浅析高速铁路施工中新技术应用

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摘要: 随着我国经济的飞速发展，我国的铁路基础建设也在迅猛发展，其中高速铁路的发展更是日新月异，需要将更多的新型技术应用到其施工建设中去，才能实现高速铁路运输网络。本文将对在高速铁路施工过程中关于轨道结构、临时通信以及高性能材料等新技术应用进行了探讨分析，以促进我国高速铁路网络的快速发展。

关键字: 高速铁路、轨道结构、临时通信、高性能材料

Abstract: With the rapid development of China's economy, China's railway infrastructure is the rapid development, including the development of high-speed railway is changing, more new technologies need to be applied to its construction of the building, in order to achieve high-speed rail transport network. This paper will be on the track structure, temporary communication as well as high-performance materials, application of new technologies in the high-speed railway construction process discussed and analyzed in order to promote the rapid development of China's high-speed rail network.

Keywords: High-speed railway track structure, temporary communication, high-performance materials

中图分类号：F530.36文献标识码： A 文章编号：

引言

铁路交通具有大运力、低成本等优势，是国家重要基础设施和大众化的交通工具，在我国运输中占有重要的地位，但是尽管铁路部门采取强力措施，原有的普通铁路运输系统已经不能满足我国经济飞速发展的需求，且成为制约经济和社会可持续发展的瓶颈，因此，高速铁路迅速发展起来，并进入了一个迅猛发展的快速阶段。对于高速铁路施工（即建立便捷、通畅、高效、安全的铁路综合运输体系）而言，需要将更多的新型技术应用到其施工建设中去，才能实现高速铁路运输网络。其中，轨道结构、临时通信以及高性能材料等新技术应用与高速铁路施工息息相关，本文将对它们在高速铁路施工过程中的应用进行探讨分析，以促进我国高速铁路网络的快速发展。

高速铁路轨道结构施工新技术应用

1.1桩板结构技术优点

在国内外高速铁路建设中，无碴轨道结构以其高平顺性和少维修等优点得到了广泛的应用，其铺设范围已广泛涉及到桥梁、隧道、土质路基、道岔区等。我国初期曾采用支承块无碴轨道，随着我国高速铁路的研究和客运专线的建设，出现了长枕埋入式、弹性支承式以及桩板式等无碴轨道结构形式。其中由于桩板结构技术（桩板式）具有十分良好的承载特性和动力性能，同时还具有良好的经济性，使得其在对付质量等级要求较高且工期要求比较紧的难点路基地段（如工程条件相当复杂的低路堤和路堑地段）具有强大的优势，非常适合新建专线无碴轨道铁路。

1.2桩板结构施工

桩板结构路基的组成部分是下部的钢筋混凝土桩基以及上部的钢筋混凝土承载板，承载板与轨道结构连接，有效地结合了板式无碴轨道或双块式轨枕埋人式无碴轨道结构与桩基础各自特点，充分利用桩土、板土之间的共同作用，以满足对无碴轨道强度和沉降变形的要求。桩板结构路基流程图如图1所示。

图1 桩板结构路基流程图

为了保证桩板结构施工质量，应注意以下问题：（1）测量放样路堑中桩和边桩，横向的分台阶开挖并设置横向和纵向的排水坡；（2）测量表层下50厘米处的土层的含水量，利用晾晒或者洒水措施来达到最佳含水量的±2%以内；（3）灰土采用七天前消解的石灰和硫酸盐中含量小于0.8%的细粒黄土，应该尽量的达到最佳的含水量；（4）施工前应对地表采用强夯或冲击碾压处理；(5)在地表处理后完成路基填筑，然后铺设灰土垫层；（6）在钻孔桩施工时，严禁采用水钻而应采用人工挖孔和旋挖钻施工；（7）在施工前，应进行试桩以复核施工地质等实际情况；（8）钻孔时，应保持钻头匀速；（9）桩板结构的桩基扩大了路基动力影响范围，并且改善了路基土体受力状态；（10）对桩基桩身进行完整性检测之后，然后浇筑托梁下的混凝土垫层。

2. 高速铁路临时通信新技术应用

2.1卫星通信技术优点

高速铁路施工现场通常是在地广人稀的边远地区，且我国许多地区地质条件复杂，如四周环山等，因此，在高速铁路施工过程中，临时通信保障其施工生产顺利进行，进而确保有效地调度施工以及临管运营需求。通过布线的方式建立临时通信系统（如架空明线载波通信系统），将造成大量不必要的成本浪费，且只能一次性使用系统重复利用率几乎为零，并且布线难度相对较高，通信质量低劣，维护管理难度很大；另外通过短频对讲的无线通讯系统在远距离的山区实现的可能性几乎为零，若将在复杂的山区地形中实现该功能，将需要大量增加无线系统中继站的数量，且供电避雷成为攻关难点；还有中间站光接入网通讯系统不能保证放缆的实效性，也不能做到区段内任意点的有效接入；而卫星通信系统以其对距离的不敏感性，大容量、无缝隙、广覆盖、不受地理条件限制以及可重复使用等独特的不可比拟的优点，尤其适合于山区等地理条件恶劣地区的一些高速铁路的建设。

2.2卫星通信系统构建

铁路施工临时卫星通信系统（如图2所示）以IPSTAR-1宽带卫星系统提供的服务于各种多媒体内容、应用和业务的基于卫星的“最后英里”宽带Internet 业务，主要是在新建铁路的指挥中心、新建铁路沿线的各指挥部、各施工单位、各工程局机关、及其他新建项目管理部门等部门设置相应的地球站以及网络管理中心。应结合现场实际需求及建网造价等因素实现铁路施工现场对通信需求，如语音、视音频多媒体交互、数据传输和视讯会议等，因此，在铁路施工临时卫星通信系统设计过程中，应该对系统带宽、延时、可靠性、安全性进行充分的考虑，比如根据不同业务分配带宽以实现带宽的充分利用（如自动电话、数据传输所需的带宽较小，视音频多媒体交互、视讯会议所需带宽较大）；控制好通道延时时成功传送语音、视讯业务的关键（同步卫星与地面的距离和电磁波的传播速度决定了卫星通信传输时延较大）；根据天气变化自动调整星上的功率分配，同时自适应地调整卫星链路调制和纠错编码方式，以保证降雨时通信链路畅通（Ka和Ku波段卫星通信降雨衰耗大）；对信号进行信道分配以及采用不同的调制链路以防止被不法信号干扰等。

图2 铁路施工临时卫星通讯系统结构图

3. 高速铁路高性能材料新技术应用

3.1高性能混凝土质量控制

高速铁路施工工程是一项工程量浩大、投资消耗巨大，且关系到全社会利益的基础设施工程项目，其目标使用寿命应在100年。混凝土结构物作为高速铁路工程中的主要材料之一，其性能关系到高速铁路的性能。为了保证高速铁路工程建筑物的正常使用，并提高其使用年限，应根据铁路相关部门制定的铁路混凝土工程施工质量验收补充标准以及铁路混凝土工程施工技术指南等一系列工程技术标准，采用高性能混凝土施工技术。