鐵路工程路基施工技術(shù)探討

魏麗珍

摘 要 由于鐵路工程的特殊性，路基施工中任何一個(gè)工序的疏忽都可能會(huì)給未來(lái)線路的運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患，在施工時(shí)一定要遵照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程來(lái)進(jìn)行，只有進(jìn)行科學(xué)有序的組織，避開諸多不良因素，才能建設(shè)出一條高質(zhì)量的線路。太興鐵路工程為國(guó)家Ⅰ級(jí)鐵路，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為重型軌道鋪設(shè)無(wú)縫鋼軌時(shí)速120公里標(biāo)準(zhǔn)線路，中鐵六局集團(tuán)公司施工的太靜段正線長(zhǎng)94.5km，經(jīng)過(guò)科學(xué)組織施工，已于2015年全線開通運(yùn)營(yíng)。本文就新建的國(guó)家一級(jí)鐵路太興鐵路路基施工過(guò)程中的施工技術(shù)等管理控制做了回顧和探討，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞 路塹開挖;路基填筑;施工技術(shù)

1施工準(zhǔn)備

施工作業(yè)前進(jìn)行實(shí)地排查，逐一探明地上、地下有無(wú)管線，管線聯(lián)系產(chǎn)權(quán)單位進(jìn)行拆除、改移。在施工調(diào)查的基礎(chǔ)上再詳細(xì)搜集施工所牽涉的外部技術(shù)資料、數(shù)據(jù)、圖像等一手資料。填筑前，在工點(diǎn)附近引臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，放出線路中樁、填筑邊線或開挖邊線。細(xì)化施工作業(yè)指導(dǎo)書、下達(dá)針對(duì)性的技術(shù)交底。針對(duì)個(gè)別特殊工序單獨(dú)編制專項(xiàng)施工方案。

2路塹開挖

路塹開挖通常采用挖掘機(jī)和大噸位自卸汽車共同作業(yè)，也可采用鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行挖運(yùn)，對(duì)空間不足的地段和靠近路塹底部使用小型機(jī)械機(jī)具加人力配合施工。合理設(shè)置便道，開挖工作面的位置、施工次序，做到運(yùn)輸與挖掘、排水與防護(hù)統(tǒng)籌有序進(jìn)行。路塹開挖時(shí)按設(shè)計(jì)的邊坡由上至下分層逐一進(jìn)行，開挖面的排水坡要保證不小于百分之四，并且保持邊坡平順。開挖時(shí)不要挖斷巖層，采取防止振動(dòng)的措施，減少對(duì)原巖層的擾動(dòng)。開挖時(shí)經(jīng)常檢查塹坡頂、坡面，對(duì)危石和裂縫等不穩(wěn)定情況進(jìn)行處理。如果坡頂距離開挖線較近有建筑物或重要的結(jié)構(gòu)（如高壓電鐵塔）、危石等必須做好防護(hù)或在清除危險(xiǎn)后再進(jìn)行施工。當(dāng)路塹開挖達(dá)到設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高值時(shí)，核查土質(zhì)是否和勘察設(shè)計(jì)資料一致，否則及時(shí)提出變更申請(qǐng)。路塹地段的附屬工程同時(shí)施做盡早完工，并制訂相應(yīng)的成品與半成品保護(hù)措施，確保邊坡的穩(wěn)定性和路基本體的整體性密實(shí)性。

2.1 路塹排水系統(tǒng)施工

路塹施工前先做好臨時(shí)或永久排水構(gòu)筑物的施工，時(shí)刻形成一套完善的排水系統(tǒng)。塹頂為土質(zhì)、軟質(zhì)巖時(shí)，天溝及時(shí)鋪砌或采取防滲措施，開挖區(qū)保持排水系統(tǒng)通暢，提前排走不利于邊坡穩(wěn)定的各種地面水流或地下水，并與既有的排水系統(tǒng)形成匹配，排出的水流禁止沖刷路基，不得影響附近的道路和耕地，更不能危害到附近房屋、塔臺(tái)的地基穩(wěn)定。每段開挖工作完成后，對(duì)邊坡進(jìn)行及時(shí)防護(hù)，深路塹開挖要做到一個(gè)平臺(tái)、防護(hù)一個(gè)平臺(tái)，當(dāng)防護(hù)不能及時(shí)隨開挖進(jìn)行，要留夠滿足工序要求的保護(hù)層，等做防護(hù)工程時(shí)再進(jìn)行刷坡[1]。

2.2 深路塹開挖施工

深挖路塹采用“先縱向分段、后豎向分層，再階梯挖掘”的方式施工;深挖路段優(yōu)先安排施工，在太興鐵路西張至土堂段，已逐漸進(jìn)入山區(qū)地段，路塹開挖深度多處深達(dá)十幾米，進(jìn)入柳林河汾河二庫(kù)區(qū)段，路塹開挖深度達(dá)三四十米，中間設(shè)置平臺(tái)多，這就要求防護(hù)、排水與路塹成型科學(xué)組織有序進(jìn)行，開挖一個(gè)臺(tái)階防護(hù)一個(gè)臺(tái)階，直至達(dá)到塹底的設(shè)計(jì)標(biāo)高。開挖過(guò)程中隨時(shí)檢查測(cè)量邊坡位置，防止邊坡出現(xiàn)超挖和欠挖;邊坡部位預(yù)留一定厚度的土層，然后人工進(jìn)行邊坡修整。開挖到有邊坡平臺(tái)的時(shí)候，也必須預(yù)留保護(hù)土層，待施工平臺(tái)及截水溝時(shí)再整修，表面的排水坡度一定要達(dá)到向外側(cè)傾斜4%的要求，坡面上的坑洞、低洼處的樹枝等雜物清除后，要補(bǔ)填緊實(shí)。防護(hù)構(gòu)筑物緊跟開挖，盡早完工。砌筑側(cè)溝時(shí)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)坡度來(lái)控制，基底整平壓實(shí)，基底地基承載力一定要達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。側(cè)溝通常采用人工開挖，有條件的可借助小型機(jī)械以加快施工進(jìn)度，待砌筑的漿砌片石或澆筑的混凝土強(qiáng)度等級(jí)滿足設(shè)計(jì)值后，及時(shí)把基坑回填夯填密實(shí)。

2.3 膨脹土與黃土路塹施工

膨脹土路塹和黃土路塹避開雨季施工，太興線太靜段路基有1.5公里的黃土路塹，施工時(shí)就充分考慮到這些不利因素，在汛期來(lái)臨前及早完工。若遇到因工期等外部的原因必須在雨季施工時(shí)要集中力量快速施工，并隨時(shí)保持大于4%的坡度。路塹邊坡務(wù)必不能受水浸泡、沖刷，否則形成溝壑甚至造成邊坡失穩(wěn)，給后期的施工帶來(lái)額外的工作量和經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 石質(zhì)路塹爆破開挖

石方路塹開挖根據(jù)巖石的類別、風(fēng)化程度等多種因素確定施工方法。在太興鐵路太靜段太原至鎮(zhèn)城底增建二線工程中，挖石方量高達(dá)20萬(wàn)立方米，個(gè)別石質(zhì)路塹地段需要爆破開挖，路基爆破的效果要達(dá)到計(jì)劃的爆破形狀和石方量，同時(shí)還得保證邊坡和塹頂?shù)纳襟w不要受到破壞。后期需要外運(yùn)的石塊大小要方便鏟車挖運(yùn)和裝卸。在爆破之前要清理山體表層的植被和覆蓋層。覆蓋層較厚的時(shí)候，借助機(jī)械機(jī)具清除后再進(jìn)行鉆眼;覆蓋層較薄地段，人工清理植被后即可進(jìn)行鉆眼。為保證邊坡的穩(wěn)定性和外觀平順，路塹開挖一般采用淺孔爆破技術(shù)。若是邊坡中部設(shè)置有平臺(tái)，要分平臺(tái)來(lái)作業(yè)施工。如塹坡面較低沒(méi)有設(shè)置平臺(tái)，可直接從路塹的最頂部順著坡面設(shè)計(jì)鉆孔，一次鉆到路塹坡腳進(jìn)行爆破，切記要嚴(yán)格控制用藥量。經(jīng)科學(xué)組織施工，太靜段石質(zhì)路塹施工順利完成，對(duì)路塹邊坡和鄰近的橋隧等構(gòu)筑物也得到了應(yīng)有的保護(hù)。

3路基填筑與檢測(cè)

3.1 填筑原料選定

按照設(shè)計(jì)對(duì)路基填料的要求，對(duì)沿線就近的填料進(jìn)行調(diào)查取樣，進(jìn)行試驗(yàn)比對(duì)分析。再?gòu)奶盍系馁|(zhì)量、運(yùn)輸路線和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面來(lái)權(quán)衡考慮，確定所采用的取土場(chǎng)。最后經(jīng)對(duì)土質(zhì)取樣、篩分檢測(cè)，確定其質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求。由于在太興鐵路工程中土石方量大填少挖多，且棄方量大，按照土石方調(diào)配原則就近選擇合格的填料。路基基床底層多利用棄碴AB組土，路塹的基床底層采用石灰改良土來(lái)進(jìn)行換填。改良土的配合比必須進(jìn)行試驗(yàn)確定，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和所用土料的塑性指數(shù)、液限、塑限等指標(biāo)來(lái)進(jìn)行。改良土施工時(shí)采用拌和設(shè)備集中進(jìn)行，拌和時(shí)保證拌和均勻，同時(shí)配合碎土機(jī)具破碎土壤中的土塊，混合料中不能有大的土塊和未消解的石灰顆粒;每次拌和依據(jù)天氣情況控制混合料的含水率，使碾壓施工時(shí)能達(dá)到最佳的碾壓效果來(lái)保證密實(shí)度要求。

3.2 確定路基試驗(yàn)段

選擇斷面形式具有代表性的一個(gè)區(qū)段作為試驗(yàn)段，一般長(zhǎng)度不小于100m。為便于比較，路基試驗(yàn)段先后以25、30、35厘米三類松鋪厚度來(lái)做試驗(yàn)。填土厚度控制采取兩種方法：一是掌握每車土的方量數(shù)據(jù)，依據(jù)攤鋪厚度，計(jì)算出該車土攤鋪后能達(dá)到的面積，填筑地段上灑灰線形成網(wǎng)格，按照每格內(nèi)卸入一車料進(jìn)行填筑;二是在路基坡腳附近每隔10m立上竹竿，在竹竿上用紅布條標(biāo)記好試驗(yàn)攤鋪厚度的位置線，用以控制推土機(jī)作業(yè)厚度。對(duì)試驗(yàn)段的路基碾壓一次檢測(cè)一次，壓實(shí)一段檢測(cè)一段，整個(gè)過(guò)程認(rèn)真記錄填料虛鋪的厚度、壓實(shí)后的厚度、采取靜壓或是振動(dòng)碾壓，碾壓的次數(shù)、密實(shí)度或K30和孔隙率檢測(cè)值等相關(guān)數(shù)據(jù)，待到壓實(shí)指標(biāo)穩(wěn)定后即可結(jié)束碾壓，得出結(jié)論。試驗(yàn)段參數(shù)確定后，所有同類型的路基施工均按照該工藝流程分層分段逐層填筑碾壓并檢測(cè)[2]。

3.3 路基填筑施工

路基填筑采取橫斷面整幅寬度進(jìn)行，線路縱向分段。采土場(chǎng)配備挖掘機(jī)、裝載機(jī)挖裝填料，使用大型自卸翻斗車運(yùn)輸至路基工點(diǎn)，按路基邊線和網(wǎng)格線進(jìn)行卸料，采用方格網(wǎng)控制填料量，確定堆放密度，嚴(yán)格控制標(biāo)高。每一填筑層必須滿足設(shè)計(jì)的路拱，以確保路基面在雨天無(wú)積水。路拱務(wù)必在第一層填筑時(shí)形成，方便以后每層均可以等厚度填筑。若采用多種不同填料進(jìn)行填筑施工時(shí)，須將其分層施作，同層須使用同一類填料。為確保路基路肩的壓實(shí)度，施放邊線時(shí)預(yù)留出半米的加寬，當(dāng)路基防護(hù)工程施作時(shí)再做機(jī)械刷坡。底層的路基填筑壓實(shí)完成后，放邊樁，灑石灰邊線，以決定上層填筑的寬度，確保設(shè)計(jì)值和刷坡余量。若是拌和料要盡快運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，為減少水分損失在運(yùn)輸中進(jìn)行全覆蓋。混合料按整個(gè)橫斷面勻稱攤鋪，中途不宜中斷，假如施工中沒(méi)能連續(xù)施工，且中斷時(shí)間超過(guò)兩個(gè)小時(shí)，要在橫向設(shè)置施工縫。

（2）路基平整使用推土機(jī)粗平，再操作平地機(jī)進(jìn)行精細(xì)整理，將填筑面做成朝向路基雙側(cè)外均為4%的橫向排水坡。平地機(jī)作業(yè)軌跡從雙側(cè)路肩開始縱向行駛，逐漸向線路縱軸中心整平，必要時(shí)上人工填平小的坑洼。鋪筑時(shí)，按時(shí)檢測(cè)路基填料的含水量。對(duì)于細(xì)粒土和粘砂土的含水率，試驗(yàn)段試驗(yàn)中有測(cè)算出的最佳含水率，要保證碾壓前不超過(guò)百分之二的正負(fù)偏差。當(dāng)含水量較低時(shí)，在土場(chǎng)加水悶料，以保證填料的含水量達(dá)到最佳含水量。當(dāng)含水量超過(guò)規(guī)定值時(shí)，在路堤填筑面上用機(jī)械設(shè)備翻曬，并酌情降低填層虛鋪厚度，降低填料的含水量，以確保最佳的壓實(shí)密度。如果條件許可，可在填料中添加生石灰來(lái)做改良以減少含水量，提高填筑效率。

（3）路基碾壓采用振動(dòng)壓路機(jī)，根據(jù)“先穩(wěn)后振、先快后慢、縱向貫通、橫向盡收、輪跡重疊”的原則，沿線路縱向從路肩邊緣向路基中心進(jìn)行反復(fù)進(jìn)退碾壓或正反45度角碾壓，按照試驗(yàn)段確定的工藝流程依次進(jìn)行靜壓、弱振、強(qiáng)振等，完成初壓。碾壓時(shí)，注意壓路機(jī)走行輪跡，要有重疊有搭接，以保證無(wú)漏壓。對(duì)路肩、路基邊坡的壓實(shí)，先粗壓到路肩穩(wěn)固無(wú)下沉，然后再進(jìn)行靜壓。碾壓時(shí)壓路機(jī)外輪邊緣距離路基邊緣線要時(shí)刻保持大于0.3米，對(duì)壓路機(jī)不方便碾壓的地方，使用小型機(jī)械夯實(shí)。

（4）整形按設(shè)計(jì)的路拱和坡度進(jìn)行，在整形過(guò)程中，禁止車輛行駛。路基初步成型后檢查填層的厚度，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)料或減料。再次進(jìn)行碾壓，當(dāng)填料含水率最佳時(shí)，碾壓至要求的壓實(shí)密度，碾壓完成后表面沒(méi)有明顯的碾壓輪痕跡才合格。碾壓時(shí)，各區(qū)段交接處相互搭接重疊密實(shí)，縱向搭接長(zhǎng)度大于2米，上下兩層填筑接頭應(yīng)錯(cuò)開大于3米。若是改良土碾壓后，不能連續(xù)施工須養(yǎng)生，保濕養(yǎng)生不能小于7天。養(yǎng)生期間改良土保持合適的濕度，除灑水車外禁止車輛通行。

3.4 壓實(shí)度檢測(cè)

檢測(cè)采用密實(shí)度或K30或孔隙率兩項(xiàng)指標(biāo)共同控制。在中鐵六局施工的太興鐵路工程中，路塹基床底層AB組料或改良土填料采用核子密度儀和K30雙控檢測(cè)。路塹基床表層A組填料采用K30和孔隙率雙控檢測(cè)。按照試驗(yàn)確定的工藝流程，各檢測(cè)值均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求值。

3.5 預(yù)留沉降量

路基按設(shè)計(jì)標(biāo)高填筑時(shí)，按照路基高度預(yù)留一定的沉降量，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行修整和復(fù)核測(cè)量?；謴?fù)線路中線，施放路肩邊樁，每20m設(shè)一樁，進(jìn)行水平標(biāo)高測(cè)量，計(jì)算修整高度，路基整修依照設(shè)計(jì)圖紙結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行，并用壓路機(jī)再次碾壓，使路基面平整，橫坡縱坡均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)于加寬的部分刷去余量，修整后達(dá)到轉(zhuǎn)折處線條分明，直線順直，曲線圓順。軟基處理地段等設(shè)計(jì)有沉降和位移控制的要求時(shí)，在第一層填料填筑后，在路基中心埋設(shè)沉降觀測(cè)板、設(shè)置沉降觀測(cè)樁。碾壓完成后，進(jìn)行沉降觀測(cè)。路基面形成后在線路中心和兩側(cè)路肩設(shè)置路基面的觀測(cè)樁，縱向間距不要大于l00米，每段路堤至少保證1個(gè)觀測(cè)斷面，路堤較高（大于8米）地段進(jìn)行加密，并且保證至少有6個(gè)月的沉降觀測(cè)和調(diào)整期[3]。

4質(zhì)量與安全控制

路基工程施工質(zhì)量控制嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件和相應(yīng)的鐵路工程標(biāo)準(zhǔn)《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行驗(yàn)收檢驗(yàn)。認(rèn)真按照對(duì)應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目、批次進(jìn)行檢查控制，并填寫檢查記錄。

隨著近年來(lái)安全及環(huán)保要求逐漸提高，因太興工程太靜段為在原太嵐線旁增建二線，大部分施工屬于營(yíng)業(yè)線作業(yè)，鄰近營(yíng)業(yè)線施工空間小，對(duì)運(yùn)營(yíng)干擾較大，部分工點(diǎn)位于太原市市區(qū)和汾河二庫(kù)景區(qū)，對(duì)施工的安全標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保要求就更高了。項(xiàng)目部在施工中嚴(yán)格執(zhí)行鐵路局施工計(jì)劃，施工區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)志，在重點(diǎn)地段設(shè)置視頻監(jiān)控設(shè)備，禁止非施工人員進(jìn)出。現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)工點(diǎn)設(shè)一名專職安全員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的安全工作。針對(duì)爆破這項(xiàng)特殊工程，成立了爆破領(lǐng)導(dǎo)小組，在安全距離范圍內(nèi)設(shè)置安全警示標(biāo)志，專人指揮過(guò)往車輛和人員。施工場(chǎng)地專人灑水養(yǎng)護(hù)，避免揚(yáng)塵。生產(chǎn)中的廢棄物品及時(shí)處理，按環(huán)保規(guī)定清運(yùn)到指定地點(diǎn)棄置。在村莊和車站施工時(shí)設(shè)置圍檔。保護(hù)自然植被，做好對(duì)棄土場(chǎng)的防護(hù)工程，對(duì)裸露面進(jìn)行整治和防護(hù)。施工和各項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施、施工機(jī)械均設(shè)在遠(yuǎn)離居民區(qū)常年主風(fēng)向的下風(fēng)區(qū)，并采取防塵降噪等環(huán)保措施。

5結(jié)束語(yǔ)

在鐵路路基的施工中，只有做好充分的施工準(zhǔn)備，嚴(yán)格控制好每一個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)處理遇到的問(wèn)題，才能對(duì)整條的線路質(zhì)量提供有力的保證。本文回顧的是太興鐵路路基施工中的一些技術(shù)措施和注意事項(xiàng)，希望可以為大家提供一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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