新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基施工技術

內(nèi)容概要

　　《新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基施工技術》首次在理論與實踐的結(jié)合上，系統(tǒng)、翔實、深入的回答了新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基的一系列施工技術問題，對我國高標準、大規(guī)模鐵路新線建設路基施工中處理膨脹土問題的具有實用的工程指導價值。 　　在我國鐵路建設歷史新階段來臨之際，鐵道部提出了“以人為本、服務運輸、強本簡末、系統(tǒng)優(yōu)化、著眼發(fā)展”的鐵路建設新理念，要求瞄準國際先進水平，實現(xiàn)“一流的工程質(zhì)量、一流的裝備水平、一流的運營管理”，為新一輪鐵路網(wǎng)建設明確了科學發(fā)展的方向?！　鴥?nèi)外鐵路建設的歷史經(jīng)驗表明，理念為魂、質(zhì)量為本、科技先行、管理創(chuàng)新是實現(xiàn)一流目標的基本保證。以“施工質(zhì)量保運營質(zhì)量”，以“工序控制保工后結(jié)果”，以“下部（路基）穩(wěn)保上部（軌道）準”，是新線施工必須遵循的基本原則。　　我國是世界上膨脹土分布最廣、面積最大的國家之一。目前已在20多個省、市、自治區(qū)發(fā)現(xiàn)膨脹土。其主要分布在云貴高原至華北平原間各流域形成的平原、盆地、河谷階地以及河間地塊和丘陵等地區(qū)。其中，珠江流域的東江、桂江、郁江、南盤江水系，長江流域的長江、漢水、嘉陵江、岷江、烏江水系，淮河、黃河、海河流域各干支流水系等地區(qū)膨脹土分布最為集中。由于膨脹土具有明顯的脹縮性、超固結(jié)性和多裂隙性，如直接用以填筑路基或在改良和填筑施工過程中質(zhì)量控制不當，都會對路基穩(wěn)定性帶來相當大的危害。因此，在大規(guī)模、高標準鐵路新線建設的工程實施中，尤其是在膨脹土發(fā)育地區(qū)，必須高度重視膨脹土改良技術和改良膨脹土路基施工技術。

作者簡介

　　李慶鴻，男，漢族，上海市人，1945年2月出生。鐵道部鐵路專業(yè)技術帶頭人，教授級高級工程師，大學兼職教授、研究生導師。 　　1967年同濟大學鐵路、道路、橋隧系鐵道工程專業(yè)本科畢業(yè)。先后在沈陽鐵路局瓦房店工務段、上海鐵路局蕪湖工務段、上海鐵路局工務處、上海鐵路分局、上海鐵路局、長江三角洲城際鐵路公司籌備組，任實習生、養(yǎng)路工、測量工、技術員、助理工程師、工程師、高級工程師、教授級高級工程師、副科長、科長、副處長、副分局長、處長、副局長、籌備組組長（正局級）兼副局長。曾受聘西南交通大學、北京交通大學、中南大學、清華大學研究生校外導師。現(xiàn)任上海鐵路局正局級調(diào)研員、同濟大學兼職教授。中國鐵道學會工務委員會委員，中國鐵道工程建設協(xié)會常務理事，上海市鐵道學會工務工程委員會主任委員，詹天佑鐵道科技發(fā)展基金獎勵評審委員會委員。獲全國鐵路勞動模范、火車頭獎章，1993年10月起享受國務院政府特殊津貼。在省部級以上專業(yè)刊物上發(fā)表論文近30篇，曾主持軌道“狀態(tài)修”探索與實踐、繁忙干線大型養(yǎng)路機械夜間線路大修綜合施工作業(yè)研究、重載快速線路修程修制改革探索與實踐、提高新型軌檢車檢測能力和優(yōu)化工作性能、滬寧鐵路上海至南京鋪設成功全國最長303km跨區(qū)間無縫線路、合寧鐵路膨脹土路基土質(zhì)改良措施及填筑工藝試驗研究等18項重點技術攻關課題的研究與工程實踐，先后獲得鐵道部、上海市多項科技進步獎和優(yōu)秀發(fā)明選拔賽一等獎，7次創(chuàng)造《中國企業(yè)新紀錄》。

書籍目錄

第一章 膨脹土概述第一節(jié) 膨脹土定義、礦物成分和工程性質(zhì)一、膨脹土定義二、膨脹土的礦物成分三、膨脹土工程性質(zhì)第二節(jié) 膨脹土成因條件與地理分布一、成因條件二、膨脹土的地理分布第二章 膨脹土改良簡介第一節(jié) 改良目的與機理一、改良目的二、改良機理第二節(jié) 膨脹土改良的常用方法一、石灰類改良方法二、水泥類改良方法三、粉煤灰等工業(yè)廢渣類改良方法四、水玻璃類改良方法五、膨脹土生態(tài)改性劑（CMA）改良方法六、有機類改良方第三章 新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基構(gòu)造與施工技術路線一第一節(jié) 改良膨脹土路基構(gòu)造一、路基橫斷面要素概述二、路堤三、路塹四、過渡段五、路基附屬工程第二節(jié) 施工技術路線一、施工技術路線的基本含義二、施工技術路線在改良膨脹土路基施工中的重要地位三、制定新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基施工技術路線的主要原則I．四、新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基施工技術路線的組成第四章 新建時速200公里鐵路大區(qū)域膨脹土路基填料改良技術第一節(jié) 全線取土場原狀膨脹土全面調(diào)查一、全面調(diào)查的目的二、主要調(diào)查內(nèi)容三、新建時速200公里鐵路取土場原狀膨脹土全面調(diào)查工作實例第二節(jié) 膨脹土改良方案選擇一、合理選定改良材料二、石灰對膨脹土的改良作用分析、三、石灰摻入比例的確定第三節(jié) 膨脹土改良的室內(nèi)試驗與工地試驗一、室內(nèi)試驗二、工地試驗三、膨脹土改良的室內(nèi)試驗與工地試驗應用實例第四節(jié) 膨脹土改良效果評價及改良參數(shù)的確定一、膨脹土改良效果的全面評價二、膨脹土改良參數(shù)的確定第五章 膨脹土改良拌和工藝第一節(jié) 膨脹土改良拌和工藝的目標體系一、質(zhì)量目標與要求二、工效目標與要求三、成本目標與要求四、環(huán)保目標與要求第二節(jié) 集中路拌法膨脹土改良拌和工藝一、工藝流程二、主要機械設備配置三、工藝技術指標與參數(shù)四、作業(yè)方法五、全過程工藝質(zhì)量控制六、工藝適用性第三節(jié) 集中預拌路拌法膨脹土改良拌和工藝一、工藝流程二、主要機械設備配置三、工藝技術指標與參數(shù)四、作業(yè)方法五、全過程工藝質(zhì)量控制六、工藝適用性第四節(jié) 路拌法膨脹土改良拌和工藝一、工藝流程二、主要機械設備配置三、工藝技術指標與參數(shù)四、作業(yè)方法五、全過程工藝質(zhì)量控制六、工藝適用性第五節(jié) 二次摻灰集中預拌路拌法膨脹土改良拌和工藝一、工藝流程二、主要機械設備配置三、工藝技術指標與參數(shù)四、作業(yè)方法五、金過程工藝質(zhì)量控制六、工藝適用性第六節(jié) 廠拌法膨脹土改良拌和工藝一、工藝流程二、主要機械設備配置三、工藝技術指標與參數(shù)四、作業(yè)方法五、全過程工藝質(zhì)量控制六、工藝適用性第七節(jié) 不同改良拌和工藝的綜合比較一、拌和質(zhì)量比較二、工效特點比較三、單位改良成本比較四、環(huán)保影響比較五、工藝適用性比較六、綜合比較結(jié)論第六章 改良膨脹土路基填筑、壓實施工工藝第一節(jié) 工藝目標體系一、質(zhì)量目標與要求二、工效目標與要求三、成本目標與要求四、環(huán)保目標與要求第二節(jié) 工藝流程與施工機械配置一、工藝流程二、施工機械配置第三節(jié) 改良膨脹土路基的基底處理一、基底表面清理。二、基底檢測三、基底處理方案選擇四、基底處理工藝五、改良膨脹土路基基底處理實例第四節(jié) 路基基床以下及路基基床底層填筑、壓實技術指標與施工作業(yè)參數(shù)一、改良土填料含水率二、填料層松鋪厚度三、碾壓參數(shù)四、壓實密度五、相關力學指標第五節(jié) 路基基床以下與路基基床底層填筑、壓實施工作業(yè)方法一、施工準備二、填筑、壓實三、檢測簽證與整修養(yǎng)護第六節(jié) 改良膨脹土路基基床表層施工一、基床表層原材料選擇二、級配碎石的配比設計與拌和作業(yè)三、封閉隔水層設置四、級配碎石層填筑、壓實作業(yè)五、改良膨脹土路基自身封閉效果的檢測試驗第七節(jié) 改良膨脹土路基過渡段施工一、改良膨脹土路基過渡段構(gòu)造二、施工工藝流程三、施工方法與作業(yè)技術要求第八節(jié) 施工質(zhì)量控制效果的檢測評價一、施工過程的質(zhì)量控制效果檢測評價二、施工最終結(jié)果的質(zhì)量控制效果檢測評價第七章 新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基的合理剛度第一節(jié) 改良膨脹土路基合理剛度的動力有限元計算途徑一、輪軌力的模擬及計算二、路基土模擬理論及計算參數(shù)三、路基剛度計算斷面第二節(jié) 動力有限元計算結(jié)果分析一、路基豎向動應力與豎向彈性變形的一般規(guī)律二、地基剛度對路基動力特性的影響三、基床底層剮度對路基動力特性的影響四、基床表層剛度對路基動力特性的影響五、路基高度對路基動力特性的影響第三節(jié) 新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基剛度理論建議值及其在理論建議值下的應力特性與彈性變形特征一、新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基剛度理論建議值二、在理論建議值下的路基動應力特性與彈性變形特征第四節(jié) 不同路基剛度的動載試驗一、加載方式與模擬動態(tài)效果分析二、加載參數(shù)的確定三、測試內(nèi)容與測試元器件、設備四、路基斷面剛度和測點布置一五、試驗結(jié)果及其分析第五節(jié) 不同剮度條件下的路基沉降第六節(jié) 主要結(jié)論與建議第八章 路塹和低路堤基床改良膨脹土換填厚度第一節(jié) 研究路塹和低路堤基床改良膨脹土換填厚度的必要性與重要性一、滿足地基土強度二、平衡地基土膨脹力三、控制成本、提高工效第二節(jié) 膨脹力平衡原理與膨脹變形控制的理論計算一、膨脹力平衡原理——力的平衡法二、膨脹變形控制理論——許容微變形法第三節(jié) 施工現(xiàn)場基床動載試驗一、試驗方法概述二、試驗結(jié)果分析三、與我國高速鐵路基床模擬列車動載試驗結(jié)果的對比四、動載試驗效果開挖檢驗第四節(jié) 地基土強度分析一、動應力衰減理論計算與動載三軸試驗結(jié)果的分析．二、地基土強度的第二種角度分析第五節(jié) 路塹與低路堤基床改良膨脹土換填厚度的確定一、路塹基床表層以下改良膨脹土換填厚度二、低路堤基床表層以下改良膨脹土換填厚度第九章 膨脹土地區(qū)路基邊坡防護第一節(jié) 膨脹土地區(qū)路基邊坡常見病害一、路塹膨脹土邊坡常見病害種類及其生成原因二、膨脹土路堤邊坡常見病害種類及其生成原因第二節(jié) 膨脹土地區(qū)路基邊坡防護常用措施一、邊坡防護的基本原則二、路塹膨脹土邊坡防護常用措施三、改良膨脹土路堤邊坡防護第三節(jié) 改良膨脹土路基邊坡防護效果的現(xiàn)場測試．一、現(xiàn)場概況．二、測試內(nèi)容與測點布置三、技術要求與測試頻度四、土工格柵延伸率五、路堤內(nèi)部的水平擠壓應力六、邊坡穩(wěn)定性的跟蹤監(jiān)測第四節(jié) 路塹膨脹土邊坡防護其他措施介紹第十章 改良膨脹土路基沉降及其變形特性的觀測分析第一節(jié) 改良膨脹土路基沉降變形觀測一、沉降觀測斷面設置二、沉降設備的埋設三、沉降觀測周期與要求四、改良膨脹土路基的地基沉降五、改良膨脹土路基結(jié)構(gòu)壓縮變形與路基面沉降六、改良膨脹土路基工后沉降預測第二節(jié) 改良膨脹土路基過渡段沉降變形一、觀測斷面二、測點布置與觀測周期三、過渡段地基沉降四、過渡段級配碎石核心體壓密變形五、過渡段路基面沉降及工后沉降預測第三節(jié) 改良膨脹土路基實測沉降與理論計算結(jié)果的對比分析一、勘察取樣二、理論計算方法三、理論計算與實測結(jié)果對比分析參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章　膨脹土概述　　土的工程性質(zhì)與其地質(zhì)構(gòu)造及其形成過程中的自然地理環(huán)境、歷史條件等有著密切的關系。我國地域遼闊，地質(zhì)構(gòu)造復雜，在各種自然地理環(huán)境和歷史條件下，形成了具有各種特殊性質(zhì)并存在明顯區(qū)域性分布特征的土壤類別，膨脹土就是其中的一種?！　∨蛎浲恋姆植挤秶軓V，世界上有40多個國家存在膨脹土。目前，我國已在20個省、市、自治區(qū)境內(nèi)發(fā)現(xiàn)了膨脹土，而全國1／5～1／6的既有營業(yè)鐵路和相當一部分的新建鐵路在膨脹土地區(qū)通過。由于膨脹土具有吸水量大、高塑性、快速崩解性，以及劇烈的膨脹性與收縮性等特性，若不對其進行科學的處理，則會給鐵路新線建設和既有線運營造成極其嚴重的不良后果?！　榱私o掌握新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基施工技術提供必要的基礎知識，本章將從膨脹土的基本概念入手，分別闡述膨脹土的定義、礦物成分和工程性質(zhì)，并簡要介紹它的成因條件與地理分布?！　〉谝还?jié) 膨脹士定義、礦物成分和工程性質(zhì)　　在新建時速200公里鐵路改良膨脹土路基施工中，正確掌握膨脹土的定義、礦物成分和工程性質(zhì)，對于判別鐵路施工沿線膨脹土源及其分布，合理選擇路基填料的改良方案和填筑、壓實施工技術方案，具有十分重要的實用價值。　　一、膨脹土定義　　由于認識角度的差異，過去人們在膨脹土的命名上存在著諸多不同的稱謂。如：國內(nèi)外從膨脹土某一特性角度命名的有裂隙黏土、膨脹黏土、脹縮土、干縮土及超固結(jié)黏土等；以某一典型地區(qū)命名的有成都黏土、合肥黏土、倫敦黏土、渥太華黏土等。隨著對膨脹土特性的全面了解，目前已逐漸趨向于統(tǒng)一稱謂——膨脹土。　?。ㄒ唬┒x　　膨脹土是新生代第三紀至第四紀晚更新世期間生成的黏性土，其黏土顆粒的含量很多，黏粒中又有大量親水性礦物成分，故干縮與濕脹十分強烈；而且，同時因其成形原因，還具有超固結(jié)性和多裂隙性。 　　……

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