【正文】 的測點位置上進行第二次測試，讀數(shù)。 (1)將電纜一端接記錄儀，一端接探頭。 (2)沉降管端頭用帶蓋的鋼管保護筒保護，沉降管應(yīng)盡量位于保護筒的中心，保護筒平日用螺栓將蓋封死，用土覆蓋，測量時將蓋打開即可，這樣可避免人為破壞 ,見圖 36。 將特制 PVC 管埋設(shè)在溝槽內(nèi)的被測位置。觀測中誤差為 1mm/krn，在實際測量過程中，根據(jù)現(xiàn)場情況，采用閉合水準(zhǔn)路線或附和水準(zhǔn)路線，允許閉合差控制標(biāo)準(zhǔn)為： 三、 埋設(shè)工藝 沉降管布置位置見圖 47。 基準(zhǔn)樁測量精度。正反向拉測兩次，然后相減，即可消除 k0。 K1 為加 速度計電壓因數(shù) g 為重力加速度 為了消除 K0 的影響，可將探頭調(diào)轉(zhuǎn) 180 度，在該點進行第二次 測量得： （ 1） — （ 2）得： ?s i n2 121 gKUU o u to u t ?? 由圖 1 可知： sinθ＝Δ i/L 式中：Δ i 為探頭在某個位置時，兩端的高程差值。 如圖 33 所示：當(dāng)加速度計敏感軸在水平方向時，矢量 g 在敏感軸上的投影為零，加速度計的輸出為零。 圖 32 水平測斜儀的工作示意圖 沉降管 記錄儀 探頭 電纜 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 18 測試原理：在待測土體中水平向預(yù)埋帶槽測斜 導(dǎo)管，此導(dǎo)管可隨土體一起變形；測斜探頭具有一定長度，一般為 ，兩端裝有導(dǎo)輪，探頭中心安裝了精密加速度計，當(dāng)水平測斜儀的導(dǎo)輪沿測斜導(dǎo)管的導(dǎo)槽移動到某個位置時，探頭中的加速度計的重力矢量在水平軸上的分量被測定，從而確定了探頭與水平軸的傾角。水平測斜儀測試原理見圖 32。 第三節(jié) 沉降測試方法 一、水平測斜儀工作原理 水平測斜儀具有常規(guī)測試技術(shù)無法比擬的獨特優(yōu)點。二次儀器一次性投資約二萬元。 4）對填土施工無干擾。測試操作僅需兩個人即可，一個人記錄，一個人拉線。 2）操作方便。其優(yōu)點： 1）精度高。工作原理見圖 32 探頭內(nèi)的主要元件是伺服加速度傳感器。 五、水平測斜儀 與水壓式剖面沉降儀相似，水平測斜儀也由沉降管和二次測試儀器組成。圖 31 剖面沉降儀工作示意圖 沉降管 記錄儀 注水系統(tǒng) 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 17 整個系統(tǒng)不能方便攜帶，測試時需取水和注水。若要提高精度，需根據(jù)待測沉降的大小范圍，配置若干不同靈敏度的探頭，增加了二次儀器的造價。但其缺點也比較突出。除了一次性投入二次儀器約 2 萬元外，每次使用只需購買廉價每米 5 元左右的 PVC 管即可。剖面沉降儀測試的優(yōu)點， 1）能夠測定任意一點的沉降值，甚至可以測試整個剖面的連續(xù)的沉降曲線，配置自動記錄儀即可實現(xiàn)。其工作原理見圖 31. 探頭內(nèi)的主要元件是靜水壓力傳感器。 四、水壓式剖面沉降儀 由沉降管和二次測試儀器組成。一個斷面上多放幾個沉降板影響壓實施工的矛盾更突出。但其弱點也很明顯，主要是影響填土壓實施工，壓實機械經(jīng)過時必須繞道而行，極為不便，機械經(jīng)常撞壞沉降桿，且形成壓實死角，降低壓實質(zhì)量。 沉降板是目前沉降觀測的最常用的手段。測桿為直徑 40mm 左右的鋼管，第一段垂直固定于鋼筋混凝土板的中 央，隨著填土高度的增加，分段以絲扣接長測桿。 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 16 三、沉降板 由底板和測桿、護套組成。其優(yōu)點是構(gòu)造簡單，造價低廉，缺點是三根管的埋設(shè)要求比較高，如果埋設(shè)不平順，容易形成氣泡阻塞水管，使測試無法進行。進水管外部與觀測量杯相連。此方法最簡便，但只能測定建筑物表面的沉降值，無法測試土體 內(nèi)部某位置的沉降，對填土施工有干擾。表 31 列出各規(guī)范中的工后沉降限值。系統(tǒng)的觀測在于有一定的數(shù)量和設(shè)定在恰當(dāng)?shù)臄嗝?，并以合理的觀測周期進行觀測。 由于沉降計算是不夠精確的，不足以控制無碴軌道的工后沉降。工后沉降實際上是零沉降控制基礎(chǔ)上的允許偏差。 由于對沉降控制的要求較高，而影響沉降計算的影響因素較多，沉降控制已完全超出了處理方法的計算精度，因此，規(guī)定的工后沉降已不再是最初設(shè)計的預(yù)留值，是一個允許出現(xiàn)的誤差值。對于更大范圍的均勻沉降德國的經(jīng)驗是，最大沉降為扣件的運營可調(diào)整范圍的 3 倍時是可以圓順的，規(guī)范要求為扣件可調(diào)整范圍的 2 倍，也就是 30mm。這是局部調(diào)整的極限。無碴軌道鋪設(shè)后對路基沉降變形的調(diào)整范圍是極其有限的，一般局部的沉降應(yīng)在扣件的可調(diào)整范圍，大范圍的均勻沉降應(yīng)該滿足線路豎曲線圓順的要求。 路基上鋪設(shè)無碴軌道的核心問題是沉降控制。因此，控制路基沉降變形特別是工后沉降的關(guān)鍵，在于控制支承路基的地基沉降。 客運專線基床表層采用級配碎石，壓實標(biāo)準(zhǔn)較高，表層彈性模量可達 200 MPa 以上，路基面彈性變形在 之內(nèi)；路堤填土壓密下沉量為路堤高度的％～ ％，而且在一年左右完成。 當(dāng)深度在 ～ ，動靜應(yīng)力比≤ ，因此基床厚度定為 。因為當(dāng)動應(yīng)力水平≤ 1/5 時，列車荷載的影響很小?；矇簩嵧恋膭尤S試驗表明，當(dāng)動靜應(yīng)力比在 以下時，加載 10 萬次產(chǎn)生的塑性累積變形在％以下，而且很快能達到穩(wěn)定。 三、 基床厚度確定 列車荷載由軌道、道床傳至路基基床表層，作用于路基的動應(yīng)力沿深度逐漸衰減。由圖 2－ 2，當(dāng)壓實系數(shù) K＝ 時，基床表層厚約 ，當(dāng)壓實系數(shù) K＝ 時，則需基床表層厚 左右。 □ 強度控制：作用在基床表層下填土的動應(yīng)力不大于填土允許動應(yīng)力。 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 13 根據(jù)上述公式就可以算出在不同基床土彈性模量和基床表層材料彈性模量的基礎(chǔ)上，滿足路基變形條件的基床表層厚度。 變形控制的目的是使列車運行平順，要求基床表層產(chǎn)生的應(yīng)變不會導(dǎo)致塑性變形過大，保證列車平穩(wěn)運行。 因此，客運專線基床表層材料根據(jù)沿線具體情況采用級配碎石或級配砂礫，其顆粒粒徑、級配、材質(zhì)及密實度等方面均有嚴(yán)格要求，特別是為了防止翻漿冒泥，保證軌下基礎(chǔ)動力穩(wěn)定性，不同材料之間的粒徑級配還需滿足太沙基（ Terzaghi〕的反濾準(zhǔn)則。國外各主要高速鐵路普遍采用級配砂礫石和級配碎石，它是用粒徑大小不同的粗細(xì)礫石（碎石）材料和砂各占一定的比例的混合料，其顆粒組成符合密實級配要求，其中包括一部分細(xì)顆粒土，填充空隙并起粘接作用，經(jīng)壓實后形成密實結(jié)構(gòu)，其強度是靠粒料間的摩擦力和細(xì)顆粒的粘結(jié)力形成的。與其它試驗工點的測試結(jié)果也相當(dāng)接近，可供設(shè)計使用。 圖 4 軸重與動應(yīng)力的關(guān)系 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 11 □ 路基體中動應(yīng)力隨深度的衰減變化規(guī)律。 σ = 準(zhǔn)靜態(tài) (車速 5km／ h)時。 基床的動應(yīng)力、動變形及加速度均有隨車速增大的趨勢，其變化規(guī)律還與機車車輛類型和軌道結(jié)構(gòu)的狀況有關(guān)。 實測基床表層動應(yīng)力隨列車軸重的變化見圖 4；基床動變形隨車速的變化見圖 5。因此， 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 9 表 1 路基動應(yīng)力 (kPa) 序 號 工況 土壓力盒埋設(shè)位置 DK274+800斷面 DK274+920斷面 DK275+000斷面 車頭 車尾 車頭 車尾 車頭 車尾 9 2020年 12月 05日 9時 35分，中華之星+4節(jié)車廂，下行 線下行 ,車速為212km/h 1 路基面上里碴腳 / / / 2 路基面上線路中線 / / / 3 路基面上外碴腳 / / / 4 基床表層底面里碴腳 / / / / / 5 基床表層底面內(nèi)軌下 / / / / / 6 基床表層底面外軌下 / / / / / 7 基床表層底面外碴腳 / / / / / 10 2020年 12月 05日 10時 34分，奧星 +4節(jié)車廂 +中華之星，下行線上行 ,車速約為200km/h 1 路基面上里碴腳 2 路基面上線路中線 3 路基面上外碴腳 4 基床表層底面里碴腳 / / / / 5 基床表層底面內(nèi)軌下 / / / / 6 基床表層底面外軌下 / / / / 7 基床表層底面外碴腳 / / / / 表 2 路基動變形 序號 工況 車速km/h 傳感器埋設(shè)位置 DK274+800 DK274+920 DK275+000 位移計 891拾振器（位移檔） 位移計 891拾振器（位移檔） 891 拾振器（位移檔） 外軌下 9 中華之星 +4節(jié)車廂 , 綏中北→ 沈陽 212 內(nèi)軌下 / / / / 線路中 / / / / 外軌下 無信號 10 奧星 +4 節(jié)車廂 +中華之星，沈陽 →綏中北 200 內(nèi)軌下 / / / / / 線路中 / / / / 外軌下 無信號 11 中華之星 +4節(jié)車廂 , 綏中北→ 沈陽 237 內(nèi)軌下 / / / / 線路中 / / / / 外軌下 13 奧星 +4 節(jié)車廂 +中華之星，沈陽 →綏中北 200 內(nèi)軌下 / / / / 線路中 / / / / 外軌下 無信號 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 10 有必要對原有的路基面動變形計算方法進行探討?！稌阂?guī)》要求動變形小于。 □ 路基面動變形測試結(jié)果見表 2?？紤] 到上述因素，可以認(rèn)為暫規(guī)中提出的設(shè)計值還是比較合理的。而且由于本次動應(yīng)力傳感器大部分埋設(shè)是在鋪軌前進行，在埋設(shè)的平面位置、離軌枕底面距離方面，都會與預(yù)定的理想位置存在著一定的偏差。經(jīng)過對所有測試結(jié)果的統(tǒng)計，路基面動應(yīng)力最大值為 84kPa，小于暫規(guī)提出的基床表層設(shè)計值 93kPa。 動測試驗成果表明： □ 實測的路基最大動應(yīng)力低于《暫規(guī)》中提出的設(shè)計參考值。秦沈客運專線綜合試驗為此提供了極好的條件。其中不少建議已被 《京滬高速鐵路線橋隧站設(shè)計暫行規(guī)定》和《時速 200 公里新建鐵路線橋隧站設(shè)計暫行規(guī)定》所采納。對路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)及其地基條件結(jié)合國際咨詢意見進行了修改； 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 7 現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn) 原標(biāo)準(zhǔn) 秦沈線 一般地段 (cm) 5 10 15 過渡段 (cm) 3 5 10 沉降速率 (cm/年 ) 2 3 5 四、監(jiān)測手段 對路基基床表層和過渡段填料補充了 Evd 檢測標(biāo)準(zhǔn)； 級配碎石基床表層： 填料 厚度 （ m） 壓實標(biāo)準(zhǔn) 備注 地基系數(shù) K30（ MPa/m） 動態(tài)變形模量Evd（ MPa） 孔隙率 n 級配碎石 ≥ 190 ≥ 55 ＜ 18% 路堤 級配碎石 ≥ 190 ≥ 55 ＜ 18% 當(dāng)為軟質(zhì)巖、強風(fēng)化的硬質(zhì)巖及土質(zhì)路塹時 中粗砂 ≥ 130 ≥ 45 級配砂礫石 Evd≥ 50（ MPa）；過渡段 Evd≥ 50（ MPa） 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 8 第二章 鐵路客運專線路基基床結(jié)構(gòu)設(shè)計 基床是路基承受列車動荷載和自然力最大的部位，因此基床設(shè)計主要考慮列車荷載隔水防滲條件。 其中，基床表層由 5～10cm厚的瀝青混凝土和 65～ 60cm厚的級配碎石或級配砂礫石組成?；脖韺討?yīng)考慮防排水層。在此基礎(chǔ)上，形成了現(xiàn)行的客運專線路基工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 秦沈客運專線路基工程進行了大量的現(xiàn)場試驗測試，取得了許多寶貴的第一手資料，也取得了一些經(jīng)驗和教訓(xùn)。 第三節(jié) .我國客運專線的發(fā)展 我國在九十年代的“八五”、“九五”時期，就對高速鐵路展開了大規(guī)模研究。其主要原因是，運營期間，實踐證明級配碎石表層不能完全隔水。有的是路基面硬化層，兼有防水效果，如日本；有的是直接設(shè)置隔水層，如德國和法國。 國外高速鐵路發(fā)展已經(jīng)做過了漫長的道路，走過了很多彎路，積累了一些成熟的經(jīng)驗值得借鑒。德國和法國分別在基床表層中設(shè)置了隔水層，也是防止雨水下滲，保護路基。要求防護工程與主體工程同時完成，增加路基的堅固和 穩(wěn)定性，避免運營期間發(fā)生病害。 國外路基施工以時間換沉降。為了控制路基不發(fā)生過大的下沉，對路堤填土的地基條件提出了新的要求。 三、沉降控制 。如日本采用 K30 標(biāo)準(zhǔn)和壓實系數(shù) K 控制填筑質(zhì)量；德國采用 Ev2 和壓實系數(shù) K 控制壓實質(zhì)量，并研發(fā)了可隨時監(jiān)控壓實系數(shù)的碾壓機械。各個國家根據(jù)本國的特點對路基填料進行了詳細(xì)的劃分，并對每類填料的力學(xué)性能進行試驗研究，從而確定它的適用范圍。 可以說，各個國家都根據(jù)本國的情況進行研究，采用不同的結(jié)構(gòu)形式和強度標(biāo)準(zhǔn)對路基基床進行強化，根據(jù)土質(zhì)、承載能力、防凍要求、線路等級、運輸荷載條 件（軸重、運量、速度）以及線路上部結(jié)構(gòu)的條件設(shè)計路基基床結(jié)構(gòu)。兩層厚 70cm，基床厚度為 。當(dāng)總厚度超過 60cm時，線路良好，基床病害的發(fā)生概率很小。 第二節(jié) .國外高速鐵路路基結(jié)構(gòu) 國外發(fā)展高速鐵路的國家都制定了較高的路基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的施工工藝，其特點如下： 一、強化路基基床 ：包括路堤、路塹及不填不挖地段，特別是對