【導讀】鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù)

　　

【正文】 對試驗區(qū)段采集的數(shù)據(jù)進行匯總整理分析，得出以下結(jié)論： □ 級配碎石攤鋪 ( 1 ）采用攤鋪機進行基床表層上層攤鋪時分左右兩幅施工，攤鋪 厚度為 31 ~ 32cm ，碾壓后約為 25cm ，攤鋪速度為 1 .0 ~ / min 。為方便施工及防止水分散失造成兩幅縱向接合部位壓實不良，兩幅攤鋪前后距離以不超過 100m 為宜，并及時碾壓。 ( 2 ）用平地機和推土機進行基床表層攤鋪時分上下兩層鋪筑，下層虛鋪 39 ~41cm ，碾壓后約為 35 cm ，鋪筑兩側(cè)各超寬 30 cm ，碾壓成型后再挖掉；上層虛鋪 28 ~ 30 cm ，碾壓后約 25 cm ，鋪筑前先砌護肩，有利于控制路基面高程，靠護肩 30 cm 范圍，用沖擊夯實。 □ 碾壓速度與遍數(shù) ( 1 ）靜壓速度控制在 Ⅰ 檔，弱振碾壓速度控制在 Ⅱ 檔，激振速度控制在 Ⅲ 檔。 ( 2 ）基床表層下層：先靜壓 1 ~2 遍，再弱振 1 ~ 2 遍、強振 2 ~ 3 遍、弱振 1 遍，最后再靜壓 2 遍對表面平整收光。 ( 3 ）基床表層上層：先靜壓 1 ~ 2 遍，再弱振 1 ~ 2 遍、強振 1 ~2 遍、弱振 1~ 2 遍，最后靜壓 2 遍對表面平整收光。 （ 4） 振動碾壓的遍數(shù)一般不應超過 6 遍， 否則將會破壞級配碎石的結(jié)構(gòu)，所以尤其要注意控制強振的碾壓遍數(shù)。 □ 施工含水量控制 （ 1） 基床表層下層施工，含水量在 ％～ 5％（料源為卵石和砂礫石時為 5％～6％）范圍內(nèi)，級配碎石碾壓后即可達到較高強度。 （ 2）基床表層上層施工，含水量在 6％～ 7％（料源為卵石和砂礫石時為 7％～8％）范圍內(nèi)，級配碎石碾壓后不能很快達到較高強度。但是，含水量較高有利鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù) 32 于碾壓時面層收光和板結(jié)。 □ 質(zhì)量檢測方法與標準分析 （ 1）級配碎石壓實后， K30檢測指標能夠達到 190MPa／ m的標準，但受含水量影響明顯。當含水量大于 6％時，壓實后難以立即達到要求，尤其是料源為卵石和砂礫石的級配碎石時，需要放置幾天，發(fā)生板結(jié)后才能檢 測合格。 （ 2）試驗研究證明，用顆粒間孔隙率 n’＜ 15％作為檢測級配碎石壓實效果的指標是合理的、可行的。 （ 3）通過核子密度儀與灌水法的對比試驗可知，用核子密度儀檢測級配碎石的顆粒間孔隙率 n39。，其檢測結(jié)果穩(wěn)定性較好，適合進行快速檢測，但須定期與灌水法進行對比校正。 關(guān)于擊實標準的思考。（擊實儀器的改進、大于 40mm粒徑的擊實方法） 第三節(jié) 路基填筑施工工藝流程及技術(shù)要點 全線各施工單位根據(jù)西部路基試驗段的試驗成果及填筑經(jīng)驗，在本標段路堤填筑和過渡段級配碎石施工前均進行了現(xiàn)場路堤填筑試驗，以得到相關(guān)的技術(shù) 參數(shù)和施工工藝，確定本標段的路基填筑施工方法，其技術(shù)要點歸納為以下四個方面。 一、 基床底層及以下路堤填筑 （一）工藝流程 路基填筑壓實按照“三階段、四區(qū)段、八流程”的施工工藝組織施工，見圖45 圖 45 鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù) 33 （二）施工技術(shù)要點 1．基底處理 根據(jù)設計圖紙要求，鏟除地表層 15～ 30 cm的耕植土，或按補勘土質(zhì)情況提出的設計或變更規(guī)定進行嚴格的基底處理。 2．分層填筑 采用按橫斷面全寬縱向水平分層填筑壓實方法。按照工藝試驗確定的與不同填料對應的合理層厚，進行分層上土。填筑時路基兩側(cè)各加寬 50cm以上，以保證邊坡 壓實質(zhì)量。 用塊石類填料填筑時，對大于 30cm的塊石應改小或清除，并避免大塊集中造成的孔洞。 3．邊坡碼砌 采用巖石類土作填料時，路基邊坡用碼砌片石的方法加固。邊坡碼砌與填筑同時進行，到填筑第二層時進度超前，每層邊坡碼砌在碾壓前完成。 4．攤鋪整平 使用推土機初平，壓路機快速靜壓一遍，以暴露潛在的凹凸面，再用平地機終平，并向兩側(cè)做出 4％的排水坡。若需鋪設土工格柵時，先壓實整平，每幅縱向搭接 30 cm，橫向搭接 12cm。鋪設土工格柵后嚴禁汽車及其他重型施工機械直接行駛輾壓。為防止填料對土工格柵的破壞，禁鋪帶 有尖錐、棱角且直徑大于 5cm 的填料。 5 ．灑水或晾曬 對細粒土和含細粒土較多的粗粒土填料，在碾壓前將含水量控制在工藝試驗確定的施工允許含水量范圍內(nèi)。當含水量過低時，及時灑水濕潤；當含水量過大時，將填料翻開晾曬至施工允許含水量范圍內(nèi)。 6 ．碾壓夯實 按工藝試驗確定的施工工藝及碾壓遍數(shù)，用大噸位（自重 12t 以上）振動壓路機按先兩邊后中間（曲線地段先曲線內(nèi)側(cè)后曲線外側(cè)），先慢后快，先靜壓 1 ~ 2 遍，后振動碾壓，再靜壓一遍的原則進行碾壓。碾壓速度為 1 . 5 ~2 . 0km/h。沉降標周圍碾 壓不到的邊角部位，采用沖擊夯夯實。 鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù) 34 各區(qū)段交接處相互重疊壓實，橫向搭接長度不小于 2m ，縱向行與行之間搭接長度不小于 0 . 4m 。碾壓過程中如發(fā)現(xiàn)有凹凸不平現(xiàn)象，應人工配合及時補平，使碾壓好的路面平整度符合要求。 7 ．作好臨時匯水、排水措施 雨季容易導致邊坡沖刷（尤其是粗粒土填筑路基），故在填筑施工過程中，針對不同填料，采取相應的匯集、排水措施。 8 ．埋設沉降觀測儀器路基在填筑前應按設計要求埋設路基沉降觀測儀器，并定期觀察、記錄。 二、基床表層級配碎石制備與填筑 （ 0）級配碎石制備 級配碎石料 源可為用外購碎石和石屑，或者用天然卵石和砂礫石兩種。試驗段級配碎石采用天然河砂卵石破碎配制，分 20~40mm、 10~20mm和 10mm以下三種集料。其制備工藝見圖 46： （一）工藝流程 基床表層填筑，多數(shù)單位分兩層施工，下層為 ，上層為 。按照四區(qū)段、八流程的施工工藝組織施工，其工藝流程見圖 47 。 圖 47 鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù) 35 （二）施工技術(shù)要點 1 ．級配碎石生產(chǎn) （ 1）級配碎石采用工廠化生產(chǎn)方式，以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。級配碎石場布置見圖 236 。 （ 2）集料生產(chǎn)中篩孔尺寸決定集料的顆粒組成，須經(jīng)試配和試生產(chǎn)決定。 （ 3）集料顆粒成分穩(wěn)定是級配碎石質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)。河床砂卵石和砂礫石作為原料時進場后必須集堆脫水，以避免細料粘裹粗料，造成糊堵篩孔和集料混雜不純，影響級配穩(wěn)定。 （ 4）拌和過程控制加水量，一般含水量控制在 5％～ 8％，這不僅有利于成品料生產(chǎn)均勻而不易離析，而且可使級配碎石更容易碾壓密實。 （ 5）集料配合比應經(jīng)過反復試驗比選，既要按顆粒級配要求和是否易于達到壓實質(zhì)標準兩方面進行驗證，還要兼顧各種集料的生 產(chǎn)比例，以保證施工質(zhì)量，降低工程成本。 2. 級配碎石的填筑 （ 1）拌和與運輸 ①拌和前，根據(jù)配合比確定每個料斗傳送帶的傳送速度及加水并調(diào)整拌合機生產(chǎn)率，使拌和能力與攤鋪能力匹配，拌和好的混合料用自卸車立即運至鋪筑現(xiàn)場進行攤鋪碾壓，嚴格執(zhí)行“隨拌隨用，不得存放”的原則； ②為防止在夏季或有風施工時填料的水分散失及避免因運距較長而引起水分散失，實際加水量高于最佳含水量 1％～ 2％。 （ 2）攤鋪 ①每一攤鋪作業(yè)區(qū)段一般不超過 200m； ②攤鋪分左右兩幅施工，為了便于施工及防止水分散失造成兩幅縱向接合部位壓實不好，兩幅攤鋪前后距離不超過 100m ，并及時碾壓； ③ 嚴格按工藝試驗確定的虛鋪厚度進行攤鋪，用平地機進行攤鋪時，以“方格網(wǎng)”并結(jié)合“掛線法”控制虛鋪厚度；用攤鋪機攤鋪時，采用“掛線法”控制虛鋪厚度； ④ 現(xiàn)場技術(shù)人員要及時檢查攤鋪的平整度、寬度、橫坡度及平面曲線、豎曲線、標高等。 鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù) 36 ( 3 ）碾壓 ① 級配碎石攤鋪好后及時碾壓，以防止水分散失； ② 碾壓遵循先輕后重、先慢后快的原則，即先靜壓后振動碾壓，并按工藝試驗確定的碾壓程序和遍數(shù)進行，振動碾壓后再靜壓 1 ~2 遍收光表面； ③ 直 線段由兩側(cè)向中間碾壓，曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓，碾壓時縱向重疊不小于 0 . 4m ，橫向銜接處應搭接，搭接長度不小于 2 . 0m ； ④ 用沖擊夯對靠護肩 0 . 3m 的級配碎石進行補壓夯實。 ( 4 ）施工含水量控制 ① 級配碎石的生產(chǎn)含水量應根據(jù)不同的氣溫、氣候條件和不同填筑部位要求的碾壓含水量范圍調(diào)整； ② 級配碎石的碾壓含水量一般為 4 . 5 ％ ~ 7 % ，但料源為卵石、砂礫石時，碾壓含水量為 6 ％ ~ 8 ％。 ( 5 ）級配碎石的養(yǎng)生 對碾壓成型的級配碎石層，由于石粉的粘結(jié)作用有 一定時間的板結(jié)過程，通常約一個星期左右，在此階段需保持濕潤的水分和不受外力的破壞才能達到強度，因而采用灑水車進行噴霧灑水養(yǎng)護。在養(yǎng)護期間封閉道路，嚴禁除灑水車外的任何車輛行駛。 級配碎石的場拌和路拌的利與弊。 三、改良土填筑 （一）細砂土改良土施工 1．按設計配比（細砂：卵石＝ 50％∶ 50％，粉砂：角礫＝ 40％∶ 60％）用穩(wěn)定土拌和機或?qū)⒙咽ń堑[）與細砂折算成體積比用挖掘機將其拌和均勻，根據(jù)天氣和運距不同使混合料的含水量控制在比最佳含水率高 2％左右。 2．根據(jù)每層細砂摻卵石 混合料（即改良土）虛鋪 30～ 40 cm厚度的需要量，直接將改良土送到路基上，考慮機械碾壓施工，兩側(cè)加寬量 40～ 60 cm，并按此標準分層填筑。 3．上料時應順前進方向依次卸料，推土機配合，隨卸隨平。重車不得在前一層已驗收的路基上行走，以免破壞下層路面。 4．經(jīng)推土機初平的改良土，表面力求平整，并具有規(guī)定的路拱。 5．用壓路機快速碾壓 1～ 2 遍，暴露潛在的不平整，然后用平地機整平。平鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù) 37 地機由兩側(cè)向路中心刮平，必要時返回刮一遍。 6．對于局部的坑洼處，人工配合用齒耙將表面 5cm以上耙松，并用新拌和的改良土找平整形。 7 ．初步整形后，用水準儀測量檢查改良土的松鋪厚度，必要時進行補料或減料。 8 ．在整形過程中隨時檢查填料的含水量。含水量不宜超過最佳含水量的 2 ％。 9 ．用自重 15t 及以上重型振動壓路機輾壓，先兩側(cè)后中間，縱向搭接不小于 40 cm ，碾壓一直進行直至達到要求的密實度為止。 （二）粉粘土物理改良施工 1 ．粉粘土的攤鋪及初壓 ( 1 ）根據(jù)路基本體填筑的寬度及事先確定的虛鋪厚度，計算各段所需粉私土的數(shù)量（粉粘土虛鋪厚度宜為每層 25 ~30 Cm ) ，根據(jù)虛鋪厚度計算每車粉土堆放位置及 堆放密度。 ( 2 ）根據(jù)以上計算，把粉粘土間隔均勻地堆置在已經(jīng)過檢驗的底層上，用推土機把每堆粉薪土攤鋪均勻后，再用平地機初平一次，用重型壓路機快速碾壓一遍，檢查此時粉粘土填筑層的厚度及干密度。 2 ．中粗砂的運輸及攤鋪 ( 1 ）中粗砂進人工地后，測量其含水量及干密度，根據(jù)粉粘土虛鋪厚度及干密度計算中粗砂的播散厚度，并確定每車砂的堆放位置及堆放密度。 ( 2 ）按計算的用量和間距把中粗砂堆置在已經(jīng)初平、初壓的粉粘土表層上，用推土機攤鋪均勻，再用平地機精確攤鋪，并檢查砂層厚是否符合計算值，如厚度不夠應 及時補足。 3 ．混合料的拌和 ( 1 ）采用路拌機把已攤鋪好的填料拌和一遍，并用核子密度儀快速測定初拌后混合料的含水量。 ( 2 ）初拌后混合料的含水量如小于試驗室確定的最優(yōu)含水率時，應用噴管式灑水車將水均勻地噴灑在干拌后的混合料上。 ( 3 ）將含水量合適的混合料再用路拌機拌合一到兩遍，應使混合料充分拌鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù) 38 和均勻，并根據(jù)實際情況調(diào)整拌和深度，嚴禁在拌和層底部留有素土夾層。拌和應擾動下承層的表面，以加強上下層粘結(jié)。 ( 4 ）灑水拌和時，拌和機械應緊跟在灑水車后面進行拌和，以減少水分流失。灑水拌和過 程中，應及時檢查混合料的含水率。 4 ．整形及碾壓 ( 1 ）混合料拌和均勻后，先用平地機初步整平和整形。平地機由兩側(cè)向路中心刮平。必要時再返回刮一遍。 ( 2 ）用壓路機快速碾壓 1 ~ 2 遍，以暴露潛在的不平整。 （ 3）再用平地機如（ 1）所述進行整形，并用（ 2）所述方法再碾壓一遍。整形進程中，及時消除坑洼現(xiàn)象，對于局部坑洼處，應用齒耙將其表面 5cm 以上耙松，并用新拌的混合料找平整形。 （ 4）最后再用平地機整形一次。每次整形都要按照規(guī)定的坡度和路拱進行，并特別要注意接縫處的整平，以保證接縫平順。 （ 5）整型后，當混合料接近最佳含水量時，即可用自重 15t 及以上重型振動壓路機碾壓。由兩側(cè)路肩向路中心碾壓，后輪應重疊不小于 40 cm。碾壓一直進行直至達到要求的密實度為止 鐵路客運專線路基設計施工關(guān)鍵技術(shù) 39 第五章 客運專線路基加固 第一節(jié) 硬化層技術(shù) 圖 51 為我國與日本高速鐵路基床表層 ,左側(cè)為日本的型式 ,右側(cè)為中國的型式。日本國鐵的強化基床表層和我國采用的基床表層型式比較發(fā)現(xiàn) :我國的基床表層是標準比較高的土質(zhì)基床表層