高速铁路某段路基工程设计毕业设计论文Word文档下载推荐.docx
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2、学生应该完成的任务
（1）路基横本体设计；
（2）地基处理设计；
（3）边坡加固设计；
（4）边坡防护设计
（5）排水工程设计；
（6）绘制横断面设计图、正面图、结构图；
（7）编制设计说明书。
3、论文各部分内容及相应时间的分配：
（共16周）
（1）熟悉并收集资料；
（2周）
（2）路基本体设计；
（1周）
（2）地基处理设计（CFG桩）；
（2周）
（3）边坡防护与支挡结构设计；
（2周）
（4）排水工程设计；
（1周）
第V页
（5）横断面设计图、正面图、结构设计图；
（2周）
（6）土石方调配设计；
（1周）
（6）设计说明书编制；
（7）外文翻译。
（1周）
（8）评阅及答辩 （2周）
备 注
指导教师：
年 月 日
审批人：
摘 要
路基工程作为铁道工程中的基础性工程，在铁路建设的发挥着极其重要的作用，所以理应引起设计者和建设者的高度重视。
本论文以新建沪昆线高速铁路为工程背景，沪昆铁路是东西跨度最长的铁路，沪昆线的建成必将会极大地带动铁路沿线的经济发展，促进我国东西部之间的交流，方便人们的出行。
沪昆铁路的全程均为电气化铁路，设计的速度为350公里/小时。
本设计通过查阅大量相关文献资料，根据线路纵断面图、线路平面图、代表性横断面及该区段的地形条件及地质状况，主要进行了以下几方面的工作。
首先，根据铁路路基工程规范设计路基本体，并对路基填料及其压实标准做出了相应说明，由于水的存在将会对路基的稳定性造成极大的危害，在本设计中对排出地表水及地下水都采取了相应的措施。
其次，路堑地段边坡高度较高处需要进行边坡稳定性分析计算，并对边坡稳定性不满足要求的地段按规定设置支挡结构，地层工程性质较差处要进行地基处理设计；
同时，在设计中也要对路基边坡采取相应的防护措施，防护边坡受冲刷的同时还能美化环境；
最后，根据路基的代表性横断面计算出土石方的填挖方量并做出合理调配。
关键词高速铁路；
路基支挡；
地基处理；
边坡防护
Abstract
Asrailwaysubgradefoundationengineeringprojectsinrailwayconstructionplayanextremelyimportantrole,soshouldleaddesignerandbuilder'
sattention.Inthisthesis,thenewShanghai-Kunminghigh-speedrailwaylineengineeringbackground,
Shanghai-KunmingRailwayisthelongestrailwayspanofthings,thecompletionoftheShanghai-Kunminglinewillcertainlygreatlypromoteeconomicdevelopmentalongtherailwayline,topromoteexchangesbetweeneastandwestChina,convenientforpeopletotravel.Shanghai-Kunmingrailwaylinewaselectrifiedrailway,thedesignspeedof350km
/h.
Thisdesignbyreferringtoalargenumberofrelevantliterature,accordingtothelineprofileview,trackplan,arepresentativecross-sectionofthegeologicalandtopographicalconditionsandtheconditionofthesegment,mainlyforthefollowingaspectsofthework.First,accordingtotherailwayembankmentroadengineeringdesignspecificationbasicbody,andsubgradecompactionstandardpackingandmadetheappropriateinstructions,duetothepresenceofwaterwillcausegreatharmtothestabilityoftheembankment,inthedesignofthesurfaceofthedischargewaterandgroundwaterhavetakenappropriatemeasures.Second,cuttingthelotneedstobehigheruptheslopeheightslopestabilityanalysisandcalculation,andthelotdoesnotmeettherequirementsofslopestabilityrequirementssetbyretainingstructures,poorstrataofthenatureoftheworkstobecarriedoutgroundtreatmentdesign;
while,havetakeninthedesignoftheembankmentslopeappropriateprotectivemeasures,whiletheslopeprotectionbyerosionbutalsobeautifytheenvironment;
Finally,accordingtoarepresentativecross-sectionofembankmentfilltocalculatetheamountofearthworkandexcavationmaderationally.
Keywordshigh-speed-railway;
subgradesettlement;
slope-protection
第VI页
目录
第1章绪论 1
1.1高速铁路路基工程概要 1
1.2设计背景 2
1.3地质构造 2
1.4设计任务及意义 3
2.1路基横断面形式 4
2.2路基本体构造 5
2.2.1路基面 5
2.2.2路肩 6
2.2.3基床 6
2.2.4边坡 8
225基底 9
第3章路基排水设计 10
3.1水的危害及排水的必要性 10
3.2地面排水 10
3.3地下排水 12
第4章地基处理设计 13
4.1地基处理概述 13
4.2水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩） 14
4.2.1CFG桩概述 14
4.2.2CFG桩的作用机理 14
4.2.3CFG桩设计计算 15
第5章边坡支挡结构设计 21
5.1支挡结构概述 21
52支挡结构分类 21
521重力式挡土墙 22
5.2.2抗滑桩 24
第6章路基边坡防护设计 33
6.1边坡防护工程概述 33
6.1.1植被防护 33
6.1.2圬工防护 33
第7章路基土石方调配 35
7.1路基土石方调配概述 35
7.2区间路基土石方调配 35
7.2.1区间路基土石方调配原则 35
7.2.2区间土石方调配原理及方法 36
结论 39
致谢 40
参考文献 41
第41页
第1章绪论
1.1高速铁路路基工程概要
路基作为一种土工结构物，是铺设铁路轨道的基础。
为了确保列车能够安全、平稳地运行，路基应当具有强度高，刚度大，稳定性及耐久性良好，不易变形等优良特性。
路基主要是由松散的土（石）材料构成，或直接以土（石）作建筑材料（例如路堤）；
或者直接铺设在地层上（例如路堑）。
因此，路基的强度和稳定性与土的成因、成分、结构、构造以及土的各种力学性质，并与路基所在的地层的各种地质条件都有着非常密切的关系。
路基是以天然土石修筑而成的条形建筑物，分布在广阔的地区，处在各种地质、水文、气候等及其复杂的自然条件下，它的强度及稳定性受到地质条件以及雨、雪、水流、气温等自然因素的影响。
路基的工程数量非常庞大，需用大量的劳动力、工程建设材料、施工机具及建设资金。
高速铁路运行速度快、技术标准较高，对轨道变形有着严格的要求，路基是轨道的基础，控制路基的变形已成为高速铁路路基工程的最大的特点。
因此，高速铁路对路基的地基条件、填筑材料、压实标准、基床以及路桥过渡段的刚度均提出了更高要求。
路基工程的各种病害和变形的产生，都与地表水和地下水的浸湿和冲刷等破坏作用有着密切的关系，要保证路基的稳定性，提高路基的抗变形能力，必须采取合理的排水措施，来消除或减轻地面水及地下水的危害，使得路基处于干燥状态，从而保证安全行车。
路基上方、基身和下方，为完成各自的排水任务，就必须把各种排水设备组成一个完整的排水系统。
路基的排水系统的布置应当与桥涵、隧道、站场等排水设施密切衔接配合，并具有足够的排水能力。
在铁路路基工程中，为了防止填土或者土体变形失稳，进而承受侧向土压力，通常采用挡土墙或抗滑桩等支挡结构进行加固处理，本设计体现了了挡土墙和抗滑桩在铁路路基工程中的综合使用。
路基工程通常是大面积暴露在自然中的土工构筑物，长期受各种自然因素的强烈影响，如冲刷、日晒、风、霜、雨、雪等作用，会使得路基岩体的物理性质发生变化，加快岩体的风化，进而影响路基的正常使用和列车的正常
行车。
因此，路基边坡的防护就显得非常的重要，通常采用的防护措施有圬工防护和植被防护方法。
1.2设计背景
本设计以新建沪昆线为工程背景，沪昆高速铁路是国家《中长期铁路网规划》中
“四纵四横”的快速客运通道之一，途中经过上海、杭州、南昌、长沙、贵阳、昆明等6座省会城市，铁路全长2264公里，客运专线需要将路基作为一种土工结构物来进行设计和施工，对填筑材料、压实标准、变形控制等均较现行铁路有较高的要求；
同时应强化基床结构，特别是基床底层。
基床表层是路基直接承受列车荷载的部分，它是路基中的最重要的部分。
基床表层不仅给轨道提供了一个坚实的基础，同时，也对其下面的土体路基提供保护作用，因此基床表层必须有足够的强度及刚度，同时还要有足够的稳定性和耐久性。
在高速运行的情况下，路基在重复荷载的作用下产生的累计沉降将会严重地影响列车的运行速度和乘客的舒适度，因此，必须严格控制工后沉降以及沉降速率。
不同的结构物在强度、刚度、变形等方面都有着较大的差异，这将引起轨下基础的刚度的不平顺，因此在路桥、路涵、路隧、路堑与路堤等相连的地段，纵向基础刚度的变化以及沉降差必然会破坏了系统刚度的均匀性，增大了对轨下基础的动力作用，影响行车的平稳与安全。
客运专线由于其列车运行速度的提高，对路基平顺过渡提出了更高的要求，因此，对铁路路基的横向、纵向刚度的均匀过渡应进行合理的设置计算，进而确保列车行车的安全与旅客的舒适度。
1.3地质构造
本设计为新建沪昆线D2K580+259.43~D2K580+315段路基工程设计，该区段属于侵蚀构造低中山区地貌，枝状沟谷发育较多，地形起伏较小，地面坡度较低，地面相对高程范围为720~726m，路肩设计高程范围为722.254~723.357m。
斜坡上基岩大量裸露，覆土层较厚，为红粘土，坡面上杂草丛生，灌木生长较多。
线路附近有散落村庄，线路附近设有便道，便道和国道相连，交通比较便利。
设计指标
边坡率
密度
ρ（g/cm）
凝聚内摩擦
3
力c 角φ
压缩
模量
固结系渗透系基底摩
数
擦系数
基本承
载力σ0
岩土名称及编号
红黏土（膨
<
4-3>
胀土）
6-4>
白云岩
75-1>
（∈ol）
表1-1地层物理参数表
（Kpa）
（°
）
临时
永久
硬塑
1.85
30
10
/
0.30
150
1:
1.5
1.75
W3
2.3
45
0.45
350
0.5
0.75
W2
2.5
65
0.60
800
0.3
1.4设计任务及意义
本设计中涵盖路基本体设计、地基处理设计、边坡加固设计、边坡防护设计、路基排水设计、土石方调配设计、施工组织与预算编制等路基工程相关内容。
本设计的目的在于系统地强化学生的路基工程专业知识，锻炼学生收集及运用文献资料、综合运用理论知识进行解决工程问题的能力。
通过本次毕业设计，学生可以系统地模拟高速铁路路基工程设计，进一步提高对高速铁路路基工程的认识，并能够初步具备独立地进行高速铁路路基工程设计的能力。
第2章路基本体设计
2.1路基横断面形式
在铁路工程中，常见的路基的横断面形式有路堤、路堑、半路堤、半路堑、半路堤半路堑及不填不挖形式，，常见的路基段面形式见下图：
（a） （b）
（c） （d）
（e） （f）
图2-1常见的路基横断面形式
（a）路堤断面;
（b）路堑断面;
（c）半路堤断面;
（d）半路堑断面;
（e）不填不挖;
（f）半路堤半路堑断面
2.2路基本体构造
路基面、路肩、基床、边坡、基底等几个部分组成通常组成路基本体的，以下逐一介绍路基本体的各个组成部分：
图2-2路基本体（路堤）
2.2.1路基面
直接在其组成上部分和肩上的路基轨道的顶面，将其简称为路基面。
在该设计
中，铁路为双线高速客运专线铁路，故由规范可知路基面的宽度应设计成13.6米，
铁路路基宽度设计规范如下表2-1所示：
表2-1区间路基面宽度规范表
列车的设计行车速度
线别
路堤（m）
路堑（m）
线间距（m）
350km/h无砟轨道
新建双线
13.6
5.0
新建单线
8.6
——
注：
a、高速双线路基的综合电缆槽设备通常情况下都是设在两侧路肩范围之内，包括通信、信号、电力电缆槽，并且常常将三者合为一体。
）；
轨道中心到接触网支柱基础内侧的距离通常设计为3m。
b、如果对轨道的结构形式，接触网立柱等的设置有着特殊的要求时，就应该根据具体实际的情况来计算确定。
2.2.2路肩
在路基的顶面，路肩通常是指路基面的两侧的部分。
防止道渣流失，保持路基排水的侧面等都是是路肩的作用，道路维护人员轻松步行支撑线标识等，以及各种通信铺设，因此，路肩起着非常重要的作用，因此要将路肩保持一定的宽度，以实现上述功能，从而实现正常的列车的运营以及通信等工作的正常进行。
2.2.3基床
位于路基面下方的受列车、水文气候影响的范围的部分通常都被称为基床。
路面和填料床堤基要求D15<
4d85底部之间应满足的，当这个要求不能的到满足时，通常情况下在底面铺设基床土工膜层进行加固处理，从而能够满足基床的正常要求。
根据
“高速铁路设计规范”（TB10621-2009），为确保正常承受荷载及保证正常安全行车，无砟轨道的基床表层厚度通常设计为0.4米，有砟轨道基床表层厚度通常设计为0.7米，因为本设计中的高速铁路为无砟轨道，故将基床表层设计为0.4m。
级配碎石表面填料填充和级碎石压实标准应满足下表中所示的标准：
压实标准
备注
厚度
填料
地基系数
动态变形模
压实系数
（m）
K30（MPa/m） 量Evd（MPa） K
级配碎石
0.40
≥190
≥55
≥0.97
表2-2基床表层的材料的组成及其压实标准表
无砟轨道通常情况下也可以采用K30或Ev2两个标准，如果采用Ev2，则标准就会发生变化，变为Ev2≥120MPa并且Ev2/Ev1≤2.3。
按照规范规定，铁路路基基床底层的厚度设计为2.3m，则基床的总厚度就为2.7m；
有砟轨道的基床表层厚度为0.7m，而基床底层地厚度2.3m，则有砟轨道基床的总厚度为3.0m，由于在本设计中为沪昆高速铁路（无砟轨道），故基床的设计总厚度为2.7m，基床底层的顶部和基床以下填料部分的顶部应设4%人字形排水坡，底层填料填筑A、B组填料，且A、B组填料的材料组成及压实标准应满足如下表所示标准：
厚
化学改良 砂类土及 碎石类及
度
土
细砾土
粗砾土
地基系数K30（MPa/m）
≥130
≥150
动态变形模量
≥40
A、B组填料
Evd（MPa）
2.3
或改良土
压实系数K
≥0.95 ≥0.95 ≥0.95
7d饱和无侧限抗压强
≥350
度（kPa）
表2-3路基基床底层材料组成及压实标准
注.在无砟轨道的设计中，通常情况下也可以采用K30或者Ev2进行控制，如果采用Ev2时，则其控制标准变为Ev2不小于80MPa并且Ev2/Ev1不大于2.5。
2.2.4边坡
边坡是指路基横断面两侧的边线，边坡与路基顶面的交点称为顶肩。
边坡与地面的交点，在路堤中称为坡脚；
在路堑中称为路堑顶边缘，其高程与路肩高程的差为路堑边坡高度。
路堤的边坡高度为路肩高程与坡脚高程之差。
路基段面通常采用梯形横断面，详细的设置如表2-4所示：
边坡高度
填料种类
边坡坡度
（m）
一般细粒土、易风化软块0～8
1：
1.5
超过8m时，于8m处设边坡
石、改良土
8～12
1.75
平台，平台宽2m
升级会员 