[发明专利]一种基于土工格栅的控制铁路道床沉降的施工方法

说明书

本发明涉及一种基于土工格栅的控制铁路道床沉降的施工方法，首先根据铁路线路的车速以及所使用道砟颗粒级配选择土工格栅的孔径形状和孔径大小；其后，根据列车运行速度和轴重选择土工格栅的抗拉刚度和抗拉强度；确定土工格栅铺设的位置，该位置能避免捣固对土工格栅造成破坏；对新建线路和既有线路改造选择不同的土工格栅铺设方法；在铺设下一卷土工格栅的时候，需要将其与上一卷铺设好的土工格栅进行搭接；最后铺设土工格栅上面的道砟，进行捣固夯实，并对道床压实度进行检验，为解决铁路现场道床沉降控制难题提供依据。

技术领域

本申请涉及高速铁路有砟轨道道床沉降控制领域，尤其涉及一种基于土工格栅的控制铁路道床沉降的施工方法，适用于有砟轨道上运行高速列车时对道床振动和沉降控制。

背景技术

目前，世界上的铁路轨道有两种形式，无砟轨道和有砟轨道。无砟轨道由轨道板、CA砂浆层、混凝土底座板和基床层组成；有砟轨道主要由道床层和基床层组成。我国铁路总运营里程达到150000公里，其中高速铁路运营里程截至2021年底达到40000公里。对于时速达到或高于300km/h的高铁线路，多采用无砟轨道；而对于时速在250km/h及以下的高铁线路，多采用有砟轨道。我国的普通客运线路和货运线路均采用有砟轨道，目前已超100000多公里。有砟轨道因其建设成本低、方便维护、良好的减振特性和排水性，其仍然是我国采用的主要轨道形式。

有砟道床是由散粒体道砟堆积压密而成，在列车通过时道砟颗粒会产生剧烈的振动，长期列车荷载下会出现大量的道砟运移及磨损，这一系列现象会随着列车运行速度的提高愈加显著。如果不及时维护，道砟颗粒间的咬合作用会逐渐失效，加剧道床沉降的发展。同时，道砟颗粒因磨损产生的脏污会进一步影响道床的排水性能。据以往研究表明，道床层产生的沉降达到有砟轨道总沉降的70%以上，频繁的维护使得有砟轨道建设的总成本将在一定年限后超过无砟轨道。土工格栅作为一种重要的土工合成材料已被广泛地应用于公路路基沉降控制、边坡加固和挡土墙稳定控制等工程领域。部分学者通过室内试验和离散元发现土工格栅可有效控制铁路散粒体道床沉降，但其在铁路现场的应用鲜有报道。目前工业界还未形成一套基于土工格栅的铁路道床沉降控制方法和施工工艺。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种基于土工格栅的控制铁路道床沉降的施工方法，是一种土工格栅在高速铁路有砟道床中使用的可行方案，使铁路施工者能更规范地在有砟道床中使用土工格栅，更有效地发挥土工格栅的加固效果。

本发明采取的技术方案为：本发明提供了一种基于土工格栅的控制铁路道床沉降的施工方法，包括步骤如下：

（1）根据铁路线路的车速以及颗粒的级配选择合适的土工格栅形状和孔径大小；

（2）根据列车运行速度和轴重确定土工格栅的抗拉刚度和抗拉强度；

（3）根据列车运行速度确定土工格栅铺设位置；

（4）根据新建线路或既有线路改造确定土工格栅铺设方法，将裁剪好的土工格栅铺设在事先已压实以及整平过的路基平面上；

（5）对步骤（4）中铺设好的土工格栅的首端和尾端进行搭接处理；

（6）在土工格栅上表面分层铺设道砟层，并进行夯实。

进一步地，所述步骤（1）具体为：对于列车运行速度高于300km/h速度的高铁线路，选择三角形网孔土工格栅；对于低于300km/h的铁路线路，选择蜂窝形状网孔土工格栅；根据道砟颗粒的级配，选择孔径内切圆直径等于1.2倍道砟颗粒D50的土工格栅。