[发明专利]400km/h及以上高铁强膨胀岩深路堑整体支挡结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种400km/h及以上高铁强膨胀岩深路堑整体支挡结构及施工方法，其结构包括设置在强膨胀岩深路堑开挖基底面的拱肋，所述拱肋为板式结构且向下弯曲，所述拱肋两侧强膨胀岩深路堑坡脚间隔设置若干根锚固桩，在拱肋每侧相邻的锚固桩间设置有连接梁，所述拱肋、锚固桩和连接梁三者通过刚性连接构成整体支挡结构，还包括朝拱肋下方地基中打设的若干根预应力锚索，所有的预应力锚索锚固于所述拱肋上。由于拱肋、锚固桩和连接梁三者通过刚性连接形成整体支挡结构，形成新的整体受力与传力体系，既控制基底的上拱变形，又减少深路堑土石方开挖，支挡结构经济性大大提高，满足400km/h及以上高速铁路对安全性、舒适性、变形等的严格控制要求。

技术领域

本发明涉及路基工程领域，具体涉及一种时速400km/h及以上高铁强膨胀岩深路堑整体支挡结构及施工方法。

背景技术

随着高速铁路的进一步提速，保证400km/h及以上高速铁路在运营期间安全、舒适严格要求的同时降低前期建设过程中工程造价具有重大意义，也是面临的一大新挑战，其中控制基底及边坡变形是保证列车高速运营下安全性和舒适性的关键所在。强膨胀岩深路堑路基在开挖后主要面临两方面的问题：一是在开挖卸荷后的流变和水的双重作用下，地基会产生很强的向上膨胀力，造成高速铁路基底上拱，反映到高速铁路路面上使轨道变形，严重影响高速铁路列车运行的安全和舒适性，甚至中断行车、造成安全事故。二是强膨胀岩深路堑边坡的支挡结构受膨胀岩作用，锚固桩位移较大，存在潜在安全隐患的同时，往往导致锚固桩尺寸过大、悬臂太低，锚固桩收坡效果不理想，深路堑土石方开挖太大，经济性较差。

目前针对地基上拱变形的加固措施主要有桩板结构、锚索等，实践证明，上述加固措施控制上拱变形效果不佳、保证率较低、桩板结构桩长过长、经济性较差，且目前技术条件下对上拱变形难以修复和采取有效措施解决，上拱变形一旦发生将产生严重的社会和经济影响。针对强膨胀岩深路堑边坡的加固措施一般采用锚固桩加固并收坡，但存在上述诸多缺点。400km/h及以上高速铁路采用以上加固措施将存在更大的安全隐患，不能满足400km/h及以上高速铁路对安全性、舒适性、变形等及其严格的控制要求。因此，急需研究一种适用于强膨胀岩深路堑地段既能控制强膨胀岩地基上拱变形，又能保证强膨胀岩深路堑边坡加固安全可靠、提高舒适性和经济性的新型整体支挡结构来解决这一难题具有重要工程和经济意义。

发明内容

本发明目的在于：针对400km/h及以上高速铁路在强膨胀岩深路堑地段一方面面临开挖后地基易出现上拱变形，采用桩板结构、锚索等加固措施控制上拱变形效果不佳、保证率较低、经济性较差；另一方面面临强膨胀岩深路堑边坡支挡结构受膨胀岩作用锚固桩位移较大，存在潜在安全隐患的同时，导致尺寸过大、悬臂太低，锚固桩收坡效果不理想，深路堑土石方开挖太大，经济性较差的双重问题，以及400km/h及以上高速铁路采用上述加固措施将存在更大的安全隐患，不能满足400km/h及以上高速铁路对安全性、舒适性、变形等及其严格控制要求的问题，提供一种400km/h及以上高铁强膨胀岩深路堑整体支挡结构及施工方法，该整体支挡结构由地基上拱变形加固措施和边坡支挡结构一体化构成，在有效控制强膨胀岩深路堑基底上拱变形的同时，改善强膨胀岩深路堑边坡支挡结构受力条件，减小锚固桩位移变形，减小桩尺寸，增加悬臂高度，改善收坡效果，减少深路堑边坡土石方开挖，整体支挡结构经济性大大提高，同时通过设置减振降噪回填层提高高速行驶下舒适性，满足400km/h及以上高速铁路对安全性、舒适性、变形等的严格控制要求，降低工程造价。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种400km/h及以上高铁强膨胀岩深路堑整体支挡结构，包括设置在强膨胀岩深路堑开挖基底面的拱肋，所述拱肋为板式结构且向下弯曲，所述拱肋两侧强膨胀岩深路堑坡脚间隔设置若干根锚固桩，在拱肋每侧相邻的锚固桩间设置有连接梁，所述拱肋、锚固桩和连接梁三者通过刚性连接构成整体支挡结构，还包括朝拱肋下方地基中打设的若干根预应力锚索，所有的预应力锚索锚固于所述拱肋上。