高速鐵路路基施工技術(shù)及質(zhì)量檢測方法分析

王洪濤

（中鐵六局太原鐵路建設(shè)有限公司， 山西 太原 030001）

本文主要從高速鐵路有關(guān)的施工技術(shù)及質(zhì)量檢測方面進(jìn)行分析，研究影響其路基質(zhì)量的因素，并且總結(jié)施工技術(shù)各環(huán)節(jié)所需注意的事項(xiàng)，最后對目前所用的施工質(zhì)量檢測方法進(jìn)行闡述，希望可以為提高高速鐵路路基質(zhì)量提供一定的參考。

1 高鐵路基的基本特征

1.1 路基的雙重荷載

高鐵路基的建設(shè)是極其重要的，當(dāng)路基建設(shè)結(jié)束后，就會開始進(jìn)行正式的使用，在運(yùn)行之時(shí)會受到可變荷載和永久荷載這兩種類型的作用力，導(dǎo)致路基受到損傷。在鐵軌上沒有任何列車運(yùn)行的時(shí)候，該狀態(tài)所受之作用力為永久荷載，與之相反的就是當(dāng)有列車運(yùn)行之時(shí)，該狀態(tài)所受之作用力為可變荷載，這兩種性質(zhì)不同作用力會使高速鐵路路基受到損壞，從而使鐵路的使用時(shí)間減少。

1.2 由于環(huán)境因素的影響，路基質(zhì)量受到干擾

由于路基完全處于外界當(dāng)中，所以它的路基質(zhì)量會受到環(huán)境的干擾。當(dāng)高速鐵路正式進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)行中之時(shí)，當(dāng)時(shí)的空氣濕度、天氣溫度等環(huán)境都會對高速鐵路的路基造成一定的干擾，這些自然環(huán)境的變化會讓高速鐵路路基的使用時(shí)間縮短。并且我國的地域廣闊，各處地理環(huán)境有著巨大的差異，例如南方的環(huán)境溫度較高，而北方則是相反，這些因素會讓鐵路路基受到損傷，使用年限變短。在投入使用的時(shí)間過長，路基就會出現(xiàn)一定程度的風(fēng)蝕，這就會影響路基的質(zhì)量，使路基出現(xiàn)沉降問題。因此，在高鐵的建設(shè)中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)做好防護(hù)措施，具體如下表1 所示；

表1 高速鐵路路基沉降變形控制標(biāo)準(zhǔn)

2 高鐵路基的施工技術(shù)

2.1 路基的填料強(qiáng)度、粒徑

路基的質(zhì)量同施工時(shí)所用的原材料有著極大的關(guān)聯(lián)。填料的強(qiáng)度是評價(jià)填料質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，填料剛度以及強(qiáng)度必須滿足施工要求。因?yàn)楦咚勹F路路基受到可變荷載和永久荷載這兩種類型的作用力，對于填料材料有著非常高的要求，在目前的高速鐵路路基施工中，所用的材料多為強(qiáng)度較高、壓縮性較小的填料。其中，高鐵路基填料的粒徑采用統(tǒng)一分類法進(jìn)行 劃分，如下表2、表3 所示。

表2 對于填料的粒徑采用“統(tǒng)一分類法”劃分

表3 高速鐵路路基施工的填料粒徑要求

在高速鐵路的建設(shè)中，路基的施工是極其重要的，而在整個環(huán)節(jié)中，過渡段尤為重要。在該環(huán)節(jié)施工之時(shí)，所用的原材料需要滿足施工要求。對于過渡段級配碎石范圍要求如下表4 所示。

表4 高鐵過渡段級配碎石范圍要求

2.2 路基填筑施工

1 測量準(zhǔn)備

在路基填筑施工中，施工之前的準(zhǔn)備很重要。其中，準(zhǔn)備期需要使用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線控制測量，并且要進(jìn)行聯(lián)測，從而達(dá)到測量規(guī)程。用全站儀沿線布置導(dǎo)線點(diǎn)及中線控制樁且進(jìn)行加密工作。導(dǎo)線點(diǎn)要進(jìn)行專門保護(hù)。另外，在施工環(huán)節(jié)里要不斷的進(jìn)行復(fù)測，六個月一次，用導(dǎo)線點(diǎn)復(fù)測，從而使工作質(zhì)量得到提高。

使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程控制，并利用本工程以外的高程控制點(diǎn)進(jìn)行高程聯(lián)測，并全部滿足測量規(guī)程，布置高程控制網(wǎng)，高程控制點(diǎn)進(jìn)行專門保護(hù)。另外，在施工環(huán)節(jié)里要對高程控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測，并且保證每三個月復(fù)測一次。這樣做的目的是防止控制點(diǎn)受到破壞，或者出現(xiàn)一些細(xì)微的問題。此外，為了保護(hù)高程控制網(wǎng)的可靠性，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的做定期檢查。

2 地基處理

在開工之前，應(yīng)當(dāng)查看圖紙或者根據(jù)工程師提供的路基范圍，清理場地出現(xiàn)的障礙物，并且對設(shè)施進(jìn)行清理，并對現(xiàn)場核實(shí)和補(bǔ)充，及時(shí)通知業(yè)主及監(jiān)理工程師。

現(xiàn)場核實(shí)完成及設(shè)施清理完成后，及時(shí)按照規(guī)范進(jìn)行場地清理。

場地清理包括清除路基范圍內(nèi)的樹木、灌木叢等均應(yīng)在施工前砍伐或移植，徹底清除樹根、草皮等植物根系，清除的樹木應(yīng)妥善放置并處理。如有種植土，應(yīng)將種植土全部處理，并檢查是否有生活垃圾及建筑廢料，如有則立即清除，不得使用在路基填料中。

3 路基施工

3.1 確定工藝試驗(yàn)路段

工藝試驗(yàn)路段施工的主要目的在于采用選擇不同的施工方案做對比，選出其中最優(yōu)方案來進(jìn)行全線路基施工。根基亞視情況適當(dāng)調(diào)整松鋪厚度，用推土機(jī)進(jìn)行填料攤鋪平整，平地機(jī)刮平，再用壓路機(jī)快速碾壓，對出現(xiàn)坑洼進(jìn)行平整。確保每層壓實(shí)厚度不超過30cm，嚴(yán)禁傾填施工。路基頂面設(shè)置由中心至路肩設(shè)置排水坡。同時(shí)在施工時(shí)記錄好分層厚度、壓實(shí)系數(shù)，由技術(shù)人員制定出計(jì)劃分層數(shù)、壓路機(jī)走行速度，壓實(shí)機(jī)械的類型、碾壓遍數(shù)、每層材料的松鋪厚度、材料含水量等。試驗(yàn)完成后及時(shí)整理資料，并將結(jié)果報(bào)批至監(jiān)理工程師處。路基填筑應(yīng)整平，厚度要均勻，層面無顯著的局部凹凸。

3.2 施工工藝及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

在路基施工中，應(yīng)當(dāng)按照一定的組織實(shí)施，即：三階段、四區(qū)段、八流程的施工工藝組織實(shí)施，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：按照《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB10414-2003）及業(yè)主下發(fā)文件進(jìn)行路基填筑。

在施工過程中，最重要的部分就是填筑施工，為了保證高速鐵路路基滿足質(zhì)量要求，必須合理進(jìn)行施工的設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)圖紙的科學(xué)合理，并且必須按照最終得出的施工方案和圖紙中的規(guī)定完成有關(guān)的施工任務(wù)。

在施工前，為保證路基的質(zhì)量，需要對填筑所用的材料進(jìn)行檢測，保證料源不出質(zhì)量問題。進(jìn)行施工之時(shí)，應(yīng)當(dāng)對放樣邊樁及中樁做好標(biāo)識，同時(shí)將在邊樁及中樁上記下測量出的結(jié)果（測量的數(shù)據(jù)指標(biāo)為樁體的厚度），并且使用畫網(wǎng)格線的方式，將現(xiàn)場網(wǎng)格所需的卸料量通過數(shù)學(xué)方法得出，通常網(wǎng)格尺寸縱橫向

分別為7 和6m。除此之外，還需要根據(jù)室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)以及實(shí)際的施工情況對施工展開合理的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整施工的方式，達(dá)到提高施工質(zhì)量的目的。

在碾壓施工環(huán)節(jié)，需要采用靜壓、弱壓、強(qiáng)壓的施工方式，并且根據(jù)實(shí)際的施工情況，合理調(diào)整碾壓的遍數(shù)，同時(shí)為保證碾壓的有效性，需要控制碾壓速度在3～6km/h 之間，碾壓的擊振力在400～500kN 之間。

3 高鐵路基施工的質(zhì)量檢測方法

3.1 壓實(shí)系數(shù)K

在以前高鐵實(shí)施的開始，用于測量施工現(xiàn)場的填土密度的方式，通常用灌砂、環(huán)刀和核子密度儀等方式，根據(jù)填料方式的不同，選擇合適的方式，環(huán)刀法適用于測定粉土和黏性土。蠟封法適用于測定環(huán)刀難以切削并易碎裂的土。灌砂法適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于75mm 的土。灌水法適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于200mm 的土。氣囊法適用于測定最大粒徑小于40mm 的土。核子射線法適用于現(xiàn)場測定填料為細(xì)粒土、粗粒土的壓實(shí)密度。不過這些方法都會對壓實(shí)土面造成破壞。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可能會有更加精密且不會對壓實(shí)土面造成破壞的技術(shù)。

3.2 地基系數(shù)K30

高速鐵路路基的質(zhì)量主要是通過它的變形性質(zhì)和彈性層狀的剛度這兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行體現(xiàn)，一般使用K30 檢測土體在荷載作用下，下沉量基準(zhǔn)值所對應(yīng)的荷載強(qiáng)度與下沉量基準(zhǔn)值的比值。其中，這個試驗(yàn)主要應(yīng)用于土石的混合填料中，但是它的粒徑不能過大，否則會影響高速鐵路的建造，對其的質(zhì)量有很大的影響。同時(shí)，測試的有效深度也有一定的要求，相關(guān)人員必須按照相關(guān)規(guī)格選擇，防止錯誤出現(xiàn)。

3.3 動態(tài)和靜態(tài)質(zhì)量檢測類別

永久荷載與可變荷載這兩種作用力作用高速鐵路路基，在保證路基施工滿足施工要求的基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)行動態(tài)和靜態(tài)質(zhì)量檢測，這兩種檢測方式通過引用自動模量Evd 參數(shù)，可以獲得更加真實(shí)的高速鐵路路基的壓實(shí)度，檢測結(jié)果十分準(zhǔn)確。

4 結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展，人們的需求越來越高，而高鐵作為一種交通方式，在生活中起著十分重要的作用。同時(shí)，它的質(zhì)量會直接影響它的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，而對于它的施工技術(shù)和檢測方式進(jìn)行研究有助于提高我國的高速鐵路路基質(zhì)量，因此需要在這方面加大重視程度，找出提高高鐵路基質(zhì)量的有效措施，使高鐵的建設(shè)不會出現(xiàn)問題，并且可以讓人們放心的使用，讓我國的交通事業(yè)更進(jìn)一步。