客运专线路基施工与质量检测技术 178页

客运专线路基施工与质量检测技术2012/12/281n一、《京沪高速铁路设计暂行规定》路基部分修编情况主二、高速铁路的软土地基问题三、高速铁路路基质量控制要点要四、高速铁路路基质量检测技术内容http://www.zlaqw.com/n一、《京沪高速铁路设计暂行规定》路基部分修编情况http://www.zlaqw.com/n由于我国以往的铁路工程对路基的重视程度不够，使得近年来铁路路基出现的质量问题越来越明显，发生了许多安全事故，造成了严重的经济损失。2012/12/284http://www.zlaqw.com/n随着秦沈客运专线的建设，人们对路基的研究和重视程度也在逐步提高，现在，路基在铁路工程中已明确被作为“土工结构物”来看待，路基工程的地位已得到明显提高。2012/12/285http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定》2003-01-27发布、2003-02-01实施（铁建设[2003]13号）。按铁路跨越式发展的要求，有针对性地吸收了国际咨询意见，进行了修订，目前，修订版于2004年底已由部批准颁布。高速铁路、客运专线参照此《规定》执行。2012/12/286http://www.zlaqw.com/n路基主要修改内容(1)对路基面上电缆槽、接触网杆柱的布置进行了修改；2012/12/287http://www.zlaqw.com/n13.80.50.51.41.21.35.01.31.21.43.13.113.80.50.51.41.21.35.01.31.21.43.13.11～2m1～2m6.00.40.42012/12/288http://www.zlaqw.com/n路基主要修改内容(2)对路基基床表层和过渡段填料补充了Evd检测标准；2012/12/289http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定级配碎石基床表层的压实标准压实标准厚度填料备注（m）地基系数K动态变形模量E30vd孔隙率n（MPa/m）（MPa）级配碎石0.6—0.65≥190≥55＜18%路堤2012/12/2810http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定级配砂砾石基床表层的压实标准压实标准填料厚度（m）地基系数K动态变形模量E30vd孔隙率n（MPa/m）（MPa）级配砂砾石0.6—0.65≥190≥55＜18%注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。2012/12/2811http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定过渡段级配碎石填筑标准：K30≥150MPa/mEvd≥50MPan＜28%2012/12/2812http://www.zlaqw.com/n路基主要修改内容(3)路基基床表层增设了沥青混凝土，以加强防水和防冻；2012/12/2813http://www.zlaqw.com/n基床表层应考虑防排水层。路基基床由表层和底层组成,表层厚度应为0.7m，底层厚度应为2.3m，总厚度为3.0m。其中，基床表层由5～10cm厚的沥青混凝土和65～60cm厚的级配碎石或级配砂砾石组成。2012/12/2814http://www.zlaqw.com/n路基主要修改内容(4)规定高速铁路路基应优先选用A、B组填料和C组块石、碎石、砾石类填料，当选用C组细粒土填料时，应根据土源性质进行改良；2012/12/2815http://www.zlaqw.com/n路基主要修改内容(5)路桥、路涵过渡段采用纵向正梯形断面形式，取消加筋土过渡段的结构形式，补充了所有路涵均需设置过渡段的规定，并按节单独编制；2012/12/2816http://www.zlaqw.com/n基床表层3～5m基床底层(级配碎石)1:2路堤下部过渡段道床基床表层2m基床底层1:2级配碎石路堤下部2012/12/2817http://www.zlaqw.com/n地面线路堑基床表层2m1:2基床底层级配碎石台阶路堤2012/12/2818http://www.zlaqw.com/n路基主要修改内容(6)对路基工后沉降控制标准及其地基条件结合国际咨询意见进行了修改。2012/12/2819http://www.zlaqw.com/n路基工后沉降标准现标准原标准秦沈线一般地段51015(cm)过渡段3510(cm)沉降速率235(cm/年)2012/12/2820http://www.zlaqw.com/n对于设计时速350km的高速铁路，其路基工程更是高标准、高要求，因此，设计、施工和质量保证方面等问题将更加突出，尤其软土地基条件下的路基设计与施工将是建设高速铁路必须解决的关键技术问题。2012/12/2821http://www.zlaqw.com/n二、高速铁路的软土地基问题http://www.zlaqw.com/n主要内容(一)软土地基的基本特点(二)高速铁路路基的特点(三)高速铁路软土路基的问题与控制要点(四)采取的主要工程措施(五)昆山“软土地基路桥设计参数试验项目”(六)常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法2012/12/2823http://www.zlaqw.com/n（一）、软土地基的基本特点2012/12/2824http://www.zlaqw.com/n（一）、软土地基的基本特点1、具有高含水量、大孔隙、低密度、低强度、高压缩性、低透水性、中等灵敏度的特点。这种土类属高至中压缩性，压缩量大，排水固结缓慢，地基稳定性差。2012/12/2825http://www.zlaqw.com/n（一）、软土地基的基本特点2、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：①其力学结构特性与应力水平有密切关系，应力水平较低时土的压缩性较低，应力水平较高时结构性受到破坏，压缩性较高，二者可以相差3～4倍，甚至更高；2012/12/2826http://www.zlaqw.com/n（一）、软土地基的基本特点2、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：②结构性是不可逆的，一旦被破坏很难恢复，从而加大了土的压缩量；2012/12/2827http://www.zlaqw.com/n（一）、软土地基的基本特点2、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：③具有结构性的土类，应力——应变关系将具有一定的剪胀性。在此类地基上做工程，施工程序的不当会给工程质量带来不利的影响，甚至造成工程失事。2012/12/2828http://www.zlaqw.com/n（一）、软土地基的基本特点3、大部分地区在地表处由于风化、淋洗作用而存在硬壳层，该土层具有中等或低的压缩性，较高的强度。如在工程上合理的利用此土层，可望降低总的沉降量。2012/12/2829http://www.zlaqw.com/n（二）、高速铁路路基的特点2012/12/2830http://www.zlaqw.com/n（二）、高速铁路路基的特点1、控制路基变形2、路基刚度的均匀性3、在列车运行及自然条件下的稳定性2012/12/2831http://www.zlaqw.com/n1、控制路基变形高速铁路对轨道的平顺性提出了更高的要求，而路基是铁路线路工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，它也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节，路基几何尺寸的不平顺，自然会引起轨道的几何不平顺。2012/12/2832http://www.zlaqw.com/n1、控制路基变形因此，高速铁路路基除应具备一般铁路路基的基本性能之外，还需要满足高速铁路轨道对基础提出的性能要求。不仅要求静态平顺，而且还要求动态条件下平顺。2012/12/2833http://www.zlaqw.com/n1、控制路基变形一般铁路路基是以强度控制设计，而对于高速铁路，变形控制是路基工程设计的主要控制因素。因为在强度破坏前，可能已出现了不容许的过大变形。2012/12/2834http://www.zlaqw.com/n2、路基刚度的均匀性列车速度越高，要求路基的刚度越大，弹性变形越小。但刚度过大也会使列车振动加大，也不能平稳运行。路基刚度的不平顺则会给轨道造成动态不平顺，所以，要求路基在线路纵向做到刚度均匀、变化缓慢，不允许刚度突变。2012/12/2835http://www.zlaqw.com/n3、在列车运行及自然条件下的稳定性列车运营时路基不仅承受轨道结构和附属构筑物的静荷载，还要承受列车荷载的长期反复作用。同时，由于路基直接暴露在自然条件下，需要抵抗气温变化、雨雪作用、地震破坏等不良因素的影响。2012/12/2836http://www.zlaqw.com/n3、在列车运行及自然条件下的稳定性路基工程必须在这些条件的长期作用下，其强度不会降低、弹性不会改变、变形不会加大。真正做到长寿命，少维修。只有这样，才能高速行车，减少维修费用，并增加运行的安全性。2012/12/2837http://www.zlaqw.com/n（二）、高速铁路路基的特点以上的几点要求，目前的普通铁路路基是不能满足的，而高速铁路必须在路基结构、路基材料及路基施工工艺等方面采取一系列与普通路基不同的技术标准才能实现。具体表现在有一个强度高、刚度大的路基基床，沉降很小或没有沉降的地基以及沿线路方向平缓变化的刚度等三个方面。2012/12/2838http://www.zlaqw.com/n（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点2012/12/2839http://www.zlaqw.com/n（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点软土地基由于地基土层强度低、压缩性大、渗透系数小等特性，在其上修筑路基时，地基沉降问题突出，过大的沉降量影响轨道的稳定和平顺，而且持续时间较长，因此，在这种地基上修建路基，应将其工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内，使其不影响列车高速、舒适、安全运行。2012/12/2840http://www.zlaqw.com/n（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点1、《京沪高速铁路设计暂行规定》要求路基工后沉降量不应大于5cm，年沉降速率应小于2cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm。工后沉降不能满足要求时，应采取地基加固处理等措施。2012/12/2841http://www.zlaqw.com/n（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点2、软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载作用时不应小于1.15。2012/12/2842http://www.zlaqw.com/n（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点3、软土及松软土地基上填筑路堤时，应于边坡坡脚外设置边桩进行水平位移观测，于路堤基底地面设置沉降观测设备进行沉降观测。在路堤填筑过程中，必须控制填土速率。控制标准应为：路堤中心地面沉降速率≤1.0cm/每昼夜，坡脚水平位移速率≤0.5cm/每昼夜。2012/12/2843http://www.zlaqw.com/n（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点4、应根据沉降观测情况进行综合分析，开展动态设计，以推算地基的最终沉降量，并应及时调整设计使地基处理达到预定的控制要求，同时应作为验交时控制工后沉降量的依据。2012/12/2844http://www.zlaqw.com/n（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点5、软土及松软土地基地段应结合工程实际，选择代表性地段提前修筑实验路堤，以检验设计、指导施工。2012/12/2845http://www.zlaqw.com/n（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点6、对沉降控制较困难的软土和松软土地段路基，应做好施工组织设计，提前安排施工预压，保证必要的预压期。2012/12/2846http://www.zlaqw.com/n（四）、采取的主要工程措施2012/12/2847http://www.zlaqw.com/n（四）、采取的主要工程措施1、路基面两侧各加宽0.1m；路堤两侧设1.0m高、1.0～2.0m宽的护道，护道以下边坡为1：1.75，护道及护道边坡采用干砌片石护坡防护。2012/12/2848http://www.zlaqw.com/n（四）、采取的主要工程措施2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤加固，当地表有薄层硬壳时，可挖除硬壳进行片石挤淤。对具有弃土条件和渗水土有来源的地段，可挖除换填渗水土；当片石料缺乏时，可采用深层搅拌桩复合地基加固，最小桩长不小于4m或嵌入硬底不小于1.0m。2012/12/2849http://www.zlaqw.com/n（四）、采取的主要工程措施3、对于软土或松软土埋藏较深、厚度较大的地基，一般采用水泥搅拌桩、旋喷桩、混凝土预制管桩、CFG桩网等进行处理，桩顶铺设碎石垫层并铺设一层强度不小于40kN/m土工格栅。加固深度原则上穿透软土层。2012/12/2850http://www.zlaqw.com/n（四）、采取的主要工程措施4、过渡段地基根据地质条件和沉降计算情况，地基处理措施适当加强，一般采用水泥搅拌桩、CFG桩或旋喷桩加固，适当提高置换率或桩长。2012/12/2851http://www.zlaqw.com/n（四）、采取的主要工程措施5、每个工点设置观测断面，埋设观测仪标，对地基水平位移和垂直位移进行监测，根据监测结果，进行动态设计，指导施工。2012/12/2852http://www.zlaqw.com/n（五）、昆山“软土地基路桥设计参数试验项目”2012/12/2853http://www.zlaqw.com/n京沪高速铁路全线路基长度506.187km•软土路堤11.8km/56处（含昆山试验段工点0.83km）•松软土路堤172.6km/396处2012/12/2854http://www.zlaqw.com/n软土路堤分布•杨村及天津地区；•天津至济南段；•京杭运河两侧黄淮冲积平原；•滁州境内的瓦屋中桥至叶纪棵特大桥之间；•徐家洼大桥前后；•滁河特大桥前后；•长江二级阶地坳沟与丘间谷地；•南京至丹阳间长江及支流一级阶地坳谷区；•丹阳至上海长江三角洲平原区。2012/12/2855http://www.zlaqw.com/n松软土路堤分布•廊坊至济南段；•徐州至栏杆间黄淮冲积平原；•蚌埠至丹阳间的淮河与长江二级阶地坳沟区；•丹阳至上海长江三角洲平原区。2012/12/2856http://www.zlaqw.com/n（五）、昆山“软土地基路桥设计参数试验项目”1、复合地基法采用了浆喷桩、粉喷桩。2、排水固结法采用了塑料排水板真空联合堆载预压、塑料排水板超载预压、砂桩等载预压、砂桩超载预压。2012/12/2857http://www.zlaqw.com/n试验段设计方案超载预压浆喷桩粉喷桩真空预压砂桩2、0+276.51～+708.255,长度432.04米，排水固结法处理地基，分真空联合堆载预压、超载预压两种。其中，3、0+708.255～+833.95，长度124.7050+276.51米，～+515砂桩预为真1、0+38.4～0+276.51，长度238.11米，搅拌桩复合地空联合堆载预压地基压地基，桩长15，～0+51525.5m～，桩径+708.2550.4m为超载预压地基，间距2m，梅花。塑料排基，桩长14～18m，桩径0.5m，水泥掺入比15%。水板长度形布置。7～18m，真空预压地基塑料排水板间距1.2m；超载预压地基塑料排水板间距1.2、1.8m两种，超载高度分1.2m、1.8m。2012/12/2858http://www.zlaqw.com/n砂桩2012/12/2859http://www.zlaqw.com/n塑料排水板2012/12/2860http://www.zlaqw.com/n真空预压法2012/12/2861http://www.zlaqw.com/n搅拌桩2012/12/2862http://www.zlaqw.com/n（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法2012/12/2863http://www.zlaqw.com/n（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法1、水泥搅拌桩（浆喷桩、粉喷桩）可采用PH-5B、PH-5D、GPP-5B型搅拌桩机械施工。桩体质量检验可选用钻探取芯检验法与载荷试验检验方法相结合。2012/12/2864http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究全景PH-5B型GPP-5B型PH-5D型2012/12/2865http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究储浆桶输灰罐2012/12/28PJ-4型记录仪66http://www.zlaqw.com/n固结试养护箱验剪无侧限试验切试验2012/12/2867http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究钻探取芯上图为芯样左图为钻探取芯2012/12/2868http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究静力触探静力触探油压系统自动记录仪2012/12/2869http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究轻便动力触探轻便动力触探试验轻便动力触探记录2012/12/2870http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究标准贯入试验击数（击）00510152025-2-4-6-8深度（m）-10-12-14浆喷桩标贯击数(7d)浆喷桩标贯击数(28d)-16粉喷桩标贯击数(7d)粉喷桩标贯击数(28d)标准贯入击数与深度龄期关系曲线图2012/12/2871http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究足尺开挖检测足尺开挖可直观反映桩体成桩质量，但对路基土体及相邻桩的破坏影响太大，同时检验深度一般局限于地表以下4m。不可单独应用于搅拌桩的检验。2012/12/2872http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究低应变检测低应变检测主要应用于刚性桩质量检验，从本工点检验结果分析存在较大的偏差，且约有一半的桩检测不到桩底反射。不宜用于搅拌桩质量检验。2012/12/2873http://www.zlaqw.com/n搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究载荷试验载荷试验1载荷试验22012/12/2874http://www.zlaqw.com/n（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法2、塑料排水板的施工可采用静压式或振动式塑料排水板打设机械。塑料排水板深度检测主要是通过查看塑料排水板上的长度刻度线来控制。2012/12/2875http://www.zlaqw.com/n塑料排水板施工工艺及质量检验方法研究机械选型振动式插塑板机静压式插塑板机2012/12/2876http://www.zlaqw.com/n（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法3、真空预压法的主要由密封系统和抽真空系统组成。其中，密封系统采用二布二膜，抽真空系统由射流真空泵、真空主管和支滤管构成。膜下真空度通过埋设真空度测头进行观测。2012/12/2877http://www.zlaqw.com/n真空预压法施工工艺及质量检验方法研究施工工艺真空计真空管路密封沟密封膜2012/12/2878http://www.zlaqw.com/n真空预压法施工工艺及质量检验方法研究施工工艺射流泵沉降缝裂缝2012/12/2879http://www.zlaqw.com/n（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法4、砂桩通常采用振动重复拔压式和双管（芯管密实）冲击式两种施工机械。砂桩检测包括桩体深度、连续性及密实度等，采用钻探结合标准贯入检测、静力触探检测及载荷试验方法。2012/12/2880http://www.zlaqw.com/n砂桩施工工艺及质量检验方法研究机械选型冲击锤振动式砂桩机冲击式砂桩机2012/12/2881http://www.zlaqw.com/n砂桩施工工艺及质量检验方法研究施工工艺流程砂桩灌砂成桩桩头2012/12/2882http://www.zlaqw.com/n砂桩施工工艺及质量检验方法研究检验方法静力触探标准贯入复合地基载荷试验单桩载荷试验2012/12/2883http://www.zlaqw.com/n三、高速铁路路基质量控制要点http://www.zlaqw.com/n随着9条客运专线的立项，新一轮的高标准铁路工程建设将于2005年初拉开帷幕。按着铁路跨越式发展的思路，9条客运专线的线下工程都将以设计时速350km/h的高速铁路标准建设，并且将大量采用无碴轨道的结构形式，因此，这给我国铁路的设计和施工带来了新的课题。2012/12/2885http://www.zlaqw.com/n在国际上，无碴轨道技术用于高速铁路中比较有经验的是德国和日本，因此，我国可借鉴的无碴轨道结构形式也主要来源于这两个国家。2012/12/2886http://www.zlaqw.com/n对于桥上采用无碴轨道，无论是日本还是德国技术上都是比较成熟的，但是，由于日本在路基上修建的无碴轨道很少，而德国在路基上修建的无碴轨道比较多，所以，对于路基上采用无碴轨道，德国的经验明显的更丰富一些。2012/12/2887http://www.zlaqw.com/n板式轨道系统-博格（Bögl）2012/12/2888http://www.zlaqw.com/n无碴轨道系统-Rheda柏林2012/12/2889http://www.zlaqw.com/n无碴轨道系统-Rheda20002012/12/2890http://www.zlaqw.com/n要实现全线采用无碴轨道的目标，对高速铁路路基就提出了更高的要求，因此，高速铁路路基必须加强以下几个方面的质量控制：2012/12/2891http://www.zlaqw.com/n设计质量无碴轨道设计对路基的要求——以路基顶面为界，上部对下部提出要求，下部必须满足上部的要求，要求的标准（指标）要上下一致。2012/12/2892http://www.zlaqw.com/n德国铁路300km/h高速客运专线Ril836.0501无碴轨道路堤结构设计横断面图http://www.zlaqw.com/n我国高速铁路路基标准的建立借鉴日本的标准比较多，特别是路基压实标准采用的力学指标是地基系数K30。但德国、法国等国家从来不采用K30，而是采用静态二次变形模量Ev2和动态变形模量Evd压实标准。因此，路基上若采用德国的无碴轨道结构形式，路基压实标准也必须相应地采用德国的标准——Ev2和Evd。2012/12/2894http://www.zlaqw.com/n施工质量地基处理的质量控制——要细化到施工工序及施工过程中的控制；2012/12/2895http://www.zlaqw.com/n施工质量路基填料的质量控制——要严格控制填料最大粒径与级配；2012/12/2896http://www.zlaqw.com/n施工质量路堤填筑过程的质量控制——要严格控制填筑工艺（碾压机具、分层厚度、碾压遍数、含水量等具体要求）、检测频次及数量；2012/12/2897http://www.zlaqw.com/n施工质量路桥、路涵等各类过渡段的质量控制——施工工艺、机具设备、填料质量、沉降观测、检测频次与数量；2012/12/2898http://www.zlaqw.com/n施工质量工后沉降的观测与控制——加强施工过程中的沉降观测（观测断面的布置、观测精度与频次的要求），指导施工与设计；2012/12/2899http://www.zlaqw.com/n施工质量路基附属物：综合地线、电缆沟槽、接触网立柱基础、声屏障基础等部分的路基质量控制——要细化到施工工序及施工过程中的控制，增加电缆沟槽下面路基的检测频次与数量。2012/12/28100http://www.zlaqw.com/n验收标准根据国际咨询结果，无碴轨道路基的质量检测频次和数量是有碴轨道的2倍，因此，必须强化质量检测。2012/12/28101http://www.zlaqw.com/n四、高速铁路路基质量检测技术http://www.zlaqw.com/n主要内容（一）高速铁路路基质量检测必要性（二）高速铁路路基质量检测参数与检测方法•压实系数K•孔隙率n•地基系数K30•动态变形模量Evd•静态二次变形模量Ev22012/12/28103http://www.zlaqw.com/n（一）高速铁路路基质量检测必要性2012/12/28104http://www.zlaqw.com/n一方面可以评价路基施工过程中或竣工后路基的质量，检验路基是否达到了设计要求，验证路基是否具有足够的强度能够承受列车动荷载的作用，同时又具备保证列车安全、舒适运行的合理刚度；2012/12/28105http://www.zlaqw.com/n另一方面，可以了解施工过程的质量情况，控制施工进度，促进施工单位改进施工工艺，加强施工质量管理，保质保量地完成施工任务。2012/12/28106http://www.zlaqw.com/n（二）高速铁路路基质量检测参数与检测方法2012/12/28107http://www.zlaqw.com/n压实系数K•环刀法•灌水法•灌砂法•气囊法•核子湿度密度仪《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）2012/12/28108http://www.zlaqw.com/n孔隙率n•灌水法•灌砂法•气囊法《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）2012/12/28109http://www.zlaqw.com/n地基系数K30•K30平板载荷试验《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）2012/12/28110http://www.zlaqw.com/n地基系数K30是日本和我国在铁路路基检测中常用的方法，是采用单循环荷载试验。用单位面积压力除以承压板相应的下沉量表示的（MPa/m），计算时选用的沉降量为0.125cm。2012/12/28111http://www.zlaqw.com/n《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）标志着动态变形模量术语Evd符号正式在我国铁路规范中采用2012/12/28112http://www.zlaqw.com/n动态变形模量Evd•Evd动态平板载荷试验《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004）2012/12/28113http://www.zlaqw.com/n中国铁路路基的相关标准规范1、《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）•适用于所有铁路路基工程。•Evd试验规程。2012/12/28114http://www.zlaqw.com/n中国铁路路基的相关标准规范2、《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》（2004-12-30实施）•适用于客运专线及高速铁路路基工程。•规定了Evd的设计值。如下：2012/12/28115http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定级配碎石基床表层的压实标准压实标准厚度填料备注（m）地基系数K动态变形模量E30vd孔隙率n（MPa/m）（MPa）级配碎石0.6—0.65≥190≥55＜18%路堤2012/12/28116http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定级配砂砾石基床表层的压实标准压实标准填料厚度（m）地基系数K动态变形模量E30vd孔隙率n（MPa/m）（MPa）级配砂砾石0.6—0.65≥190≥55＜18%注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。2012/12/28117http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定过渡段级配碎石填筑标准：K30≥150MPa/mEvd≥50MPan＜28%2012/12/28118http://www.zlaqw.com/n动态变形模量E的定义vd动态变形模量E（英文：dynamicmodulusofvddeformation）是指土体在一定大小的竖向冲击力F和冲s击时间t作用下抵抗变形能力的参数。s它由平板压力公式E=1.5×r×σ/s计算得出，vd其中：E——动态变形模量（MPa）；vdr——圆形刚性荷载板的半径（mm）；σ——荷载板下的最大冲击动应力，它是通过在刚性基础上，由最大冲击力F=7.07KN且冲击时间t=18msss时标定得到的，即σ=0.1MPa；s——实测荷载板下沉幅值（mm）；1.5——荷载板形状影响系数。实测结果采用公式E=22.5/s计算。vdhttp://www.zlaqw.com/nEvd动态变形模量测试仪基本原理落锤利用落锤从一定高度自由下落在阻尼装置上，产生的瞬间冲击荷载，通过阻尼装置及传力系统传递给直径300mm的承载板，在承载板阻尼装置下面（即测试面）产生的动应力，使承载板发生沉陷s—即承载板振路基面传感器动的振幅，由沉陷测定仪采集记录承载板下来。沉陷值s越大，则被测点的承载力越小；反之，越大。http://www.zlaqw.com/n国外Evd发展情况•动态变形模量Evd是德国九十年代开始采用的新型路基压实质量标准，从研究开发至今已有近二十年的历史。•动态变形模量Evd标准首先应用于道路建设、路面垫层、管道和电缆沟槽、渠道、基础回填等工程。•1997年2月德国颁布执行的《德国铁路建设轻型落锤仪使用规定》（NGT39）标志着动态变形模量Evd标准开始在铁路工程中正式采用。2012/12/28121http://www.zlaqw.com/http://www.zlaqw.com/n国外Evd发展情况•动态变形模量Evd标准的最大特点是能够反映列车在高速运行时产生的动应力对路基的真实作用状况。•1999年12月20日颁布执行的德国铁路规范DS836.0501中，按路基结构形式、设计速度、填土种类、工程部位的不同，明确规定了各种情况下的动态变形模量Evd的设计标准值，其中，设计速度300km/h的高速铁路路基基床表层的Evd设计标准为50MPa。2012/12/28122http://www.zlaqw.com/n德国有碴轨道设计对路基面的要求Evd2012/12/28123http://www.zlaqw.com/n德国有碴轨道设计对路基面的要求Evd2012/12/28124http://www.zlaqw.com/n德国无碴轨道设计对路基面的要求Evd2012/12/28125http://www.zlaqw.com/n德国无碴轨道设计对路基面的要求Evd2012/12/28126http://www.zlaqw.com/n德国无碴轨道设计对路基面的要求Ev2、Evd2012/12/28127http://www.zlaqw.com/n国外Evd仪器情况国际上广泛采用的是德国HMP公司生产的LFG型Evd动态变形模量测试仪，亦称“轻型落锤仪”（LFG是“轻型落锤仪”的德文缩写），该仪器从开发应用至今己有20多年的历史，仪器的性能、质量、功能以及软件已相当完善，居国际领先地位。2012/12/28128http://www.zlaqw.com/n德国HMP公司研发的LFG型Evd动态变形模量测试仪20多年的发展历史http://www.zlaqw.com/nLFG-K型Evd测试仪在柏林Lehrter火车站前使用http://www.zlaqw.com/n2012/12/28131http://www.zlaqw.com/n国内Evd发展情况•1999年铁道部开始立项研究秦沈客运专线路基关键技术研究——施工质量监控测试仪器的研制•由于元器件的精度、制造工艺水平及标定手段所限，目前还没有符合标准的国产仪器。2012/12/28132http://www.zlaqw.com/nEvd检测设备德国HMP公司LFG系列Evd动态变形模量测试仪http://www.zlaqw.com/nLFG系列Evd测试仪在中国的应用2003年1月，中国铁道部昆山试验段“软土地基路桥设计参数试验项目”首次引进2台LFG系列Evd测试仪进行试验研究，为《铁路工程土工试验规程》和《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》的编写提供了依据。2012/12/28134http://www.zlaqw.com/n软土地基路桥设计参数试验项目昆山试验段——路基http://www.zlaqw.com/n软土地基路桥设计参数试验项目昆山试验段——涵洞路基过渡段http://www.zlaqw.com/nLFG系列Evd测试仪在中国的应用至今已有30多台LFG系列Evd测试仪在中国10多条铁路新线建设和提速改造中发挥着重要作用。2012/12/28137http://www.zlaqw.com/n•中铁三局集团有限公司中心试验室•中铁四局集团有限公司中心试验室德国•中铁四局集团有限公司浙赣线项目部中心试验室•中铁五局集团有限公司四处遂渝铁路工程指挥部HMP•中铁六局集团太原铁建有限公司中心试验室•中铁六局集团北京铁建有限公司中心试验室公司•中铁七局集团武汉公司中心试验室Evd•中铁八局集团有限公司检测中心•中铁十局集团济南铁路工程总公司检测中心产•中铁十二局集团有限公司二公司胶济项目经理部•中铁十二局集团有限公司三公司中心试验室品•中铁十四局集团有限公司工程试验检测中心•中铁十五局集团有限公司计试中心中•中铁十六局集团有限公司三处浙赣铁路项目经理部•中铁十七局集团有限公司京津客运专线指挥部国•中铁十八局集团有限公司遂渝铁路工程指挥部•中铁二十局集团有限公司一公司中心试验室用•中铁二十一局集团有限公司兰州计量测试中心户•中铁二十四局集团有限公司温福客运专线试验段项目经理部•齐齐哈尔铁路科研所名•铁道部工程质量监督总站武汉监督站•铁道部工程质量监督总站济南监督站录•杭州铁路分局铁路工程质量监督站2012/12/28•铁道第二勘察设计院工程测试中心138•铁道第三勘察设计院物探技术研究所http://www.zlaqw.com/n德国•昆山试验段软土地基路桥设计参数试验项目HMP•秦沈铁路客运专线•新长铁路公司•武九铁路Evd•郑徐铁路•宁启铁路中•滨洲铁路国•浙赣铁路•胶济铁路应•津浦铁路用•烟大铁路的•呼准铁路•宜万铁路工•大秦铁路程•遂渝铁路客运专线试验段•京津铁路客运专线试验段项•武广铁路客运专线试验段2012/12/28目•温福铁路客运专线试验段139http://www.zlaqw.com/nEvd在中国胶州—济南铁路的使用http://www.zlaqw.com/nLFG系列Evd测试仪在中国的应用目前，承担中国铁路客运专线试验段建设的施工单位大多具备LFG系列Evd测试仪。2012/12/28141http://www.zlaqw.com/nLFG系列Evd测试仪在中国的应用2005年5月，根据中国用户的需求，德国HMP公司与北京德纳米克科技有限公司联合研发的中文界面LFG—K型Evd测试仪已在中国投入使用。2012/12/28142http://www.zlaqw.com/nEvd动态变形模量测试仪主要结构组成•加载装置①挂（脱）钩装置(带水准泡)②导向杆③落锤④阻尼装置•荷载板①圆形钢板②传感器•沉陷测定仪(存储、与电脑连接)•打印机http://www.zlaqw.com/nEvd动态变形模量用途：测试仪监控检测土体承载力指标——动态变形模量Evd适用范围：铁路、公路、机场、城市交通、港口码头、工业与民用建筑的地基施工质量监控测试。http://www.zlaqw.com/nEvd动态变形模量测试仪特点•体积小、重量轻、便于携带•安装及拆卸方便、操作简便•自动化程度高、测试速度快•性能稳定、测试精度高•检测费用低•适应范围广•环保型，无核辐射、废气等污染•动载测试符合土体实际受力状况http://www.zlaqw.com/http://www.zlaqw.com/nEvd试验前的准备•平整测试面•放置荷载板•加载装置在荷载板上就位•用测量电缆将沉陷测定仪与荷载板连接•松开搬运锁nEvd试验步骤•打开沉陷测定仪电源•使导向杆保持垂直•进行三次预冲击•连续三次冲击测试•显示三次测试的沉陷值S1、S2、S3•显示三次平均沉陷值Sm和动态变形模量值Evd•储存并打印测试结果http://www.zlaqw.com/nEvd测试演示http://www.zlaqw.com/n2012/12/28149http://www.zlaqw.com/http://www.zlaqw.com/nEvd主要应用于以下两个方面：一、铁路新线建设、既有线提速改造建设依据《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）、《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003，J285-2004）将“Evd动态平板载荷试验”作为“K30平板载荷试验”的快速试验方法，根据Evd与K30的相关关系式，由Evd测试值推算出K30值。http://www.zlaqw.com/nEvd与K30的相关性试验结果(相关系数）现场室内•细粒土:0.9260.967•粗粒土:0.9130.926•碎石土:0.9150.946•级配碎石:0.9150.947http://www.zlaqw.com/nEvd与K30的相关关系式•细粒土:K30=3.45Evd+0.1•粗粒土:K30=3.33Evd+6.09•碎石土:K30=3.10Evd+14.3•级配碎石:K30=3.49Evd+14.4摘自《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）http://www.zlaqw.com/nEvd主要应用于以下两个方面：二、高速客运专线铁路建设依据《京沪高速铁路设计暂行规定》《京沪高速铁路路基施工暂行规定》《京沪高速铁路路基工程施工质量验收暂行标准》可将通过“Evd动态平板载荷试验”取得的动态变形模量Evd值直接用于评判路基的压实质量。http://www.zlaqw.com/n2004立项、2005开工9条客运专线铁路工程武广、郑西、石太京津、合宁、合武温福、福厦、甬温规定Evd作为基床表层和过渡段的压实标准http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定级配碎石基床表层的压实标准压实标准厚度填料备注（m）地基系数K动态变形模量E30vd孔隙率n（MPa/m）（MPa）级配碎石0.6—0.65≥190≥55＜18%路堤2012/12/28155http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定级配砂砾石基床表层的压实标准压实标准填料厚度（m）地基系数K动态变形模量E30vd孔隙率n（MPa/m）（MPa）级配砂砾石0.6—0.65≥190≥55＜18%注：基床表层的K30、Evd、n三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。2012/12/28156http://www.zlaqw.com/n《京沪高速铁路设计暂行规定（上、下）》Evd的相关规定过渡段级配碎石填筑标准：K30≥150MPa/mEvd≥50MPan＜28%2012/12/28157http://www.zlaqw.com/nEvd在既有铁路提速改建中的应用特点胶济线、郑徐线、武九线、浙赣线的应用表明：•时间优势——检测速度快既有线在不间断运营的情况下，行车密度大，K30检测一点需要30—60分钟，而Evd只需要2—3分钟。•仪器优势——小型、便携既有线道碴已存在，检测Evd只需扒开直径30cm的面积即可，而K30基准杆还需要较大的地方、加载装置也需要较大的空间。•经济优势——检测费用低Evd检测中不需要额外的大吨位加载装置，避免了台班费用，操作只需一个人即可，减少了人工费用。•安全优势——易于快速撤离既有线在不间断运营的情况下，行车密度大，Evd仪器重量轻，一个人就可以提起并快速撤离。http://www.zlaqw.com/nLFG型Evd在我国铁路中的应用•既有线提速改建（胶济线、郑徐线、武九线、浙赣线、呼准线、滨洲线、津浦线、大秦线）•新建高速铁路（京沪高速昆山试验段）•新建客运专线（秦沈客运专线）•新建普速铁路（新长线、宁启线、渝怀线、宜万线、烟大线）http://www.zlaqw.com/n术语静态二次变形模量符号Ev22012/12/28160http://www.zlaqw.com/nEv2是德国、法国及欧洲一直沿用的、成熟的路基压实设计标准和检测技术，德国铁路路基标准DS836中无碴轨道和有碴轨道均采用Ev2和Evd设计标准。2012/12/28161http://www.zlaqw.com/n德国无碴轨道设计对路基面的要求Ev22012/12/28162http://www.zlaqw.com/n变形模量——Ev土体的变形模量Ev值是通过一次加载或重复加载测得的应力σ0—位移s曲线上0.3×σ0max和0.7×σ0max之间的位移割线斜率来确定的。其中，一次加载曲线上为静态一次变形模量——Ev1二次加载曲线上为静态二次变形模量——Ev22012/12/28163http://www.zlaqw.com/nEv=(1.5×r×△σ)/△s2012/12/28164http://www.zlaqw.com/n静态二次变形模量Ev2测试仪Ev2试验规程执行德国DIN18134标准2012/12/28165http://www.zlaqw.com/nDIN18134变形模量是基于一次加载和二次加载应力—位移曲线，通过二次多项式方程计算得到的。s=a+a·σ+a·σ201020σ——承载板下的平均标准应力，单位：MN/m²；0s——承载板的位移，单位：mm；a——二次多项式中的系数，单位：mm；0a——二次多项式中的系数，单位：mm/(MN/m2)；1a——二次多项式中的系数，单位：mm/(MN2/m4)。2式中的系数是把测试值按最小误差二乘法计算得到的。2012/12/28166http://www.zlaqw.com/nDIN18134变形模量Ev由下式计算：Ev=1.5×r×1/（a+a×σ）120max式中：Ev——变形模量，单位：MN/m²；r——承载板半径，单位：mm；σ——最大平均标准应力，单位：MN/m²。0max一次加载的变形模量值用Ev1表示，二次加载的变形模量值用Ev2表示。2012/12/28167http://www.zlaqw.com/nPDG系列Ev2静态二次变形模量测试仪仪器构成PDG-SD型PDG-K型2012/12/28168http://www.zlaqw.com/nPDG-K型Ev2测试仪在路基上的使用http://www.zlaqw.com/n2012/12/28170http://www.zlaqw.com/n我国Ev2的现状①无仪器设备②无检测规程③无设计标准④无设计经验2012/12/28171http://www.zlaqw.com/n为尽快解决我国客运专线路基上修建无碴轨道的关键技术问题，加紧引进、消化、吸收德国Ev2设计标准、仪器设备、试验规程是十分必要的。2012/12/28172http://www.zlaqw.com/nPDG系列Ev2测试仪在中国的应用Ev2进入中国随着2004年中国多条客运专线铁路的立项，2005年中国铁路迎来了客运专线建设的新高潮。据悉，客运专线的线下工程都将以设计速度350km/h的高速铁路标准建设，并且将大量采用无碴轨道的结构形式。路基上若采用德国的无碴轨道结构形式，路基压实标准也将相应地采用德国的标准。德国标准中不采用K30，而采用Ev2。2012/12/28173http://www.zlaqw.com/nPDG系列Ev2测试仪在中国的应用2005年3月，中铁15局集团引进PDG系列Ev2测试仪，用于客运专线路基质量控制研究。2012/12/28174http://www.zlaqw.com/nPDG系列Ev2测试仪在中国的应用2005年4月，承担中国铁路遂宁——重庆客运专线（遂渝线）试验段研究任务的中铁8局集团、中铁5局集团、中铁18局集团引进3台PDG系列Ev2测试仪，进行客运专线无碴轨道技术的研究，为中国客运专线无碴轨道的建设提供技术支持。2012/12/28175http://www.zlaqw.com/nPDG系列Ev2测试仪在中国的应用2005年6月，承担中国铁路北京——天津城际客运专线试验段任务的中铁17局集团公司同时引进LFG—K型Evd测试仪和PDG—K型Ev2测试仪，用以监控客运专线路基施工质量。2012/12/28176http://www.zlaqw.com/n有关Evd、Ev2技术问题可以登录www.bj-dnmk.com德国HMP公司中国代表处（北京）电话：010-83821914http://www.zlaqw.com/n感谢各位领导和专家的光临！2012/12/28178http://www.zlaqw.com/