客運專線列控的工程接口與現場調試

徐海龍

摘要：目前主要鐵路干線的運輸能力日益緊張，甚至處于超負荷和限制運行工況，已無法滿足運輸質量的要求。國內多條客運專線的修建緩解了鐵路干線的運輸壓力，列控中心和信號系統的研究工作也逐步推進。文章以LKD2-H型列控中心為例，分析了車站列控中心的通信接口，論述了列控中心與車站計算機聯鎖系統，提出了車站列控中心的現場調試方法。

關鍵詞：客運專線；列控中心；系統接口；現場調試；鐵路干線；鐵路運輸 文獻標識碼：A

中圖分類號：U284 文章編號：1009-2374（2016）11-0081-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.041

吉布提鐵路位于非洲東部，線路起點端連接亞的斯亞貝巴/塞貝塔至吉布提鐵路Galile至Nagad段；終點端連接各港口裝卸線，與港口連通，形成自埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴至吉布提港口最重要的貨運出海通道。該項目的成敗關系到我們國家鐵路輸出的國際形象。

1 項目工程地質概述

1.1 工點設計概況

工點設計：設計范圍：DK415+800～DK416+500段，長700m。前接邊坡防護路堤，后接港前車場；設計類型：軟土（鹽漬土）地路處理路基；鐵路等級：參照中國國鐵Ⅲ級；正線數目：單線；設計行車速度：80km/h。

1.2 工點區地形地貌

工點所在地為海積平原，線路右側臨海，地勢平坦開闊，地面高程1～3m，為荒地。沿線植被不發育，交通便利。沿線植被稀少，生態脆弱，僅存在少量灌木。工點所在地區為海灘鹽漬土地區，為人工圍堰形成鹽漬土封閉區，表層有巖體結晶，呈白色。

1.3 氣象特征

吉布提共和國沿海屬熱帶沙漠氣候，月平均氣溫為25.1℃～34.2℃，蒸發量為95.9～300mm，年平均降水量為50～100mm，最多降水年份（1967）降水量為481mm，最少降水年份（1975）為24.5mm，降雨集中在11～12月和1～2月。

1.4 地質動參數區劃

全線按抗震設防烈度7度設防，地震動峰值加速度值取0.20g，地震特征周期取0.45s。

1.5 地層巖性

根據勘察資料及區域地質資料揭示，工點地層巖性相對簡單，線路經過區出露地層主要有第四系（Q4）沖洪積的軟土（鹽漬土）、粗砂。下覆基巖為第四系（Qb）期侵入的玄武巖。地層的分布、主要特征等分述如下：

表層為軟土（鹽漬土）（Q4），可溶鹽含量0.6%～1.5%，為氯鹽、亞氯鹽鹽漬土，弱～中鹽漬土，主要成分為粉土，黃褐色，潮濕，稍密，厚0.5～3m，其下為淤泥質黏土，灰黑色，含粉細砂、貝克及腐殖質，流塑～軟塑，最大厚可達11m，局部底部存在粉質黏土，黃褐色，硬塑，厚0～4.2m。下伏基巖為角礫巖（Ka）、玄武巖（Qb）。角礫巖，黃褐色，強風化，巖體破碎，膠結較差；玄武巖，青灰色，弱風化。DK415+800～DK416+070地表成堆狀堆積松散的建筑垃圾，厚0.5～1.5m。

地層巖土力學參數如下：（1）0：Q4ml人工填土（填筑土、雜填土、素填土等），Ⅰ、Ⅱ級；（2） 1-1：Q4al+pl淤泥質黏土、淤泥質黏土，流塑，σ0=40kPa，Ⅱ級；（3）2-3：Q4al+pl粉質黏土、黏土，硬塑，σ0=150kPa，Ⅱ級；（4）2：砂巖、角礫巖、泥質砂巖（Ka），強風化，σ0=300kPa，Ⅲ級；（5）3：玄武巖（Qb），弱風化，σ0=1000kPa，Ⅴ級；（6）1-1：Q4al+pl鹽漬土（粉土），為氯鹽弱鹽漬土，主要成分為粉土，潮濕，稍密，σ0=100kPa，Ⅱ級；第四系（Qb）期侵入的玄武巖分布于全線范圍。玄武巖，青灰色，表層風化后多呈灰褐色，黃褐色。地表多處出露玄武巖塊石。

具體各地層巖土設計參數參見表1。

1.6 水文地質特征

水文地質：無地表水，局部地段存在海水入侵，水深<1m；地下水為第四系孔隙潛水，埋深約1m。地表水、地下水對混凝土具有硫酸鹽、氯鹽侵蝕性，環境作用等級為H2、L2型。

2 工點地基處理方式對比分析

根據本段的地基情況，以及地基處理方式的適用性，基本上選用旋噴樁、攪拌樁、鉆孔樁、預應力管樁等地基處理方式。

2.1 旋噴樁

旋噴樁樁適用于處理承載力較低的（或高的）黏性土、粉土和已自重固結的素填土等地基。

由于場地土層較軟弱，強度較低，根據場地巖土工程地質條件及當地建筑經驗建議選用旋噴樁。

2.2 攪拌樁

當地基土的天然含水量小于30%（飽和黃土含水量小于25%）、大于70%時，由于不能保證水泥充分水化，故不宜采用干法，地下水的pH值小于4時也不宜采用干法（但摻入一定百分比的石灰，通常pH值就會大于12%）。

在黏粒含量不足的情況下（如飽和松散的砂土）可以添加粉煤灰。

當IP>25時，由于土太黏，易在攪拌頭葉片上形成泥團，無法完成水泥土的拌和，也不太適宜。

水泥固化劑一般適應于正常固結的淤泥與淤泥質土（避免產生負摩擦）、黏性土、粉土、素填土、（包括沖填土）飽和黃土、粉砂、中粗砂、礫砂（當加固粗粒土時，應查明有無明顯的地下水流，以防固化劑尚未硬結而遭地下水流沖失）。

2.3 鉆孔樁

適用條件：適用于黏性土、粉土、中密及以上的砂土。

不適用以下四類土：液化土、受大氣影響深度內的膨脹土、堅硬巖土層和流塑黏土層。

材料：鋼筋混凝土。

2.4 預應力管樁設計

隨著施工技術的發展和經驗積累，近些年管樁從沿海軟土地區向內陸非軟土地區蔓延，由低烈度區向高烈度區蔓延。同時也出現了不少工程事故，設計及施工應掌握其中原理并積累相關經驗以有利于該樁型的發展。

2.4.1 預制樁的優缺點。

預制樁的優點：（1）樁的單位面積承載力高，打入土層時使松軟土層擠密，從而使承載力提高；（2）樁身質量較易保證和檢查；（3）易于在水上施工；（4）樁身砼的密度大，抗腐蝕性強；（5）施工工效高，施工工序簡單。

預制樁的缺點：（1）單價較灌注樁高，預制樁需要配較多的鋼筋以抵抗搬運、起吊和捶擊時的應力；（2）施工噪音大，污染環境，不宜在城市中使用；（3）預制樁是擠土樁，群樁施工時將引起周圍地面的隆起，對周圍有影響；（4）受到起吊設備能力的限制，單節預制樁的長度不能過長，一般為十余米，長樁時需接樁。樁的接頭常形成樁身的薄弱環節。接樁后如不能保證全樁長的垂直度，則將降低樁的承載能力，甚至在打樁時造成斷樁；（5）不易穿透較厚的堅硬土層；（6）打入后樁長超過要求時，截樁較困難。

2.4.2 管樁計算采用下述公式及模型。

（1）樁承載力。以剛塑性體理論為基礎，假定不同的破壞滑動面，便可導得不同極限樁端阻力理論表達式，并可統一表示為如下形式：

此外，還有另外假定形式的樁端阻力極限平衡公式，例如考慮土的壓縮性計算端阻力的公式。

（2）沉降計算。如果群樁中所有樁具有相同的特征，可以采用疊加法利用相互作用系數求解群樁沉降。對于n根幾何尺寸相同的群樁。樁k的沉降 利用疊加法可表示為：

在下面兩種簡單情況下，可求得群樁沉降的解答：①各樁的荷載相同，相等于柔性承臺樁基的情況。例如支撐油罐結構的樁基。這時可利用 計算群樁中各樁的沉降及平均沉降，由此分析群樁的不均勻沉降；②各樁的沉降相同，相當于剛性承臺樁基的情況。例如高層建筑的樁基，這時可計算群樁的沉降量和各樁的荷載分布。

群樁分析的結果通常用下列兩種方法表示：

對于方形群樁且用剛性承臺連接的群樁基礎。POULOS給出了不同長徑比，不同樁間距和不同剛度情況下在樁數為4、9、16、25時的沉降比 。并且發現，當樁數大于16時， 與樁數的平方根近似的呈線性增長，可用下述公式計算：

3 工點地基處理措施選用

根據上節對比分析結論，該段地層主要為鹽漬土（粉土）、淤泥質土及粉質黏土地層，地層含水量較大，處于軟塑～流塑態，根據各種地基處理特性，旋噴樁適用于黏性土地層，攪拌樁適用于含水量小于30%地層，鉆孔樁適用于地層自穩性較好地層。因此本段選用預應力管樁，間距2m，樁徑選用0.4m，根據計算，滿足承載及沉降要求，能夠保證本工點安全。

4 施工注意事項

（1）涵洞兩側路堤迎水面“干砌片石+墁石基礎”防護設計范圍按涵洞軸線垂直線路時設計。當涵洞軸線與線路斜交時，路堤邊坡防護范圍為涵洞進水口兩側各不小于30m或至設防標高處，設防標高以下填筑A、B組滲水土填料為平行于涵洞軸線兩側寬各不小于30m或至設防標高處；（2）施工前及施工期間應采用適宜的方法和手段加強地質資料核對，并經相關單位確認后方可進行正式施工；（3）該段地下水具有化學侵蝕性，施工前應進一步驗證地下水的侵蝕性，工程用水應考慮水的侵蝕性對工程的影響，并符合相關施工規范要求；（4）施工前應做好系統排水工程，防止降水和地表水浸潤基床和路基本體。

根據上述分析，可以得出如下結論：（1）非洲地區工業落后，預應力管樁的生產與加工幾乎不可能，選用預應力管樁，必然會從國內進口，可以促進出口，同時推廣預應力管樁可以發展一大批產業鏈；（2）軟基處理，尤其在軟土（鹽漬土）地段，采用預應力管樁，可以排除其他方式成樁效果差的問題發生，同時采用高標號的預應力管樁，可以有效克服鹽漬土的侵蝕作用。

5 結語

隨著非洲工程建設項目的興起，各種復雜的軟基處理問題必然會不斷涌現。根據非洲地區的現狀，選用合適的地基處理方式顯得非常重要。因此在生產建設中，應根據非洲軟土的特征及設備現狀選用經濟、安全、適用的軟土基礎手段，從而在非洲工程項目投標及建設中產生巨大的經濟效應。

（責任編輯：王 波）