淺談高鐵路基試驗段A、B組填筑工藝控制

摘 要：高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)高、技術(shù)含量大、施工難度要比普通鐵路大，路基工程做為結(jié)構(gòu)物已經(jīng)上升到一定的高度，其是高鐵中的薄弱環(huán)節(jié)，更是施工全過程的重中之重。以鄭徐高鐵路基試驗段AB組填料填筑為例，總結(jié)出一套合理的工藝流程和施工方法，提高高速鐵路路基填筑施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；路基填筑；試驗段；AB組填料；施工工藝

1 概況

1.1 工程概況

新建鐵路鄭州至徐州客運(yùn)專線全長361.937km，其中ZXZQ08標(biāo)段全長36.728km。路基試驗段填筑里程為DK319+682.64～ DK319+917.91，全長235.27m。位于宿州市蕭縣圣泉鄉(xiāng)附近。按350km/h雙線無碴軌道路基標(biāo)準(zhǔn)施工，基床底層及基床底層以下路堤采用AB組填料，基床表層采用級配碎石填筑?；驳讓蛹盎惨韵侣返藺B組填料36910m3，基床以下路堤填料最大粒徑不大于75mm，基床底層填料最大粒徑不大于60mm。填筑高度6.2～6.9m。全段范圍均分布厚層松軟土，覆蓋型巖溶區(qū)；此段地表表層分布有中堿性鹽漬土，地下水位2.5～4m。

1.2 填筑試驗段目的及意義

通過現(xiàn)場填筑試驗，確定路基填筑施工的機(jī)具配置、施工工藝流程及過程質(zhì)量控制方法、以及路基施工中的各項技術(shù)參數(shù)。為我工區(qū)的路基填筑施工制定科學(xué)合理的施工方案及方法，提高工效，加快工程進(jìn)度。

2 路基A、B組填料填筑試驗

2.1 試驗準(zhǔn)備

2.1.1 填料的選擇與試驗

本段路基所用填料選用宿州市蕭縣境內(nèi)生產(chǎn)的AB組填料。經(jīng)過生產(chǎn)加工并取樣試驗，證明該料場的碎石類土混合集料級配較好、細(xì)粒含量小于5%，最大粒徑小于75mm，符合《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》（TB10077-2004局部修訂）和《高速鐵路路基工程施工技術(shù)指南》AB組填料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

填料室內(nèi)試驗合格后，現(xiàn)場選擇合適層次及段落，作為填筑工藝試驗的區(qū)段，進(jìn)行AB組填料的填筑試驗，確定大規(guī)模施工中所采用的重型振動壓路機(jī)的合理攤鋪厚度、施工含水率的控制范圍、碾壓工藝參數(shù)（碾壓速度、遍數(shù)及激振方式組合），總結(jié)得出合理的施工工藝流程及過程質(zhì)量控制方法，以指導(dǎo)下一步大面積施工。

2.1.2 機(jī)械設(shè)備選擇及配套

針對AB組填料碎石類土填筑施工，料場采用裝載機(jī)上料，自卸汽車運(yùn)輸，現(xiàn)場卸料后推土機(jī)初平，人工配合平地機(jī)精平，重型振動壓路機(jī)壓實。對觀測管周圍及壓路機(jī)碾壓不到的地方，采用沖擊夯進(jìn)行夯擊壓實，人工配合挖掘機(jī)刷邊坡。

攤鋪碾壓機(jī)械配套組合分三種方案，碾壓遍數(shù)方案分別為：

A.靜壓1遍+弱振1遍+強(qiáng)振4遍+弱振1遍+靜壓1遍；

B.靜壓1遍+弱振1遍+強(qiáng)振3遍+弱振1遍+靜壓1遍；

C.靜壓1遍+弱振1遍+強(qiáng)振3遍+弱振1遍+靜壓2遍。

依據(jù)預(yù)定的不同機(jī)械組合方式分別進(jìn)行試驗，跟蹤檢測，確定了最佳的機(jī)械組合。

2.1.3 試驗檢測方法與壓實質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）試驗檢測方法。按照《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》及相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定基床以下路堤檢測地基系數(shù)K30和壓實系數(shù)K；基床底層檢測地基系數(shù)K30、壓實系數(shù)K及動態(tài)變形模量EVd。

主要的現(xiàn)場檢測設(shè)備見表2。

表2 主要的現(xiàn)場檢測設(shè)備

序號 儀器設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 備注

1 Evd動態(tài)變形模量測試儀 LFG型 1套

2 K30載荷試驗儀 浙江上虞 1套

3 電子天平 TD51001 1臺

4 含水量測定儀 / 1臺

5 容量筒 / 1套

6 灌水筒 Φ150、Φ200 1套

（2）壓實質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。試驗段路堤壓實質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 路堤壓實質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

路基部位 土類 地基系數(shù)K30（MPa/m） 壓實系數(shù)K

基床以下路堤 粗礫土 ≥130 ≥0.92

2.2 填料的攤鋪與碾壓試驗

用自卸汽車將碎石類土填料運(yùn)至試驗現(xiàn)場，在攤鋪整平過程中，根據(jù)混合料含水情況，配備灑水車隨時補(bǔ)充灑水，將施工含水率調(diào)整至適宜范圍時，再進(jìn)行碾壓。填筑試驗前，由現(xiàn)場技術(shù)員及施工負(fù)責(zé)人對推土機(jī)、平地機(jī)和壓路機(jī)司機(jī)及調(diào)度進(jìn)行技術(shù)交底，以確保各工作程序嚴(yán)格按照試驗方案執(zhí)行。

碾壓工藝試驗：在DK319+682.64～DK319+917.91區(qū)段基床底層以下路堤本體的第一層、第二層及第三層進(jìn)行路基填筑工藝試驗。

2.3 實施過程

2.3.1 第一層填筑

第1層填筑松鋪厚度控制在31cm左右，碾壓遍數(shù)按照6、7、8遍逐步增加方式控制。

第一層填筑（填筑順序為小里程往大里程方向進(jìn)行填筑）填料采用挖掘機(jī)裝料，自卸汽車運(yùn)輸，現(xiàn)場由施工員指揮卸料。

攤鋪完后，推土機(jī)進(jìn)行粗平，平地機(jī)精平。平整后的填料表面離析不明顯，表面較均勻，表觀看細(xì)顆粒含量合適。

采用XS250壓路機(jī)碾壓，靜壓1遍后，弱振1遍后現(xiàn)場進(jìn)行含水量檢測，含水量達(dá)到7.0～8.3%，重新進(jìn)行碾壓，碾壓組合方式為：靜1 +弱1 +強(qiáng)4+弱1+靜1（碾壓過程中強(qiáng)振1遍時表面局部有松散現(xiàn)象，強(qiáng)振第2遍時整個表面比較松散）。

對最后3遍進(jìn)行壓實系數(shù)K、孔隙率、Evd檢測，結(jié)果如下：

（1）數(shù)據(jù)分析。①碾壓6遍后，壓實系數(shù)K及地基系數(shù)K30滿足要求。②碾壓7遍后，壓實系數(shù)K及地基系數(shù)K30滿足要求，但檢測數(shù)值比第6遍數(shù)值稍大。③碾壓8遍后，壓實系數(shù)K及地基系數(shù)K30滿足要求，但檢測數(shù)值比第7遍數(shù)值稍大。

（2）結(jié)論。①松鋪厚度為31cm，壓實厚度為28cm；壓實系數(shù)為1.11。②最優(yōu)含水率為7.2%。③碾壓方式組合（8遍）：靜1 +弱1 +強(qiáng)4+弱1+靜1。④第一遍、第二遍、第七遍以及第八遍壓路機(jī)行駛速度

2.3.2 第二層填筑

（1）數(shù)據(jù)分析。①碾壓6遍后，壓實系數(shù)K及地基系數(shù)K30滿足要求。②碾壓7遍后，壓實系數(shù)K及地基系數(shù)K30滿足要求，檢測數(shù)值比第6遍數(shù)值稍大；機(jī)械配備、碾壓方式、試驗檢測結(jié)果比較理想。③碾壓8遍后，壓實系數(shù)K和地基系數(shù)K30滿足要求，但是機(jī)械功率消耗過大。

（2）結(jié)論。①松鋪厚度為33cm，壓實厚度為30cm；壓實系數(shù)為1.10。②最優(yōu)含水率為7.0%。③碾壓方式組合（7遍）：靜1 +弱1 +強(qiáng)3+弱1+靜1。

第一遍和第七遍壓路機(jī)行駛速度以1.57～1.7km/h為宜，第二遍至第六遍壓路機(jī)行駛速度為2.0～2.5km/h。

2.3.3 第三層填筑

第3層填筑松鋪厚度繼續(xù)控制在35cm左右，碾壓遍數(shù)參照第2層碾壓組合方式：靜1 +弱1 +強(qiáng)3+弱1+靜2。

碾壓后對后3遍進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如下：

（1）數(shù)據(jù)分析。①碾壓6遍后，壓實系數(shù)K及地基系數(shù)K30滿足要求。②碾壓7遍后，壓實系數(shù)K及地基系數(shù)K30滿足要求，檢測數(shù)值比第6遍數(shù)值稍大；機(jī)械配備、碾壓方式、試驗檢測結(jié)果比較理想。③碾壓8遍后，壓實系數(shù)K和地基系數(shù)K30滿足要求，但是機(jī)械功率消耗過大。

（2）結(jié)論。①松鋪厚度為35cm，壓實厚度為32cm；壓實系數(shù)為1.09。②最優(yōu)含水率為7.9%。

碾壓方式組合（7遍）：靜1 +弱1 +強(qiáng)3+弱1+靜1。

第一遍和第七遍壓路機(jī)行駛速度以1.57～1.7km/h為宜，第二遍至第六遍壓路機(jī)行駛速度為2.0～2.5km/h。

3 松鋪系數(shù)的確定

在進(jìn)行碾壓工藝試驗時，采用的松鋪厚度為33cm，碾壓完畢后對各區(qū)段的壓實厚度進(jìn)行檢測，詳見表4所示。

依據(jù)表4中數(shù)據(jù)顯示表明，碾壓結(jié)束后的壓實厚度與松鋪厚度比值在1.10，因此AB組填料路基施工時的松鋪系數(shù)應(yīng)控制在此范圍之內(nèi)。

4 存在的問題及施工注意事項

（1）在路基施工中土工格柵鋪設(shè)時，搭接寬度不均勻，固定不牢固，在填料攤鋪中極易損壞；嚴(yán)禁機(jī)械直接碾壓土工格柵。

（2）預(yù)留的橫向臺階不規(guī)范，寬度不均勻，線形不整齊。

（3）沉降板周圍填料處理不到位，個別部位壓實標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到要求。

（4）在填筑中填料數(shù)量控制不準(zhǔn)確，加大了推土機(jī)平地機(jī)的工作量，致使出現(xiàn)較多的填料集窩現(xiàn)象；路基表面的平整度較差。

（5）路基填筑施工嚴(yán)格按照“三階段、四區(qū)段、八流程”的工藝流程組織施工。

（6）壓路機(jī)不得在末壓完或剛成型的路基上急剎車、急調(diào)頭、轉(zhuǎn)向。

（7）在設(shè)置沉降板時必須保證基板的水平及測桿的垂直，套管安裝必須牢固垂直，保證測桿處于套管的中心；時進(jìn)行試驗檢測，加強(qiáng)對沉降觀測設(shè)備的保護(hù)。

5 結(jié)語

通過開展路基試驗段工藝性試驗，有效確定了試驗參數(shù)，施工注意的事項及問題，并在后續(xù)路基填筑施工中加以完善和改進(jìn)，做到更好的組織好路基施工，加強(qiáng)過程控制，能有效確保高鐵路基填筑工程質(zhì)量。

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作者簡介：朱廣平（1982- ），男，本科，工程師，研究方向：高速鐵路、橋梁、路基、隧道等施工技術(shù)。