铁路工程不同地质单元的研究

选择铁路通过的不同类型的地质单元和段落，针对工程可行性研究、初步设计、施工设计阶段，对拟定的不同分界高度下路基或桥梁通过形式，进行每公里技术经济指标比较后来确定路桥分界高度。具体做法是，在进行外业勘察之前，从铁路通过的不同类型地质单元中分别选取具有代表性的段落，作为路桥分界高度研究的范围，以便线路、地质、路基、桥梁等专业根据明确的研究范围，在勘察期间获取设计所需的资料。进行路桥技术经济比较是以路基、桥梁专业提交的不同地质单元类型条件下对应不同路桥分界高度的相关工程数量为基础，采用测算综合单价指标来计算确定路桥2种方式的每公里造价，每公里技术经济指标比较结果中路基指标与桥梁指标基本相当的情况所对应的路桥分界高度即为理论上合理的路桥分界高度。不同地质单元类型条件下理论上的路桥分界高度分析结果反馈给相关专业，经专业综合考虑后确定实际所选用的路桥分界高度。

2路桥分界高度的影响因素分析

在铁路建设工程中，线路工程不管采用路基还是桥梁，影响路基和桥梁工程技术经济指标的因素比较多，主要取决于轨面以下工程，包括用地数量、路基填土高度、地基处理深度及加固防护结构数量、桥梁墩高、承台体积、桩基础长度、梁部结构数量、铺轨及道床结构尺寸等。

2．1用地数量

路基用地分为路基永久性用地和取土场临时用地，且随路基填土高度的增加而增加;桥梁用地为永久性用地，用地数量不受桥梁高度的影响。

2．2路基填土高度及加固防护结构数量

路基填土高度应满足路基基床的填筑高度要求，路基本体填筑体积随路基填土高度的增加按拟定的放坡比例增加，路基加固防护结构数量也是这样，所发生的数量变化依据路基断面标准图计算获得。

2．3路基地基处理深度

路基地基处理深度总的来说要满足路基工后沉降的基本要求，不仅取决于路基填土高度和运行荷载，还取决于依据地质条件所选择的地基处理方式。

2．4桥梁墩高、承台体积、梁部结构数量

桥梁墩高、承台体积随桥梁高度的增加而增加，梁部结构类型如采用标准梁，其数量不受桥梁高度的影响。

2．5桥梁桩基础长度

桥梁桩基础长度总的来说要满足桥梁工后沉降的基本要求，不仅取决于桥梁高度和运行荷载，还取决于依据地质条件所选择的桩基础类型是否合理。桥梁桩基础长度随桥梁高度变化的线性规律不是特别强。2．6铺轨及道床结构尺寸路基、桥梁所涉及的铺轨及道床结构，每铺轨公里的数量是标准的，且路基、桥梁地段铺轨工程数量及费用也无差别，主要区别在于路基和桥梁地段的道床结构尺寸，因路基地段的道床厚度大于桥梁地段的道床厚度。通过以上定性分析可以看出，在采用桥梁通过地段，桥梁用地数量、梁部结构类型、铺轨及道床结构尺寸为标准的数量、结构及尺寸，不受路桥分界高度的影响;在采用路基通过地段，路基用地数量、填土高度和加固防护结构数量，以及桥梁墩高、承台体积受路桥分界高度的影响较为直观，呈现出规律性变化。而路基地基处理深度、桥梁桩基础长度需根据路桥分界高度依据地质条件所选择结构类型计算其工程数量，且不同的结构类型对应不同的结构数量，对工程造价的影响更为复杂，也是进行路桥分界高度技术经济条件比较的复杂性所在。也就是说，在路基、桥梁地段除铺轨工程数量及费用无差别外，其他方面都存在不同程度的差别。

3实例工程路桥分界高度技术经济条件比较

某铁路建设工程所经地区广泛存在着以下5种类型的地质单元。(1)河谷河滩阶地黄土、松软土地质单元;(2)湿陷性黄土地区地质单元;(3)膨胀土换填地质单元;(4)湿地软土、松软土地质单元;(5)中低山间上层粉质土下伏玄武岩大理岩沟谷区。对应以上5种地质单元，选取5个具有代表性的段落进行外业初测和勘察，通过初测和勘察，对5种地质单元采用路基形式和桥梁形式通过的分界高度、技术经济指标进行比较，如表1所示。由表1可以看出，如按指标基本相当的原则排列路桥分界高度，由小到大依次为:河谷河滩阶地黄土、松软土地质单元为5．0m，湿地软土、松软土地质单元为5．5m，湿陷性黄土地区地质单元为6．0m，中低山间上层粉质粘土下伏玄武岩大理岩沟谷区为6．0m，膨胀土换填地质单元为7．5m。设计取用路桥分界高度与理论路桥分界高度差异较小，在±0．5m以内，故某铁路工程不同地质单元路桥分界高度一般在6m左右，个别情况下可按7m控制。每公里造价指标受路桥分界高度影响的程度是不同的，分界高度每增减1m，每桥梁公里造价指标受路桥分界高度的影响较小，每路基公里造价指标受路桥分界高度的影响较大，其主要原因是，在路基公里造价指标构成中，地基加固处理措施费用约占50%以上，路基填高越高，该比例就越高，最高可接近80%;桥梁公里造价指标构成中，钻孔桩基础费用约占30%，所占比例变化幅度较小，明显低于路基地基加固处理措施费用。在表1的路桥技术经济比较的工程数量计算过程中，路基、桥梁通过方案分别结合不同的地质单元类型，选取了合适的基础处理结构形式。路基针对不同的地质单元类型及填土高度，在CFG桩、管桩、灰土桩、桩锤冲扩桩、碎石垫层、灰土垫层等结构形式的地基加固处理措施中进行了选择，结合每种加固措施的适用条件进行了设计，桥梁桩基础也根据不同情况对桩径比例进行了调整，使路桥技术经济比较的基础更加可靠，结果更具可信度。

4结束语

在铁路工程建设设计中，常常遇到同一地貌、地质单元，是采用路基通过?还是以桥代路通过?这要根据铁路要通过地段的地形、地貌、地质和环境条件等因素，视不同设计阶段，经方案比较后测定的路桥分界高度来确定。在方案研究阶段，限于设计深度，可根据经验视路基与桥梁的大致比例进行粗略的判断，但在可行性研究、初步设计、施工设计阶段，再这样进行判断，就缺少相关理论数据的支撑，更谈不到精确，同时会影响到工程投资。为此，本文选择不同类型的地貌、地质单元和段落，对影响路桥分界高度的因素进行了分析。并通过实例，对不同地貌、地质单元的路基、桥梁分界高度和技术经济指标进行了比较，通过分析和比较表明，在不同的地貌、地质单元，路桥分界高度是有差别的，地形、地质条件好，地基处理工程量少的地段可适当降低路桥分界高度，相反则应适当提高路桥分界高度。路桥分界高度每增减1m，每桥梁公里造价指标受路桥分界高度的影响较小，每路基公里造价指标受路桥分界高度的影响较大，一般情况下分界高度应控制在6m，个别情况下可按7m控制。