[发明专利]一种无砟轨道高速铁路的抗隆支护结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种无砟轨道高速铁路的抗隆支护结构及施工方法，抗隆支护结构包括设置在路堑开挖基底面的底拱，所述底拱为板式结构且向下弯曲，在所述底拱下方膨胀土地基中成排间隔设有多根预应力锚索，所述底拱两侧分别设有框架式挡土墙，所述框架式挡土墙与路堑边坡相接触，并与底拱侧面形成刚性连接。本发明通过设置底拱及预应力锚索约束基底的膨胀变形，承担基底的膨胀力，并最终将膨胀力转化为底拱两端切线方向的推力，传递到两侧的框架式挡土墙上，该结构既防止了膨胀土基底的上拱变形，又有利于膨胀土边坡的稳定，减少了两侧边坡的开挖，结构新颖，施工简单，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及路基工程领域，具体涉及一种适用于无砟轨道高速铁路的抗隆支护结构及施工方法。

背景技术

高速铁路特别是无砟轨道铁路对路基上拱变形和边坡稳定的控制十分严格，但随着高速铁路的快速发展，在建设过程中不可避免会遇到膨胀土地区深挖方路堑，在降水入渗条件下，土体增湿自重增加、抗剪强度降低以及产生膨胀作用，引起边坡的失稳和基底的隆起，严重影响列车的运营安全。

目前，抗基底隆起常采取锚索等柔性措施和桩板结构加固措施，实践证明锚索等柔性措施抵抗隆起效果不佳，而单纯的桩板结构加固措施存在桩截面尺寸过大等缺点；边坡加固常采用重力式挡土墙的支护结构形式，但由于边坡土体的膨胀和土压力的作用，重力式挡土墙截面尺寸较大，圬工数量大，不经济。因此，针对膨胀土地区的无砟轨道高速铁路工程急需一种抗隆支护结构来解决存在的问题，且应具有施工方便、经济合理、安全环保等特点。

发明内容

本发明目的在于：为了解决深路堑、膨胀土地段的无砟轨道路基基底变形以及边坡稳定性问题，提供一种无砟轨道高速铁路的抗隆支护结构及施工方法，该结构能有效防治膨胀土路基基底上拱变形，保证膨胀土边坡的稳定，满足高速铁路对线路平顺性和边坡稳定性的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无砟轨道高速铁路的抗隆支护结构，包括设置在路堑开挖基底面的底拱，所述底拱为板式结构且向下弯曲，在所述底拱下方膨胀土地基中成排间隔设有多根预应力锚索，所述底拱两侧分别设有框架式挡土墙，所述框架式挡土墙与路堑边坡相接触，并与底拱侧面形成刚性连接。

本发明通过在基底上设置底拱及预应力锚索，约束基底的膨胀变形，承担基底的膨胀力，并最终将膨胀力转化为底拱两端切线方向的推力，传递到两侧的框架式挡土墙上，平衡两侧边坡一部分推力；路堑左右两侧的框架式挡土墙通过底拱连接，形成组合结构，能够充分利用路堑两侧推力相互平衡对侧的推力，减小结构尺寸，由框架式挡土墙和框架内土组成的整体土墙共同承受墙后土体产生的压力，实现对边坡土体的支挡；预应力锚索、框架式挡土墙和框架内土组成的整体土墙平衡底拱承担的膨胀力，有效控制无砟轨道高速铁路的上拱变形；该结构既防止了膨胀土基底的上拱变形，又有利于膨胀土边坡的稳定，减少了两侧边坡的开挖，结构新颖，施工简单，具有广阔的应用前景。

作为本发明的优选方案，所述框架式挡土墙包括基础、墙面板、横肋板和纵隔板，其中，所述横肋板和纵隔板形成方格框架，所述墙面板位于横肋板端部并与底拱侧面相连，所述基础位于所述墙面板下方土体中。通过在框架式挡土墙和框架内土受到纵隔板、横肋板侧壁摩阻力作用，与框架一起移动形成整体土墙，破裂面位于肋板末端后土体中，由框架式挡土墙和框架内土组成的整体土墙共同承受墙后土体产生的压力，实现对边坡土体的支挡。

作为本发明的优选方案，所述方格框架内沿横向设有多根毛细排水管，所述墙面板上设有多个泄水孔。通过设置毛细排水管深入到边坡土体中，有利于将边坡坡体和框架内土体的水分向墙面板泄水孔引排，从而避免边坡土体水分积聚产生膨胀作用。

作为本发明的优选方案，所述底拱顶面铺设有隔水防渗层。该防水隔渗层具有良好的密封性，将地表渗水阻断在底拱顶面，便于地表渗水的排出。