【正文】 的維修養(yǎng)護(hù)、列車運(yùn)行安全帶來(lái)嚴(yán)重危害，不得不投入巨資對(duì)路基病害進(jìn)行大規(guī)模的整治，但問(wèn)題依然沒(méi)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(guò)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(guò)渡段的施工，使不同剛度的結(jié)構(gòu)物和路基平順過(guò)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(lái)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(yáng)、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(guò)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(wèn)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(kāi)發(fā)與研究，再到本論文的撰寫(xiě)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(wú)碴軌道，截止目前新干線共鋪設(shè)無(wú)碴板式軌道1600多公里。其中上越新干線無(wú)碴軌道占線路長(zhǎng)91%。無(wú)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(guò)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(kāi)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(wú)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(guò)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?？坡　ㄌm克福鐵路利用無(wú)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(wú)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(kāi)始研究無(wú)碴軌道，先后試鋪過(guò)十余種無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)。目前德國(guó)高速鐵路共鋪設(shè)無(wú)碴軌道360km，德鐵正式批準(zhǔn)的無(wú)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(wèn)題，法鐵也開(kāi)始對(duì)無(wú)碴軌道進(jìn)行研究和試驗(yàn)，并試鋪了一段雙塊式的無(wú)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(kāi)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(wèn)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(wú)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(wú)碴軌道技術(shù) 無(wú)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(wú)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(wú)碴軌道研究已經(jīng)過(guò)40多年，取得了比較成功的經(jīng)驗(yàn)。無(wú)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(wú)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(lái)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(lái)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(wú)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(wèn)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(wèn)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(wú)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(wú)碴軌道德國(guó)無(wú)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(wú)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(wú)碴軌道Rheda型無(wú)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(wú)碴軌道在德鐵鋪設(shè)的無(wú)碴軌道中約占一半以上。Rheda2000型無(wú)碴軌道是新近研制開(kāi)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(wú)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(kāi)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摻睿迮c板之間通過(guò)鋼筋連接，在板頂面預(yù)留切縫，以便于維修更換。整個(gè)無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)碴軌道。橋上無(wú)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)；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(guò)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(kāi)挖斷面在150m2或以上。大規(guī)模采用無(wú)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(guò)250km/h的路基上應(yīng)全部采用無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(méi)有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)。特別是無(wú)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(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)的結(jié)合等，這些問(wèn)題急待研究解決。有些問(wèn)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(wú)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(wú)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(wú)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(shù)立“工后零沉降”的理念。“工后零沉降”并非絕對(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)