箱涵顶进施工中高速铁路路基变形与控制研究

摘要

改革开放以来，我国经济迅猛发展，物资流通、人员流动日渐繁忙，铁路和公路运输一直以来都是我国交通行业的重中之重。但是大量铁路与公路平交道口的存在造成了严重的交通不畅进而引起交通拥堵。因此，目前许多平交道口采用箱涵下穿既有铁路的方式建造立交道口，以解决交通拥堵及交通安全问题。本文结合商周高速公路穿越京九铁路工程，对施工过程进行数值模拟分析，以研究施工过程对铁路路基的影响及控制措施。
　　 本文运用FlAC3D有限差分软件建立三维模型，模拟分析了下穿箱涵施工过程中各工况下既有线路路基的变形状态。模拟结果表明:
　　 (1)在工作坑开挖阶段，当开挖超过一定深度后，既有线路路基变形较大，会影响列车的安全运行;而不同的列车运行速度对既有线路路基变形的影响程度相对较小，即工作坑开挖深度是影响既有线路路基变形的一个主要因素。
　　 (2)在箱涵顶进阶段，顶进步长和列车运行速度对路基变形影响较大，特别是在顶进至既有路基边坡前，路基变形发展迅速;为保证列车的安全运行，顶进步长不宜过大，且列车运行安全速度可随顶进步长的减小而相应地适当增大。
　　 (3)对箱涵周围土体进行注浆补强后，顶进施工对既有线路路基变形的影响范围和路基沉降量均有所减小，尤其是注浆补强处路基，沉降量明显减小，对提高施工时列车运行安全性有积极作用。
　　 总之，该铁路路基下穿箱涵施工时，要加强工作坑开挖阶段及顶进初期对既有线路沉降的观测，对于沉降较大的路段要及时修正，避免影响铁路的安全运营;箱涵顶进时列车运行速度控制在45km/h以下、顶进步长控制在2m以内比较安全、合理;箱涵周围土体注浆补强后，理论上可以适当提高列车运行速度以提高铁路运营效率。

目录

声明

摘要

1 绪论

1.1 项目研究的背景和意义

1.2 箱涵顶进施工简介

1.2.1 箱涵顶进施工的发展历程

1.2.2 箱涵顶进施工方法

1.3 国内外箱涵顶进施工的研究现状

1.4 本文主要研究的内容和方法

2 工程概况

2.1 项目概况

2.2 工程地质概况

2.2.1 地形地貌与土层结构

2.2.2 水文地质情况

2.3 箱涵顶进施工概况

2.3.1 修筑后背

2.3.2 开挖工作基坑

2.3.3 滑板施工

2.3.4 箱体预制

2.3.5 既有线路加固

2.3.6 路基注浆

2.3.7 顶进施工

3 箱涵顶进施工的数值模拟分析

3.1 FLAC3D简介

3.2 运用FLAC3D建立三维模型

3.2.1 建立计算模型

3.2.2 模型计算参数

3.2.3 线路荷载的施加

3.3 箱涵穿越施工模拟

3.3.1 箱涵穿越施工模拟的实现

3.3.2 工作坑开挖阶段

3.3.3 箱涵顶进施工阶段不同顶进步长对铁路线路沉降的影响

3.3.4 箱涵顶进施工阶段不同列车时速对铁路线路沉降的影响

3.4 本章小结

4 注浆补强的效果分析

4.1 注浆加强后，每步顶进长度1m时铁路路基变形

4.2 注浆补强后，每步顶进长度2m时铁路路基变形

4.3 注浆补强后，每步顶进长度3m时铁路路基变形

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 本文的主要工作与结论

5.2 工作展望

参考文献

致谢