【摘 要】
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我国已基本形成“八纵八横”高速铁路骨干网,目前正发展与骨干网快捷融合的城际与市域铁路网,不可避免地遇到大量新建高铁引入既有运营高铁的近接工程。既有路基帮宽是近接工程常见形式,如地基处理不当与填筑堆载过大会导致既有高铁路基水平位移与沉降变形,控制地基处理过程中的挤土效应、减小附加荷载及施工过程实时监控是控制既有高铁路基变形的有效手段。本文依托新建鲁南高铁近接既有京沪高铁工程,通过仿真分析、现场试验、
【基金项目】
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国家重点研发计划“高速铁路轨道-路基系统安全状态在线监测与评估技术研究”(2018YFE0207100); 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划“鲁南高铁引入既有京沪高铁技术研究”(2017G008-I);
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我国已基本形成“八纵八横”高速铁路骨干网,目前正发展与骨干网快捷融合的城际与市域铁路网,不可避免地遇到大量新建高铁引入既有运营高铁的近接工程。既有路基帮宽是近接工程常见形式,如地基处理不当与填筑堆载过大会导致既有高铁路基水平位移与沉降变形,控制地基处理过程中的挤土效应、减小附加荷载及施工过程实时监控是控制既有高铁路基变形的有效手段。本文依托新建鲁南高铁近接既有京沪高铁工程,通过仿真分析、现场试验、工程监测等方法,揭示了群桩挤土效应、邻近堆载填筑对既有高铁路基变形影响规律,提出了满足既有高铁变形控制要求的地基处理与减载填筑方案,研发了大温差自适应实时高精度变形监测系统,形成了既有高铁路基变形监测技术,保障了运营高速铁路的安全运营。研究成果可为类似近接工程方案设计、施工控制提供技术支撑。主要工作成果如下:(1)分析了京沪高铁曲阜东站地基工程地质条件,从地质特征、地基处理扰动、路基填筑堆载及施工安全控制等方面剖析了新建鲁南高铁近接既有京沪高铁的工程特征,提出控制地基处理过程挤土效应、减少路基填筑附加荷载及实时精准监控施工过程是近接工程面临的技术难题。(2)建立了单桩与群桩挤土效应仿真模型,分析了单桩挤土时桩周土的变形分布特征,揭示了群桩挤土效应对既有京沪高铁路基变形的影响规律,阐明了不同隔离桩方案对控制既有京沪高铁路基变形的有效性,提出了满足运营高铁路基变形控制要求的挤土桩与隔离桩组合的地基处理方案。(3)揭示了新建高铁上行联络线在桩网结构、桩板结构两种典型地基加固方式下,不同轻质土路基减载方案对既有京沪高铁路基变形的影响规律,提出了满足运营高铁路基变形控制要求的地基处理与减载填筑联合优化方案。(4)基于运营高铁运维维护要求和近接工程施工控制要求,研发了高精度路基沉降变形与水平位移实时监测系统,沉降变形监测系统精度达±0.2mm,水平位移监测系统精度达±1.0mm/30m,满足了运营高铁路基变形监测要求。构建了京沪高铁路基变形监测技术体系,揭示了既有京沪高铁路基变形发展分布规律,提出了近接工程既有高速铁路路基变形报警标准,动态评估了地基处理与路基填筑堆载过程对既有京沪高铁路基的影响,保障了既有京沪高铁的安全运营与鲁南高铁的顺利建设。
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