鐵路橋梁路基壓實(shí)施工技術(shù)

宮曉北

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

鐵路橋梁工程施工難度大、技術(shù)要求高，路基作為重要的基礎(chǔ)部分，對后期工程的影響較為明顯，因此，加強(qiáng)路基施工質(zhì)量控制具有必要性。路基壓實(shí)作為重要環(huán)節(jié)，需要采取科學(xué)的施工手段，保證土質(zhì)具有足夠的堅(jiān)實(shí)度，施工期間加強(qiáng)填料含水量的控制，以便給施工作業(yè)創(chuàng)造良好條件[1-2]。

1 工程概況

錦承鐵路擴(kuò)能改造工程起訖里程為DK136+950—DK182+800，正線長45.27 km，路基工程是其重要組成，包含浸水路堤、深路塹、高路堤、黃土路基以及坡面防護(hù)作業(yè)。地基處理選擇換填、碾壓等相結(jié)合的方式，并設(shè)觀測點(diǎn)用于檢測施工狀況，反應(yīng)路基變形、沉降等指標(biāo)的實(shí)際表現(xiàn)，依據(jù)所得信息調(diào)整工藝方法，確保路基縱向剛度分布均勻[3]。

2 鐵路橋梁路基壓實(shí)的主要問題分析

鐵路路基工程中，壓實(shí)作業(yè)主要通過壓路機(jī)完成，但并不能完全保證路基壓實(shí)效果，主要問題表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）軌道的作用力導(dǎo)致路基變形。列車處于高速運(yùn)行狀態(tài)，此過程中將對軌道產(chǎn)生明顯的作用力，并沿軌道進(jìn)一步到達(dá)路基處，導(dǎo)致其出現(xiàn)累積塑性變形現(xiàn)象?；矁?nèi)的填料無法正常使用，受軌道壓力作用明顯，長此以往將導(dǎo)致路基變形。

（2）路基自重和上部荷載導(dǎo)致路基變形。路基表面分布大量的散體介質(zhì)，后期易發(fā)生沉降，但各散體介質(zhì)并非無限制沉降，即必然存在某個(gè)沉降限度，若實(shí)際沉降在該限值允許范圍內(nèi)，則路面強(qiáng)度能夠滿足實(shí)際運(yùn)營需求；若因某方面因素導(dǎo)致實(shí)際沉降超出該范圍，路面結(jié)構(gòu)將受到損害。路面存在積水時(shí)，會嚴(yán)重影響路基性能，其強(qiáng)度與剛度都呈明顯下降趨勢，路基變形幅度明顯，難以保證路基施工質(zhì)量。

3 鐵路橋梁路基壓實(shí)施工技術(shù)分析

路基是本工程的重點(diǎn)施工內(nèi)容，區(qū)間土石方323.91×104m3，路基土石方79.58×104m3，此外還包含附屬結(jié)構(gòu)等多方面的土石方施工。路基施工中，土工格柵為重要的結(jié)構(gòu)組成，達(dá)23.267 7×104m2，并含有4.499 42×104m3的墊層，重型碾壓17.951 2×104m2?？傮w來看路基壓實(shí)施工量較大，遵循逐段依次施工的原則，合理組織現(xiàn)場施工要素，實(shí)現(xiàn)多個(gè)作業(yè)面平行施工，以便提高效率。路基壓實(shí)流程：地基處理→擋土墻施工→路基填筑→附屬工程施工→有砟軌道施工→全面質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.1 施工設(shè)備

本工程施工機(jī)械設(shè)備配置遵循選型適配、功能適用、能力富余、系統(tǒng)先進(jìn)、實(shí)際施工快速和滿足本工程快速、優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)和均衡生產(chǎn)要求的原則。路基壓實(shí)施工采用的機(jī)械有沖擊夯、挖掘機(jī)、履帶式推土機(jī)、平地機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、自卸汽車、裝載機(jī)、灑水車等。在后期質(zhì)量控制方面采取強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備的管、用、養(yǎng)、修政策，施工中認(rèn)真分析研究各種機(jī)械設(shè)備的配套模式、工作效率、維修保養(yǎng)方法，對各種機(jī)械設(shè)備的管、用、養(yǎng)、修均建立相應(yīng)的管理體系和保障措施，并指派專人管理，明確性能指標(biāo)和操作要求，杜絕違章操作。此外，還在機(jī)械設(shè)備使用空隙期間，對設(shè)備加強(qiáng)檢修和保養(yǎng)，時(shí)刻保證其完好狀態(tài)，以保證工程進(jìn)度。

3.2 地基處理

（1）墊層?，F(xiàn)場整平與清理是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，需利用推土機(jī)處理。此處選用全站儀設(shè)備，根據(jù)實(shí)際需求測放高程測控點(diǎn)。先用推土機(jī)推平現(xiàn)場堆料，此階段保證厚度穩(wěn)定在15～20 cm，再配合裝載機(jī)共同作業(yè)，完成對填料的整平處理。填料對路基壓實(shí)質(zhì)量的影響較大，必須選擇潔凈的砂礫石，且同時(shí)滿足級配良好、未風(fēng)化的雙重要求，控制粒徑＜2 mm 的集料數(shù)量，該部分不可超過總量的45%，且所有的粒徑均不可超過50 mm，否則不利于攤鋪與碾壓，含泥量以不超過5%為宜。

（2）沖擊碾壓。對于松軟土厚度≤0.3 m 的情況，采取原地表碾壓密實(shí)的方式；若該值超過0.3 m，必須按照相同工藝對基底沖擊碾壓24 遍，再檢測壓實(shí)質(zhì)量情況。若現(xiàn)場存在溝槽，需要在推土機(jī)的支持下整平，經(jīng)過處理后表面高低差≤100 mm。若土壤內(nèi)含水量偏少，可通過灑水的方式適當(dāng)補(bǔ)充，嚴(yán)格按照最佳含水量±3%的標(biāo)準(zhǔn)加以控制。

（3）換填施工。將施工現(xiàn)場不滿足要求的材料挖除，于該處回填質(zhì)量達(dá)標(biāo)的材料，再對其展開分層壓實(shí)作業(yè)。施工期間需要注意工藝參數(shù)的控制，如換填范圍、深度，機(jī)械設(shè)備挖除時(shí)，為保證作業(yè)精度，需要預(yù)留30～50 cm，安排施工人員專門處理。

3.3 基床以下路基填筑

過渡段施工作業(yè)統(tǒng)一選擇A 組調(diào)料；基床地層施工可使用改良土，或采取A、B 組填料相結(jié)合的方式；基床下方的填料施工則要使用A、B、C 組填料。

綜合考慮填料性質(zhì)以及壓實(shí)機(jī)具的工作性能，挑選全幅100～200 m 的路堤段，將其作為試驗(yàn)區(qū)域以便展開填筑施工，通過此方式確定合適的工藝參數(shù)，具體應(yīng)涉及到松鋪厚度、壓實(shí)遍數(shù)等，將所得結(jié)果上報(bào)監(jiān)理工程師，獲得許可后方可作為施工控制指標(biāo)使用。

3.4 路塹開挖

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選擇合適的路塹開挖方法，如圖1 所示。對于軟質(zhì)巖石挖方段，可通過挖掘機(jī)開挖，但不可完全開挖到位，需預(yù)留0.2～0.3 m 用于人工施工作業(yè)，做好人工刷坡處理；若遇到硬度較大的石方路塹，可使用淺孔微差控制爆破的方式。施工產(chǎn)生的土石方不可堆積在現(xiàn)場，需在挖掘機(jī)和裝載機(jī)的聯(lián)合作用下裝車并轉(zhuǎn)移至指定堆放場所，符合填料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的可以保留，剩余部分統(tǒng)一運(yùn)至棄土場。

圖1 深挖路塹中路基鉆孔縱斷面

3.5 特殊黃土路段施工處理

本工程沿線特殊土類型為填土、軟土、松軟土、新黃土，其中新黃土分布較廣，且大部新黃土具有濕陷性，較敏感，是影響路基施工后沉降的關(guān)鍵因素，處理時(shí)可從以下方面進(jìn)行。

（1）坡面防護(hù)。邊坡坡率l∶0.75～1∶1.25，邊坡緩于l∶1 或坡高＜8 m，坡面采用拱型骨架+鋪空心磚+植草種灌木，邊坡陡于1∶1 或坡高＞8 m，漿砌片石孔窗式護(hù)墻（孔窗內(nèi)滿鋪空心磚客土植草植灌木）。黃土深路塹于邊坡中部設(shè)置6～20 m 寬大平臺，平臺采用0.3 m 厚漿砌片石鋪砌，大平臺下為濕陷性黃土?xí)r于鋪砌層下設(shè)0.3 m 厚三七灰土墊層。

（2）路塹?；脖韺由疃确秶鷥?nèi)換填0.5 m A 組土+0.1 m中粗砂+復(fù)合土工膜?；脖韺右韵?lián)Q填0.5 m 厚三七灰土。濕陷等級為I、II 級非自重濕陷性黃土，基底沖擊碾壓24 遍，II 級以上自重濕陷性黃土，基底沖擊碾壓36 遍。

（3）路堤。此項(xiàng)施工分兩種情況，路堤高度＜2.5 m 時(shí)，基床表層填筑0.5 m A 組土+0.1m 中粗砂+復(fù)合土工膜（隔水），若地基為濕陷性黃土?xí)r，基床表層以下?lián)Q填0.5 m 厚三七灰土，若地基為非濕陷性黃土且Ps 值＜1.5 MPa 或＜0.18 MPa 時(shí)，基床底層換填0.5 m A、B 組土或改良土；高度＞2.5 m 時(shí)，以黃土作為填料，根據(jù)其填筑高度每填筑0.9～1.2 m 追加沖擊碾壓24 遍。在加強(qiáng)側(cè)溝、排水溝、天溝、吊溝、急流槽、護(hù)坡平臺等基底防滲措施，在其周邊及溝底設(shè)置0.3 m 厚三七灰土隔水層。

4 保證鐵路橋梁路基壓實(shí)質(zhì)量的途徑

4.1 選擇質(zhì)量達(dá)標(biāo)的路基填料

填料是路基結(jié)構(gòu)的重要組成，對路基強(qiáng)度的影響較為顯著。若土質(zhì)存在問題，也將對路基質(zhì)量造成影響，因此要充分考慮現(xiàn)場土質(zhì)情況，以此為參考選擇合適的填充材料。加強(qiáng)對填料的質(zhì)量檢驗(yàn)，保證石料的大小等級等都要滿足要求，不可對填充層的平整度造成影響。

4.2 嚴(yán)格控制路基填料的含水量

填充材料的各項(xiàng)質(zhì)量控制指標(biāo)中，含水量是重點(diǎn)關(guān)注對象，原因在于含水量不當(dāng)將直接破壞路基的強(qiáng)度。以路基壓實(shí)施工需求為依據(jù)，合理調(diào)整填充材料含水量等各項(xiàng)參數(shù)，以便給壓實(shí)施工提供良好的條件，保證地基強(qiáng)度。由于路基基床易發(fā)生滲水現(xiàn)象，因此要采取防水處理措施，保證填充材料可始終維持在較合適的狀態(tài)（以相對干燥為宜），最大限度減少水分對材料的不良影響。關(guān)于具體處理方式的選擇，以水硬性結(jié)合礦渣的方式較為合適。

5 結(jié)束語

鐵路橋梁是構(gòu)成鐵路網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，路基壓實(shí)施工對整體質(zhì)量的影響較為顯著，甚至與旅客的出行安全息息相關(guān)。對此，需要以現(xiàn)場地質(zhì)條件為參考，以施工質(zhì)量要求為導(dǎo)向，合理選擇路基壓實(shí)施工技術(shù)，視實(shí)際情況靈活優(yōu)化工藝方法，確保路基壓實(shí)施工作業(yè)順利完成。