岔和軌道扣件的性能，信號(hào)傳輸方式與無碴軌道結(jié)構(gòu)的結(jié)合等，這些問題急待研究解決。有些問題的解決必須引進(jìn)國(guó)外成熟的先進(jìn)技術(shù)。四、客運(yùn)專線關(guān)鍵施工技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于鋪設(shè)無碴軌道的客運(yùn)專線，施工的關(guān)鍵技術(shù)是控制軌道下部基礎(chǔ)（路、橋、隧）的變形與剛度的均勻性、保證結(jié)構(gòu)的耐久性、施工機(jī)具設(shè)備的選擇與配套。（一）嚴(yán)格控制路基變形和工后沉降是客運(yùn)專線首先要攻克的技術(shù)難題。對(duì)無碴軌道而言，控制工后沉降決定其成功與否。我國(guó)不良地質(zhì)較多，優(yōu)質(zhì)填料在某些地區(qū)十分困難，因此，路基的質(zhì)量控制更為關(guān)鍵。由于無碴軌道結(jié)構(gòu)對(duì)變形的調(diào)整范圍極其有限，不同結(jié)構(gòu)物的沉降控制很難協(xié)調(diào)，因此必須樹立“工后零沉降”的理念?！肮ず罅愠两怠辈⒎墙^對(duì)不允許沉降，但工后沉降值在一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)必須嚴(yán)格控制在允許值之內(nèi)。由于我國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜，差異性很大，必須準(zhǔn)確掌握地質(zhì)情況和地基條件。目前規(guī)定路基每隔50m布置一勘探點(diǎn)，地質(zhì)變化大時(shí)還要加密，以鉆孔為主，鉆至路基面以下一定深度。同時(shí)要對(duì)地基條件進(jìn)行試驗(yàn)，針對(duì)不同地層分別以靜力觸探比貫入阻力Ps、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)N和地基允許承載力[σ] 作為標(biāo)準(zhǔn)，以判斷地基條件是否符合規(guī)范要求。只有在判明地層情況，確定地基條件符合要求后方可進(jìn)行路堤填筑，否則應(yīng)進(jìn)行加固處理。對(duì)路基填料和壓實(shí)質(zhì)量控