秦沈客运专线改良细砂土路基填筑工艺样本.doc

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秦沈客运专线改良细砂土路基填筑工艺

中铁一局秦沈七经部 欧兴元 杨忠强 赵喜坤

1 概况
秦( 秦皇岛) 沈( 沈阳) 客运专线是中国正在修建的第一条按高速铁路标准设计建造的铁路, 建成后开通时速160km, 运营半年后时速要求达到200km以上。秦沈客运专线与普通铁路比较, 她具有”建设起点高, 设计标准新; 质量要求高, 建设规范新; 科技含量高, 施工工艺新”的特点。特别对路基施工铁道部建设管理司以”建技( 1999) 25号”文件印发了《秦沈客运专线铁路路基施工技术细则》。
秦沈客运专线A20标段DK376+000～DK385+000线路长度 9km范围内均为路堤填筑, 最大填高7.55m, 平均填高5.20m, 基床表层( 厚度0.6m) 为级配碎石填筑,基床底层(厚度1.9m)与路堤本体设计填方109万m3用A、 B组或改良土填筑。
施工范围内取土场填料均为细砂, 储量充分。
现场用细砂进行路堤填筑试验, 发现与《秦沈客运专线铁路路基施工技术细则》标准, K30≥110MPa/m, 孔隙率n＜25%的要求相差甚远, 检测结果K30平均值61MPa/m, 孔隙率n=37.2%。1999年7月～10月我们历经近4个月, 经过30余次室内外系列试验, 终于发现细砂掺配粒径Ф2～6cm的卵石( 重量比1:1) , 填筑路基效果非常理想, K30值平均达126MPa/m, n=19%。
2 细砂掺卵石改良土填筑路基施工工艺
2.1 路基填筑压实按照三阶段、 五区段、 九流程的施工工艺组织施工( 详见施工工艺流程图) 。

改良细砂土填筑路基施工工艺流程

准备阶段 施工阶段 整修验收阶段

备料 填 平 碾 检
拌合 土 整 压 测
区 区 区 区 区
段 段 段 段 段

施 基 备 分 摊 洒 碾 检 路
工 底 料 层 铺 水 压 测 基
准 处 拌 填 碾 晾 夯 签 整
备 理 合 筑 压 晒 实 认 修

2．2 准备阶段:
2．2．1 施工准备
2．2．1．1 机械配置
装载机( 3.5m3) 、 挖掘机、 自卸汽车( 15T) 、 推土机、 平地机、 重型振动压路机( 15T) 、 五铧犁、 小型平板振动夯、 洒水车等。
2．2．1．2 原材料
细砂及粒径Ф2～6cm的卵石。
2．2．1．3 试验检测设备
K30试验设备及试验检测汽车1辆,核子湿度密度仪一台, 静力触探仪一台, 各种土工、 砂石试验设备一套。
2．2．2 基底处理
2．2．2．1 首先划分作业区段, 每一个作业区段以200～300m为宜, 或以两涵间为一个作业区段。恢复中线, 按要求放边桩, 进行水平测量。其次清除基底表层植被, 挖除树根, 作好临时排水设施, 基底碾压3遍, 回填细粒土, 两侧与原地面平, 中间高出地面0.2m,碾压3～5遍作成土路拱,检测使压实度K≥0.90。软基地段土路拱压实度K≥0.86。
2.2.2.2 当地表以下2.5m范围内有PS＜1.5MPa或[б]<0.18MPa的土层, 其地基条件不符合”暂规”要求即细粒土地基压实度K达不到0.9, 粗粒土地基, 地基系数K30达不到110MPa/m, 应会同设计监理进行处理。
2.2.2.3 基底应平整, 大于1:10的坡面应挖成宽2m, 高0.3m的台阶。
2.3 施工阶段
2.3.1 备料及拌合区段
细砂及卵石应符合试验要求, 将细砂和卵石按重量比1:1折算成体积比( 根据各自的松散容重及含水量不同) , 分别将两种原材料运至拌合场, 用挖掘机将其拌合均匀, 使混合料的含水量控制在5%～8%之间。
2.3.2 填土区段
根据每层细砂掺卵石混合料( 即改良土) 虚铺30～40cm厚度需要量直接将改良土运送到路基上, 考虑机械碾压施工, 两侧加宽量40～60cm。并按此标准分层填筑。上料时应顺前进方向依次卸料, 推土机配合, 重车不得在前一层已验收的路基上行走, 以免破坏下层路面, 随卸随平。
2.3.3 平整区段
2.3.3.1 摊铺碾压
经推土机初平的改良土, 表面力求平整, 并具有规定的路拱, 每层虚
铺厚度30～40cm。
用压路机快速碾压1～2遍, 暴露潜在的不平整, 然后用平地机整平, 平地机由两侧向路中心进行刮平, 必要时返回刮一遍。
对于局部的坑洼处, 应用齿耙将表面5cm以上耙松, 并用新拌合的改良土进行找平整形。
再用平地机整形一次, 每次整形都要按照规定的路拱进行, 要注意接缝处的整平, 以保证接缝平顺。
在整形过程中, 禁止任何其它车辆通行, 初步整形后, 用水准仪测量检查改良土的松铺厚度, 必要时进行补料或减料。
2.3.3.2 洒水或晾晒
在整形过程中随时检查填料的含水量, 以便确定是否洒水或晾晒。
含水量控制在5%～8%之间, 超过规定值, 则用五铧犁翻晒, 如太干则用喷管式洒水车将水均匀地喷洒在虚铺的改良土上, 洒水车不应正在施工的路段上”调头”和停留, 防止局部水量过大。
2.3.4 碾压区段
整形后当改良土含水量合适即可进行碾压, 用重型振动压路机沿纵向进行, 先两侧后中间, 纵向搭接不少于40cm, 在碾压过程中用平地机再一次整平, 保持规定的路拱。一进一退压完全宽为一遍, 碾压一直进行到达到要求的密实度为止, 第一、 第二遍为静压, 第三、 第四遍为弱振碾压, 其余均为静压, 碾压5～8遍为宜, 碾压后表面应无明显的轮迹, 压路机速度第一、 二遍1.5km/h为宜, 以后各遍采用2.5km/h为宜。路面的两侧应多压1～2遍, 在压路机不宜压到的路面边缘, 可用小型平板振动夯, 夯击一遍。
严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上”调头”和急刹车, 以确保改良土层表面不受破坏。
碾压过程中, 上层表面应始终保持湿润, 如表面水份蒸发得过快, 应及时补洒少量的水, 如遇”弹簧”、 松散、 起皮等现象, 应及时翻开晾晒或洒水重新拌合, 使其达到质量要求
碾压完成时间不宜过长, 不超过5h为宜。
软基处理地段埋设沉降板附近, 因测杆外露, 应作明显标志杆, 以防施工机械碰撞测杆, 测杆处压路机不宜到达, 应用人工夯锤, 虚铺厚度每层不宜超过15cm, 压实标准与同一水平层相同。
碾压结束后, 应进行水平测量, 计算每一层的填筑厚度。
2.3.5 检测区段
用核子湿度密度仪、 K30试验仪、 灌水法按《细则》要求频度进行检测。检测未达到《细则》标准值, 还需进行补压, 补压按2遍为一次, 再进行检测, 直至各项数据达到《细则》标准。根据试验段试验结果最多碾压8遍即可, 如不达标, 则要从填料含水量或掺合比例上找原因。
2.4 整修验收阶段
路基整修应根据《细则》、 《验标》要求路基面平整度一般不大于15mm, 纵断高程允许偏差±50mm, 中线至边缘偏差±50mm, 密度及宽度不小于设计值, 横坡允许偏差±0.5%, 边坡允许偏差不大于3%的设计值, 应严格按设计尺寸进行, 对于加宽部分应在整修阶段人工挂线清刷夯板, 达到标准。为防止雨水冲刷临时边坡, 可在路基两侧按距离20～30m用塑料布或彩条布作一宽60cm, 深30cm吊沟, 路基面两侧边缘作成有组织排水浅水沟, 浅水沟外缘要夯拍密实, 以便把雨水集中到吊沟中排出路基。
经自检合格后, 便可请管段监理工程师检查, 检查经过后由监理工程师签发质量检查评定表 即合格证书, 便可进行上一层的填筑。
3 效果验证
3.1 施工速度快, 工效高
细砂掺卵石改良土填筑路堤, 基本不受雨天影响, 施工速度快, 工效高。我们七经部路基填筑路堤本体及基床底层计109万m3已全部完成, 实际工作只有八个月, 平均月完成12万m3以上。
3.2 工程质量综合指标全面提高
所施工的路堤本体及基床底层经检测K30均大于120MPa/m , 孔隙率n＜19%, 正在施工的DK379+000～DK381+000段路基被中铁一局秦沈线指挥部评为优质样板工程段。上级领导来工地检查, 必到该样板段工地视察。
今年铁道部秦沈线工程建设总指挥部对全线404km站前工程综合质量检查和考评, 6月30日外业检查该段路基时, 郭守忠、 刘钢、 崔尚彦、 刘鑫等领导交口称赞路基的内在质量和外表质量, 一致同意该段路基”免验”。
7月18日铁道部孙永福副部长、 部高速办副主任华德洪视察了该段路基工地, 孙
副部长对在场的所有人员说: 一局在秦沈线路基建设上下了很大功夫, 这是很可贵的, 你们要继续努力, 把秦沈线建成一条高水平的高速铁路, 谢谢大家做得这么好的路基工程。
7月28日铁道部王林书总工程师也视察了该段宽阔密实的路基工地, 称赞该段路基工程质量好。
根据《细则》规定, 填料发生变化, 需事先试验达标方能投入使用, 改良土每填筑1万m3需作筛分及大于5mm颗粒含量单位体积重项目试验。经验收的路基面若遇雨淋进行下一循环填筑前, 则需进行重新检测经过后方能进行。
4 其它
施工中在软基处理地段设计有沉降观测装置, 以便及时检测路堤中心线地面沉降及坡脚水平位移。
观测频率: 施工期间每填筑一层进行观测一次, 如果两次填筑间超过一天, 则每2～3天观测一次。
观测控制标准: 沉降速率每昼夜不大于10mm, 水平位移速率每昼夜不大于5mm, 如果超限立即停止填筑, 待恢复到限量值以下, 再进行填筑。
雨季施工时, 大暴雨来临前应将已摊铺的改良土快速碾压2-3遍, 或用彩条布覆盖, 防止雨水灌入松散的改良土中, 雨过后视其干湿情况, 用五铧犁重复翻晒, 待含水量达到标准范围内, 方能进行下道工序的施工。
二0 十月二十八日