武廣客運(yùn)專線路涵過(guò)渡段施工技術(shù)

胡 剛

(中鐵一局集團(tuán)第二工程有限公司,河北唐山 063004)

武廣客運(yùn)專線是我國(guó)首條設(shè)計(jì)時(shí)速 350km的高速鐵路,其技術(shù)含量高,施工難度大。特別是鋪軌對(duì)路基施工的要求非常高,路基的工后沉降要求控制在 15 mm以內(nèi)。作為不同剛度的橋隧涵等結(jié)構(gòu)物和路基來(lái)說(shuō),為確保線路平順過(guò)渡,他們之間的路基過(guò)渡段的漸變性和均一性必須滿足設(shè)計(jì)要求。而在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工中由于受場(chǎng)地狹小和結(jié)構(gòu)物及沉降觀測(cè)元器件的影響,大型設(shè)備無(wú)法使用,而小型設(shè)備又無(wú)法滿足質(zhì)量要求,因而質(zhì)量控制十分困難。

1 過(guò)渡段的設(shè)置形式與作用

武廣客運(yùn)專線過(guò)渡段包括路-隧、路 -橋及路 -涵過(guò)渡區(qū)域。路-隧過(guò)渡段設(shè)計(jì)采用 C25混凝土、5%水泥的級(jí)配碎石進(jìn)行填筑,工藝較簡(jiǎn)單;路 -橋、路 -涵過(guò)渡段采用的填筑形式多數(shù)采用正梯形填筑,過(guò)渡段靠近線路兩側(cè)采用 A、B組填料包邊。其作用是為了保證結(jié)構(gòu)物與路基能夠有效地順接過(guò)渡,消除不均勻沉降,所以過(guò)渡段施工質(zhì)量的好壞直接影響到行車舒適度和運(yùn)營(yíng)安全。

2 對(duì)過(guò)渡段施工的認(rèn)識(shí)與過(guò)程管理

過(guò)渡段工程是路基工程的重要組成部分,同時(shí)也是施工的薄弱環(huán)節(jié)。單純從工藝上來(lái)講,它不屬于新工藝,它同路基的施工工藝基本相同,每個(gè)流程、區(qū)段、階段都不能缺少,而且要求的標(biāo)準(zhǔn)更高,同時(shí)需要控制的薄弱環(huán)節(jié)點(diǎn)更多。所以,過(guò)渡段施工的過(guò)程控制(包括原材料、級(jí)配、拌和、填筑、碾壓、銜接等)尤為的重要。

過(guò)渡段施工之前必須嚴(yán)格交底,而且要保證交至作業(yè)層,使參與過(guò)渡段施工的每一個(gè)管理人員認(rèn)識(shí)到過(guò)渡段施工質(zhì)量的重要性,同時(shí)掌握過(guò)渡段的施工工藝、控制要點(diǎn);在施工過(guò)程中必須層層把關(guān),摻 5%水泥級(jí)配碎石必須工廠化生產(chǎn),每一種粒徑的原材必須合格進(jìn)場(chǎng),并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)級(jí)配要求進(jìn)行拌和,運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)攤鋪碾壓,現(xiàn)場(chǎng)的每一道工序必須安排專職技術(shù)人員旁站并指導(dǎo)施工,保證每一層一次成型填筑到位,而且在施工過(guò)程中要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),改進(jìn)工藝。

3 過(guò)渡段施工

DK1342+350涵洞,設(shè)計(jì)孔徑 1～5m,涵長(zhǎng)為17.52m,涵高為 6.16m,涵頂填土厚 1m。按設(shè)計(jì)要求,涵洞兩側(cè)基坑采用 C15混凝土澆筑,過(guò)渡段采用摻 5%水泥的級(jí)配碎石進(jìn)行填筑,填筑斷面為正梯形,過(guò)渡段靠近線路兩側(cè)采用 A、B組(天然砂夾卵石)填料包邊。如圖1、圖2所示。

4 過(guò)渡段施工工藝

4.1 施工順序(以 DK1342+350涵洞為例)

涵洞過(guò)渡段范圍如圖1、2所示,共計(jì) 20m。沿線路方向涵洞兩側(cè) 2m(基床表層底面算起,并按 1∶2坡度放坡)及涵洞頂面以上均以摻 5%水泥的級(jí)配碎石填筑,線路橫向路基兩側(cè)為 A、B組填料包邊,即①區(qū),而且還要設(shè)如圖2所示的與路基過(guò)渡部分,即②區(qū)。

(1)涵洞施工完畢后,在涵洞兩側(cè)基坑底板底面以上 1m范圍內(nèi)回填 C15混凝土。

(2)涵洞過(guò)渡段級(jí)配碎石先施工時(shí)(即先施工①區(qū)時(shí)):按圖2所示,先施工①區(qū),并在①與②區(qū)做出 1∶2的坡度,并在接口處作 0.2m×0.4m的臺(tái)階,臺(tái)階必須碾壓密實(shí)。①區(qū)施工完畢后,②區(qū)與③區(qū)一同施工,碾壓時(shí)保證②區(qū)范圍內(nèi)的填土滿足基床底層的壓實(shí)要求(K30≥150MPa/m,EV2≥60MPa,Evd≥35MPa,n≤28%)即可,不需將②、③區(qū)分開(kāi)填筑(困難地段不能同步)。

(3)路基先施工時(shí),即③區(qū)先施工:③區(qū)施工時(shí)將過(guò)渡段位置預(yù)留缺口,即①、②區(qū),并在②與③區(qū)接口處做出 1∶2的坡度,并在接口處作 1m×0.5m的臺(tái)階,臺(tái)階必須碾壓密實(shí)。在進(jìn)行①區(qū)施工時(shí),將①、②區(qū)同步施工(困難地段不能同步)。

圖1 路涵過(guò)渡段填筑縱斷面(單位:m)

圖2 路涵過(guò)渡段填筑橫斷面(單位:m)

(4)過(guò)渡段與路基同步施工,即①、②、③區(qū)同步施工時(shí):先施工①區(qū)一層,并在①區(qū)與②區(qū)接口處留 1∶2坡度,然后②、③區(qū)同步填一層,碾壓時(shí)保證②區(qū)范圍內(nèi)的填土滿足基床底層的壓實(shí)要求(K30≥150 MPa/m,EV2≥60MPa,Evd≥35MPa,n≤28%)即可,不需將②、③區(qū)分開(kāi)填筑。

4.2 施工工藝流程(圖3)

圖3 涵洞過(guò)渡段施工工藝流程

4.3 施工工藝

(1)級(jí)配碎石的選擇及配比選定

過(guò)渡段級(jí)配碎石填料粒徑、級(jí)配及質(zhì)量必須要符合設(shè)計(jì)要求,碎石顆粒中針狀、片狀碎石含量不大于20%;質(zhì)軟、易破碎的碎石含量不得超過(guò) 10%;黏土團(tuán)及有機(jī)物含量不得超過(guò) 2%,級(jí)配碎石級(jí)配范圍符合表1要求。

在施工過(guò)渡段之前通過(guò)幾個(gè)料場(chǎng)及幾個(gè)試驗(yàn)配比的比選,并經(jīng)施工修正,最終確定的配比為:水泥(PO.32.5):5%,級(jí)配碎石:0～5mm∶40%、5～16mm∶25%、16～31.5mm∶30%。成品篩分見(jiàn)表2。

表1 碎石級(jí)配范圍

表2 成品級(jí)配碎石篩分通過(guò)量

(2)機(jī)械設(shè)備配備

過(guò)渡段施工主要用小型挖掘機(jī)(推土兩用)、小型裝載機(jī)、重型壓路機(jī)、小型壓路機(jī)、小型振動(dòng)夯機(jī)。

(3)摻 5%水泥級(jí)配碎石拌和

摻 5%水泥級(jí)配碎石的拌和采用工廠化生產(chǎn),由 3種粒徑的碎石,通過(guò)級(jí)配碎石拌和站拌和而成,碎石的強(qiáng)度、含污量、針片狀含量等指標(biāo)必須滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

(4)填料范圍的確定。

過(guò)渡段填筑前要將每一層的填筑線,級(jí)配碎石、AB組填料的范圍分清標(biāo)識(shí),填筑時(shí),按確定的范圍填筑。如圖4所示。

圖4 涵背標(biāo)識(shí)

(5)平整

主要是通過(guò)小型挖掘機(jī)、裝載機(jī)進(jìn)行攤鋪,人工配合精平,由于過(guò)渡段工作面小,而且有多個(gè)沉降觀測(cè)元件,所以無(wú)法采用平地機(jī)精平。如圖5、圖6所示。

圖5 小型裝載機(jī)攤鋪

圖6 人工修邊

(6)碾壓

碾壓主要采用重型壓路機(jī)(大面積碾壓),小型壓路機(jī)及振動(dòng)夯相互配合進(jìn)行碾壓(幾個(gè)薄弱環(huán)節(jié),大壓路機(jī)碾壓不到的位置)。如圖7、圖8所示。

圖7 小型壓路機(jī)及振動(dòng)夯配合碾壓

圖8 小型挖掘機(jī)攤鋪

(7)檢測(cè)

試驗(yàn)檢測(cè)嚴(yán)格按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢測(cè)。

孔隙率 n:每一填層必須進(jìn)行檢測(cè);填層每 40cm檢測(cè) 1次(每二層)EVd;填層每60cm檢測(cè)(三層一次)1次 K30、EV2。

4.4 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

(1)涵洞施工完畢后,涵洞兩側(cè)基坑必須按設(shè)計(jì)要求回填 C15混凝土;。

(2)涵洞兩側(cè)過(guò)渡段在施工前必須用壓路機(jī)對(duì)基底進(jìn)行碾壓密實(shí),并按要求進(jìn)行壓實(shí)檢測(cè),檢測(cè)合格后方可進(jìn)行下一步填筑施工。

(3)填料控制。摻 5%水泥的級(jí)配碎石料必須廠拌,每種原材料必須按要求檢測(cè)合格后進(jìn)場(chǎng);水泥的摻量要通過(guò)測(cè)定流速比來(lái)進(jìn)行控制,而且在施工過(guò)程中要不斷地用滴定試驗(yàn)來(lái)測(cè)試水泥的摻量是否滿足要求。

(4)確定填筑范圍。

①涵洞在填筑前必須按要求放設(shè)出過(guò)渡段的四周輪廓線(路基兩側(cè)每側(cè)要求加寬 50cm)。

②在涵洞側(cè)面用紅油漆標(biāo)出級(jí)配碎石兩側(cè)的坡度線(1∶1),確定級(jí)配碎石在涵洞高度范圍內(nèi)的頂寬、兩側(cè)邊緣,用此來(lái)控制級(jí)配碎石及 A、B組填料包邊土的填筑范圍。

③每填筑一層必須在填筑平面上分別標(biāo)出級(jí)配碎石與 A、B組填料的分界線,并現(xiàn)場(chǎng)交底,填筑時(shí)嚴(yán)格按各自范圍層層填筑,而且必須保證同一填層 A、B組填料要與級(jí)配碎石同時(shí)填筑,同時(shí)碾壓,確保過(guò)渡段的整體性。

④在涵洞側(cè)面從上而下用紅油漆標(biāo)注出每一層厚的刻度線(20cm),并從下至上編上序號(hào),用以控制每一層的填筑厚度。

⑤平整。過(guò)渡段整平采用挖掘機(jī)、裝載機(jī)進(jìn)行整平,人工配合精平,并按要求作 4%的橫向排水坡。

(5)碾壓。碾壓設(shè)備包括重型壓路機(jī)、小型壓路機(jī)及振動(dòng)夯。

①級(jí)配碎石填筑完后必須及時(shí)進(jìn)行碾壓,不能超過(guò) 2h,以防凝固無(wú)法壓實(shí)。

②過(guò)渡段級(jí)配碎石采用重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,碾壓的遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)碾壓檢測(cè)的結(jié)果確定,靠近涵洞 1 m的范圍內(nèi),采用振動(dòng)夯及小型壓路機(jī)碾壓夯實(shí)。

③路基兩側(cè)邊緣為保證壓路機(jī)安全同時(shí)確保碾壓密實(shí),采用人字形碾壓。

④過(guò)渡段四周互相連接部分是薄弱環(huán)節(jié)(級(jí)配碎石與 A、B組填料縱、橫向接頭、沉降板周圍、涵洞側(cè) 1 m范圍等),碾壓時(shí)作為重點(diǎn)碾壓對(duì)象,絕不能出現(xiàn)漏壓現(xiàn)象。

(6)涵洞兩側(cè)過(guò)渡段必須同步填筑,絕不能先填一側(cè)再填另一側(cè)而造成涵洞偏壓。

(7)涵洞頂面填筑時(shí)注意 1m范圍內(nèi)要采用靜壓,不允許振動(dòng)碾壓,必須保證涵頂填土大于 1m時(shí)方可振動(dòng)碾壓。

(8)涵洞過(guò)渡段要連續(xù)作業(yè),如果下一層填筑完后不能及時(shí)進(jìn)行上一層填筑時(shí),要及時(shí)用土工布覆蓋,并灑水養(yǎng)生。

(9)縱向與路基順接,過(guò)渡段必須挖臺(tái)階(臺(tái)階按0.2m×0.4m),而且要保證臺(tái)階段密實(shí)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)加強(qiáng)過(guò)渡段施工過(guò)程管理控制,嚴(yán)格抓好每一道工序,每一個(gè)環(huán)節(jié),并不斷地總結(jié)施工工藝,我項(xiàng)目對(duì)過(guò)渡段施工質(zhì)量整體處于受控狀態(tài),施工工藝及成形質(zhì)量滿足鐵路客運(yùn)專線要求,可以在過(guò)渡段施工中推廣。要特別注意的是過(guò)渡段的施工過(guò)程管理必須引起高度重視,保證施工一次到位成形,因?yàn)榧?jí)配碎石摻 5%水泥后強(qiáng)度較高,如果要返工處理很困難,甚至要采用風(fēng)鎬破除,而且返工后的材料全部浪費(fèi),質(zhì)量、進(jìn)度、成本都會(huì)受到嚴(yán)重影響。

[1]鐵建設(shè)[2005]160號(hào),客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]武漢至廣州客運(yùn)專線花都段施工圖路基設(shè)計(jì)圖集[Z],2006.