铁路高填方路基土工格栅施工工艺.doc

铁路高填方路基土工格栅施工工艺
姜海
（中铁八局集团昆明铁路建设有限公司，云南昆明 650200）

摘 要：本文以昆明火车客站路基施工经验结合实例阐述土工格栅的作用及其在铁路高填方路基施工中的施工工艺。
关键词：土工格栅 高填方路基 施工工艺
1、引言
千百年来，在工程施工中，人们广泛采用的材料主要是木、竹、土、石等天然材料和近代才出现的沥青、水泥及钢筋等金属材料，其性能都有一些缺陷。例如：性能单一、质量大、寿命短、价格昂贵等，同时一些金属材料虽然性能良好，但容易锈蚀且成本高，从而限制其应用范围。随着近代化学工业的发展，品种繁多的人工合成材料相继问世。它们具有多种能满足工程需要的性能，而且由于其质量轻、施工简易、运输方便、价格低廉、料源丰富等特点，为岩土工程提供了一种崭新的较为理想的材料，具有十分广泛的前景。土工格栅就是其中之一。
2、土工格栅的分类、作用机理和应用
2.1 分类
土工格栅目前按原材料不同可分为：聚乙烯土工格栅、玻璃纤维土工格栅、钢塑复合土工格栅。
2.2 作用机理
(1)分散应力
利用土工格栅的高强度韧性,使之与路基组合成一个整体,整体受力可限制路基侧向变型,分散荷载,也可以产生一种板体效应,减少不均匀沉降。
(2)加强补筋
土工格栅的抗拉强度大, 格栅网眼的存在，制约了土的横向移动，形成良好的嵌入作用，再加上土体与格栅表面摩擦和对格栅肋条及节点的被动抗阻作用，使土工格栅与土体形成了复合地基，增强了抗剪能力，防止产生过大的永久变形和疲劳破坏。
(2)隔层沥水,防止路基翻浆帽泥
土工格栅分层铺设后,网眼与土体存在分层作用,对路基水可起到沥水作用, 对路基翻浆帽泥有一定整治作用。
2.3 应用
土工格栅的应用很广泛，在铁路工程、公路工程、工民建工程和水利工程中都有大量应用，并取得了教好的效果，在铁路工程应用中主要集中在以下几方面：
（1）布置在路基基床面以下，减少反射裂缝，提高抗列车冲击能力和增加抗疲劳性能。
（2）应用在土方路基的软基处理上保证路基承载力。
（3）应用在粒料中间，防止路基产生过大变形及疲劳破坏，减少不均匀沉降。
本文将以昆明火车客站南扩站场路基填方为例，阐述土工格栅在高填方中减少过大变形及不均匀沉降的施工工艺和方法。
3、工程概况
昆明火车客站南扩站场K634+319～K635+100段地处昆明南二环与既有火车站之间。原车站运营股道有8道，现增设到13股道，站台从3座增设到6座，上世纪七十年代，南扩站场部分为水田鱼塘，地质复杂，地基软弱，承载力低。南扩站场部分与原站场高差悬殊大，靠六站台部分最高填土达到4.7m,工程量大,受既有线行车干扰,施工难度大,原计划12个月工期,业主要求5个月完成,时间紧迫。各种技术指标如下:
铁路等级:Ⅰ级，电力机车牵引。
正线设计行车速度:120km/h。
站场填方高度：2.5m～4.7m。
南扩站场路基地面宽度:5.7m～40.9m。土工格栅应用范围: K634+300～K634+838段。
填料土质:渗水土、砂砾土。
土工格栅:采用抗侵蚀,双向一层50kN/m土工格栅。
4、施工工艺
4.1认真进行放样,以便控制路基的宽度和松铺厚度。
4.2清除表土并进行填前压实。
4.3对土工格栅进行物理性能的检测,其主要指标应符合设计要求。
应完成填料的有机物及密度、含水量、CBR值、相对密度、最佳含水量、液塑限颗粒分析试验，并将有关试验数据进行分析。
4.4开挖台阶
在与既有站场路基结合处开挖台阶,开挖台阶应从最低处开始,其高度不大于50cm,台面应使用压路机压实,当台面在不具备使用压路机以及台阶根脚处应用人工电动冲击打夯机进行夯实,并保证其压实度在92%以上。
4.5标杆挂线法施工
在路基边线每隔20m设置标杆一个,用明显标志标定出每层松铺厚度(控制在30cm以内)以便控制施工时的填土厚度。
4.6整平
填筑土方时,应均匀地把填料摊铺在路基的整个宽度上,即采用推土机摊铺,平地机整平,遵循先两侧后中间的原则,达到路基平直圆顺,并且每层松铺厚度最大为30cm,最小厚度为不小于10cm,以保证对路基的均匀压实。
4.7碾压成型
采用振动压路机和重型轮胎压路机,遵循“先轻后重,先慢后快、均匀压实”的原则，横向接头轮迹重叠50cm，做到无漏压、无死角、碾压均匀，在直线和大半径曲线上，采取先两侧后中间的压实原则，保证边缘压实度。
4.8铺筑土工格栅
经过现场反复试验得出,距路基面填土大于2.5m小于5m时,每填筑60～80cm铺一层土工格栅,效果最佳并且经济,铺土工格栅时应按下列要求进行:
(1) 土工格栅必须平整、顺直。两侧宽度与路基同宽,相邻两幅土工格栅的连接采用搭接的方法, 搭接宽度不小于25cm,并用“U”形钉按“梅花型”布置锚固,锚固时应注意端头的位置,锚固端的填土应先人工进行修整。
（2）在斜坡铺设土工格栅时，应保持一定的松紧度（可用“U”形钉控制）且应避免石块使其变形超出土工格栅的弹性极限。
（3）铺设土工格栅时，关键是保证其连续性，不得使其出现扭曲，折皱、重叠，并要特别注意由于过量拉伸，而造成超出其强度和变形的极限，从而产生断裂和撕裂等局部破坏。
（4）土工格栅在存放和铺设过程中，应尽量避免运输车辆碾压或调头时对土工格栅造成破坏，可采用滚填的方式进行，即汽车从一边倒退卸料，随卸随用小马力推土机粗平。铺设土工格栅一层，填土碾压一层，至直达到设计高度。
为了检验试验效果，施工设立了观测点观测路基沉降，当填方高度为2.5m时,设置观测点(A),并将观测点沉降数据绘制成曲线图,然后边施工边观测,当填到本工程最大填高4.7m时,设置测点(B),经实际进行路基沉降观测,没有发现明显沉降。
该方法可用于路基、站场达几十米高填方, 可很好改善路基沉降。
5、施工注意事项
(1)应使土工格栅最大强度方向与受最大应力方向一致。
(2)应尽量避免重车直接在铺好的土工格栅上行使。
(3)尽量减少土工格栅的切割和缝合量,避免浪费。
(4)冬季施工时, 土工格栅变硬,容易割手擦膝,要注意安全。
6、结束语
采用土工格栅在昆明火车客站南扩路基填筑中的很好应用,使路基无明显沉降也无不均匀沉降,对路基稳定,保障行车安全取得了较好的效果。
参考文献
〔1〕《 铁路路基施工规范 》(TB10202)
〔2〕《 公路路基施工技术规范 》(JTJ033-98)