客運(yùn)專線改良土路基填筑施工工藝

【摘 要】 本文在對(duì)客運(yùn)專線路基特點(diǎn)做出研究與闡述的基礎(chǔ)上，對(duì)客運(yùn)專線改良土路基填筑施工工藝進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】 客運(yùn)專線；改良土；路基施工；施工工藝

一、客運(yùn)專線以及客運(yùn)專線路基特點(diǎn)概述

由于我國(guó)鐵路所承受的運(yùn)輸壓力較大，所以客運(yùn)專線也應(yīng)運(yùn)而生，客運(yùn)專線的定義從字面上就能得到理解即旅客列車專用的路網(wǎng)鐵路，客運(yùn)專線鐵路上的列車一般時(shí)速都在200km以上，較大的客運(yùn)量、較高的效能、顯著的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益以及舒適、高速和安全是客運(yùn)專線的明顯特點(diǎn)。也正因?yàn)榭瓦\(yùn)專線具有這些特點(diǎn)，所以客運(yùn)專線的施工具有嚴(yán)格的要求，在客運(yùn)專線施工中必須保證軌道機(jī)構(gòu)的幾何尺寸高度穩(wěn)定和平順，而這點(diǎn)要求的實(shí)現(xiàn)就必須依賴于剛度大、強(qiáng)度高并且長(zhǎng)久穩(wěn)定和縱向變化相對(duì)均勻的路基。客運(yùn)專線安全性、高速性等特點(diǎn)對(duì)路基施工提出要求給客運(yùn)專線設(shè)計(jì)工作、施工工作以及養(yǎng)護(hù)工作都到來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，所以在客運(yùn)專線的路基施工中，必須以創(chuàng)新務(wù)實(shí)的態(tài)度為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行路基的設(shè)計(jì)與施工，尤其是路基的填筑應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視?？瓦\(yùn)專線中路基的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

（一）客運(yùn)專線路基要具備極強(qiáng)的抗變形能力

平順性是保障客運(yùn)專線鐵路安全和高速的基本要求，相比較普通公路路基填筑和一般鐵路路基填筑而言，客運(yùn)專線在軌道本身的平順性具有極高的要求，路基作為鐵路工程中重要的構(gòu)成部分，承受著列車的荷載以及軌道的結(jié)構(gòu)重量，同時(shí)也是鐵路工程中十分不穩(wěn)定和十分薄弱的環(huán)節(jié)。路基不平順不然會(huì)導(dǎo)致軌道不平順，所以鐵路客運(yùn)專線不僅要求路基能夠具有一般鐵路的路基所具備基本性能要求，同時(shí)要同時(shí)做到靜態(tài)下的平順與動(dòng)態(tài)下的平順，而路基的變形問(wèn)題使應(yīng)當(dāng)避免的主要問(wèn)題之一。

（二）客運(yùn)專線路基本身的剛度要具有均勻性

列車的速度與對(duì)路基剛度的要求成正比，即列車的行駛速度越快，路基本身的剛度就要越大。但是同時(shí)路基剛度如果過(guò)大也會(huì)加大列車本身的震動(dòng)，從而導(dǎo)致列車不能平穩(wěn)的行使，而路基本省剛度的不均勻也會(huì)造成軌道在動(dòng)態(tài)條件下出現(xiàn)不平順的問(wèn)題。所以鐵路客運(yùn)專線作為高速鐵路必然會(huì)要求路基具有均勻的剛度，避免剛度突變的情況出現(xiàn)。

（三）客運(yùn)專線路基的性能在自然條件中具有穩(wěn)定性

路基在列車行駛的過(guò)程中需要支撐軌道結(jié)構(gòu)的靜荷載，同時(shí)要支撐列車本身重力荷載帶來(lái)的反復(fù)作用。路基需要在自然條件下長(zhǎng)期暴露，所以需要對(duì)雨雪作用、溫度變化以及地震破壞等作用進(jìn)行抵抗，鐵路客運(yùn)專線要求路基在這些因素的影響中維持較高的強(qiáng)度以及形狀，從而延長(zhǎng)鐵路的壽命并減少維修的成本。只有如此才能夠保證列車的高速行駛以及行駛的安全性。

二、客運(yùn)專線改良土路基填筑施工工藝

在客運(yùn)專線的路基施工中，所需要進(jìn)行改良的對(duì)象多為膨脹土，膨脹土土壤結(jié)構(gòu)十分密致，土質(zhì)本身具有較高的強(qiáng)度以及較小的壓縮性，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)為在吸水的時(shí)候膨脹，在失水的時(shí)候收縮，所以當(dāng)膨脹土路基本身的含水量較多時(shí)，土質(zhì)的透水性會(huì)較差并且強(qiáng)度也會(huì)下降，在客運(yùn)專線的路基中容易產(chǎn)生路基沉降或者冒泥翻漿，所以在客運(yùn)專線路基施工中將膨脹土當(dāng)做路基填料時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行改良。本文以合武客運(yùn)專線的路基施工為例，對(duì)基床下的路堤填筑工藝、基床填筑工藝進(jìn)行了研究。

（一）基床下路堤填筑工藝

在合武線的鐵路客運(yùn)專線的基床下路堤施工中，以地質(zhì)條件為依據(jù)將填料設(shè)計(jì)為石灰改良土路基，其中根據(jù)填土的高度可以分為高路堤和低路堤，在此過(guò)程中在膨脹土路基中摻進(jìn)6%的石灰對(duì)膨脹土進(jìn)行改良是填筑工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1：填料

在進(jìn)行膨脹土改良的拌料中，硫酸鹽的含量應(yīng)當(dāng)?shù)陀?.8%，破碎的土塊最大的粒徑要等于小于40mm，高于15mm的顆粒應(yīng)該控制在20%以下，在此過(guò)程中可以采用尺量法或者篩分進(jìn)行檢查。所用石灰的品質(zhì)要高于III級(jí)灰，摻入量要在6%以上，在膨脹土改良中所摻入的石灰深入比應(yīng)該達(dá)到6%，在此過(guò)程中進(jìn)行控制的標(biāo)準(zhǔn)主要包括要滿足路基填筑的質(zhì)量要求，在進(jìn)行72小時(shí)的浸水后不會(huì)出現(xiàn)崩解的現(xiàn)象。熟石灰和生石灰二者本身的差別并不是特別明顯，但是生石灰能夠更加有效的使膨脹土含水量降低以控制膨脹土的變形，所以生石灰應(yīng)當(dāng)被優(yōu)先考慮。在取用生石灰進(jìn)行土質(zhì)改良的過(guò)程中，需要將生石灰進(jìn)行磨細(xì)處理并使其粒徑在1mm以下。當(dāng)取用熟石灰進(jìn)行土質(zhì)改良時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行充分的消解并馬上使用，在此過(guò)程中保證石灰本身的適度可以避免飛揚(yáng)的問(wèn)題，但是同時(shí)也要避免由于過(guò)濕而產(chǎn)生成團(tuán)的問(wèn)題。

2：路拌法施工工藝

（1）流程

路拌法施工工藝的流程主要包括取土-預(yù)拌1%石灰悶料-攤平-進(jìn)行一至二遍的輕壓-進(jìn)行石灰撒布-路拌機(jī)進(jìn)行拌合-汽車進(jìn)行裝運(yùn)-攤平并進(jìn)行初壓-復(fù)壓-終壓并整形-檢測(cè)與養(yǎng)生-進(jìn)行上層填筑

（2）施工工藝

在進(jìn)行平整和初壓的過(guò)程中需要采用推土機(jī)等施工器械初步攤鋪和憑證粗料，不免表面出現(xiàn)不平，最后對(duì)這些平整號(hào)的粗料進(jìn)行輕壓；在進(jìn)行石灰撒布的過(guò)程中需要在已經(jīng)經(jīng)過(guò)初平處理后的待拌土層上均勻的進(jìn)行消解石灰的撒布，當(dāng)含水量較大時(shí)有必要進(jìn)行磨細(xì)生石灰的添加。在施工過(guò)程中要對(duì)含灰量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，由于在施工過(guò)程中石灰中的鈣鎂等會(huì)出現(xiàn)一定的損失，所以有必要適當(dāng)增加石灰的滲入量來(lái)確保滲入的石灰能夠達(dá)到要求。土和石灰的混合料所鋪展的侯府應(yīng)當(dāng)以稍高勿低為原則，從而避免出現(xiàn)需要進(jìn)行補(bǔ)料的情況為施工帶來(lái)困難，用平地機(jī)整平混合料可以很好的實(shí)現(xiàn)厚度要求，同時(shí)也可以有效避免在補(bǔ)料后出現(xiàn)結(jié)合不緊密的情況或者碾壓過(guò)程中出現(xiàn)起皮或者留下痕跡的問(wèn)題。

（3）拌合

當(dāng)完成石灰的均勻撒布后，需要使用路拌機(jī)進(jìn)行拌合和粉碎工作。拌合工作進(jìn)行幾遍后，可以通過(guò)目測(cè)方法來(lái)觀察拌合效果，當(dāng)拌合均勻并且沒(méi)有石灰堆積問(wèn)題以及沒(méi)有夾層后，需要進(jìn)行取樣來(lái)篩分并開(kāi)展石灰劑量實(shí)驗(yàn)。拌合料的粒徑符合設(shè)計(jì)要求后，可以采用直讀儀或者EDTA滴定法進(jìn)行石灰劑量的快速測(cè)定。當(dāng)石灰的劑量明顯不足時(shí)，需要及時(shí)的進(jìn)行石灰補(bǔ)撒并重新進(jìn)行拌合。如果拌合料的粒徑不能符合設(shè)計(jì)要求，可以通過(guò)多進(jìn)行幾遍拌合來(lái)讓其符合設(shè)計(jì)要求。如果場(chǎng)地面積受到限制，可以采用疊層路伴，但是拌合的層數(shù)需要在三層以內(nèi)，以避免出現(xiàn)下層板結(jié)的情況，在此過(guò)程中拌合機(jī)的葉輪要注意切入深入達(dá)到下層的3-5mm，避免產(chǎn)生漏板和夾層的現(xiàn)象。

（4）運(yùn)輸

在運(yùn)輸過(guò)程中需要確保運(yùn)輸車輛的容量和數(shù)量能夠盡快運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)料，避免出現(xiàn)沾、堵的現(xiàn)象。當(dāng)在比較干燥的氣候中進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，由于水分蒸發(fā)的速率較快，所以車斗應(yīng)該進(jìn)行覆蓋處理，從而確?；旌狭虾磕軌蚍鲜┕?biāo)準(zhǔn)。

（5）攤鋪

試驗(yàn)攤鋪是對(duì)施工方案、機(jī)械性能等做出檢驗(yàn)的重要手段，所以在開(kāi)展正是的鋪筑前有必要進(jìn)行試驗(yàn)施工，試驗(yàn)路段可以定未200米，在試驗(yàn)攤鋪施工中，有必要采用多種攤鋪方案來(lái)比較攤鋪效果，從而采取最有效的攤鋪方案來(lái)使攤鋪工作負(fù)荷設(shè)計(jì)要求。在此過(guò)程中監(jiān)理工程師有必要進(jìn)行旁站，從而對(duì)攤鋪施工工作進(jìn)行監(jiān)督。

（6）整平與碾壓

壓實(shí)工作需要按照試驗(yàn)階段確定的碾壓參數(shù)進(jìn)行開(kāi)展，順序主要包括靜壓-振壓-靜壓整形。在碾壓過(guò)程中應(yīng)當(dāng)從兩側(cè)向中間集中。在交界處必須進(jìn)行重疊壓實(shí)，其搭接的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)在2m以上。在壓路機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，要避免出現(xiàn)急剎車以及掉頭的情況，以免對(duì)碾壓的基面造成損傷。邊角處等不宜使用大型壓路機(jī)的區(qū)域可以用手扶式的震動(dòng)夯進(jìn)行振壓，不免出現(xiàn)死角。當(dāng)輾壓工作結(jié)束后有必要采用平地機(jī)進(jìn)行一定的憑證，從而確保其平順度和坡度等達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（二）基床表層的填筑施工工藝

客運(yùn)專線中的基床表層需要具備以下幾點(diǎn)性能：一是使線路的強(qiáng)度增強(qiáng)，保證路基的穩(wěn)定性以及剛度，控制動(dòng)態(tài)彈性變化；二是防止基床土深入道渣層并避免道渣被壓進(jìn)基床；三是避免基床深入雨水導(dǎo)致出現(xiàn)軟化；四是確保土基避免直接承受凍害等能夠損害路基的自然條件的影響。

1：填筑材料

為了確保讓基床的表層具有以上提出的幾點(diǎn)性能，使用普通的填土是無(wú)法勝任的，在合武線的基床表層填筑施工中，使用了級(jí)配碎石作為填筑材料。

2：級(jí)配碎石基床表層填筑施工工藝

在合武客運(yùn)專線的基表層填注中，所采用的方法是級(jí)配碎石填筑，表層的設(shè)計(jì)厚度是0.6m，級(jí)配碎石都是在級(jí)配碎石拌合站進(jìn)行生產(chǎn)并用自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，通過(guò)攤鋪機(jī)的攤鋪以及壓路機(jī)的輾壓最終成型。其工程施工工藝主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）廠拌法級(jí)配碎石混合料生產(chǎn)

在此過(guò)程中，主要包括原料的質(zhì)量控制、試拌合和正式拌合三部分內(nèi)容。在原料的質(zhì)量控制方面，首先要對(duì)石料進(jìn)行試驗(yàn)以確定壓碎值以及有機(jī)物含量等是否符合規(guī)范要求，其中壓碎值要等于小于30%，有機(jī)物含量要等于小于2%。其次要確保水質(zhì)中不含有有害物質(zhì)；在試拌合過(guò)程中，要以實(shí)驗(yàn)室中確定的配合比進(jìn)行拌合，在試拌和前要對(duì)計(jì)量設(shè)備的可靠性以及精準(zhǔn)度進(jìn)行檢驗(yàn)。試拌合可以有效的對(duì)拌合的可行性做出檢驗(yàn)，此工作有必要在正式拌合之前的半月至10日內(nèi)進(jìn)行；在正式拌合中，應(yīng)當(dāng)以試拌合所得到的配合比作為依據(jù)，此過(guò)程中應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定的頻度對(duì)含水量和級(jí)配進(jìn)行檢驗(yàn)，確保得符合規(guī)定的配合比，考慮到在運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的含水量損失，所以在版何種的含水量要稍微高出設(shè)計(jì)含水量。

（2）運(yùn)輸混合料

運(yùn)送混合料的自卸汽車應(yīng)當(dāng)在15t以上，在運(yùn)輸途中有必要使用彩條布進(jìn)行覆蓋，從而避免環(huán)境污染和水分蒸發(fā)，同時(shí)也避免出現(xiàn)緊急剎車以防止混合料離析，在卸料的過(guò)程中要掌握好卸料的高度，經(jīng)過(guò)拌合的混合料要盡快的進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)。

（3）攤鋪與壓實(shí)

在進(jìn)行級(jí)配碎石基床的攤鋪與壓實(shí)工作中，攤鋪方法可以采用雙機(jī)攤鋪，進(jìn)行攤鋪的長(zhǎng)度要控制在100-200m之內(nèi)。以試驗(yàn)得出的松鋪系數(shù)為依據(jù)進(jìn)行松鋪厚度的計(jì)算，在路肩的便顯處可以使用鋼絲繩引導(dǎo)法進(jìn)行層厚、標(biāo)高和橫坡的控制。在聯(lián)機(jī)攤鋪中攤鋪的強(qiáng)度要控制在450t/h上下，攤鋪的速度應(yīng)被控制與1.5-2.0m/min，避免因?yàn)樗俣冗^(guò)快而產(chǎn)生離析的情況。在碾壓時(shí)，考慮到混合料的含水量損耗，所以碾壓的過(guò)程中壓實(shí)難度很大并且容易出現(xiàn)裂縫，所以有必要利用噴霧器進(jìn)行灑水來(lái)開(kāi)展壓實(shí)工作，在碾壓結(jié)束后需要使用3m支持進(jìn)行平整度檢測(cè)，對(duì)于機(jī)械無(wú)法完成的攤鋪地帶有必要進(jìn)行人工作業(yè)。

（4）施工時(shí)間控制

在夏季從拌合到成型的實(shí)踐間隔應(yīng)當(dāng)控制在兩小時(shí)以內(nèi)，無(wú)論是出于輾壓原因還是攤鋪原因，超過(guò)三個(gè)小時(shí)沒(méi)有成型的混合料需要當(dāng)做廢料進(jìn)行處理。

（5）交通防護(hù)和管制

在級(jí)配石攤鋪完工后，應(yīng)當(dāng)對(duì)交通進(jìn)行封閉，避免除灑水車以外的車輛通行，當(dāng)必須由車輛進(jìn)行通行時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)車輛本身的重量進(jìn)行控制，并且使其速度控制在15km/h，避免出現(xiàn)急剎車和轉(zhuǎn)彎的情況。

（6）上下層間的處理

在進(jìn)行上層攤鋪時(shí)應(yīng)先對(duì)下層進(jìn)行處理，其中處理工作包括進(jìn)行污染物清除以及拉毛下層層面，并對(duì)拉毛工作產(chǎn)生的雜物進(jìn)行處理，同時(shí)要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑⑺?，從而確保上層與下層具有較好的結(jié)合性。

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