高速鐵路路基A、B組填料的施工質(zhì)量控制對策與檢測分析

張斌

（中鐵二十二局集團(tuán)第四工程有限公司，天津 301700）

1 項(xiàng)目概況

濟(jì)萊高速鐵路全線長117.875 km，均在濟(jì)南市境內(nèi)，沿線地形地貌復(fù)雜，地貌單元可分為北部山前傾斜平原區(qū)，中部低山丘陵區(qū)，南部剝蝕丘陵區(qū)。地處平原及低山丘陵地帶、剝蝕丘陵區(qū)。平原區(qū)地下水分布于小清河、瀛汶河、方下河等沖洪積平原地區(qū)，主要受大氣降水及地表徑流補(bǔ)給，地下水主要為第四系孔隙潛水，含水層為沖洪積層中的砂土及礫石層，水量較豐富。正線基床表層采用級配碎石、路堤基床采用A、B組填料，基床以下部分采用A、B 組填料，路塹基床表層換填0.4 m 級配碎石。

2 路基A、B組填料選擇

A 組填料為優(yōu)質(zhì)填料，包括級配良好的碎石（包含土碎石）、粗圓礫（包含土粗圓礫）、細(xì)圓礫（包含土細(xì)圓礫）、粗角礫（包含土粗角礫）、細(xì)角礫（包含土細(xì)角礫）、礫砂、中砂以及粗砂等。B 組填料為良好填料，包括級配較次的碎石、粗圓礫、細(xì)圓礫、粗角礫、細(xì)角礫、細(xì)粒含量在30%以下的土碎石、細(xì)粒含量在15%以上的土粗砂、土礫砂以及土中砂等[1]。

本項(xiàng)目鐵路沿線區(qū)域A、B 組填料極為稀缺，但是分布著大量抗風(fēng)化性能優(yōu)良的軟塊石與硬質(zhì)巖石，因此，本項(xiàng)目中路堤基床填料選擇塊石類A、B 組填料，要求嚴(yán)格控制填料的最大粒徑與細(xì)粒土的含量，合理選擇級配組合，將含水量控制在最佳范圍。要求填料的最大粒徑不超過63 mm，并且粒徑在20 mm 以上的塊石含量不低于20%，粒徑在0.075 mm 以下的細(xì)粒含量不超過1%。塊石必須進(jìn)行礦物成分分析，判斷其軟化性能、抗風(fēng)化性能以及水穩(wěn)定性能等；細(xì)粒土需要進(jìn)行液塑限試驗(yàn)，確保A、B 組填料符合施工要求[2]。

3 高速鐵路路基A、B組填料的施工質(zhì)量控制與檢測

3.1 施工前準(zhǔn)備

3.1.1 A、B 組填料制備

由于本項(xiàng)目中A、B 組填料選擇在鐵路沿線就地取材，因此，需要建立A、B 組填料加工場，專門負(fù)責(zé)制備A、B 組填料。加工場分為原料區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、待檢區(qū)、合格區(qū)4 個(gè)區(qū)域。A、B 組填料制備作業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：

1）破碎。由于原材料粒徑較大，因此，需要進(jìn)行3 次破碎，首次破碎采用顎式破碎機(jī)，要求破碎后的混合料粒徑不超過300 mm；二次破碎采用立式破碎機(jī)，要求破碎后的混合料粒徑不超過220 mm；3 次破碎采用立式破碎機(jī)，破碎后利用方孔振動(dòng)篩篩分，粒徑超過63 mm 以上的重新進(jìn)行破碎。

2）運(yùn)輸。經(jīng)過方孔振動(dòng)篩篩分合格的A、B 組填料全部運(yùn)輸至待檢區(qū)，由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行抽樣檢測，確認(rèn)，A、B 組填料合格后再運(yùn)輸至合格區(qū)。

3）A、B 組填料存放。為避免A、B 組填料出現(xiàn)離析的情況，運(yùn)輸至合格區(qū)后需要對A、B 組填料進(jìn)行攪拌，確保其均勻，然后集中進(jìn)行存放。使用時(shí)需要再次進(jìn)行摻拌方可運(yùn)輸至現(xiàn)場[3]。

3.1.2 施工機(jī)械準(zhǔn)備

路基A、B 組填料施工過程中需要使用到多種機(jī)械設(shè)備，包括挖掘機(jī)、平地機(jī)、裝載機(jī)、壓路機(jī)等，施工前，應(yīng)按照實(shí)際施工需要合理配置機(jī)械設(shè)備，同時(shí)對所有入場機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)試保養(yǎng)，確保機(jī)械設(shè)備性能狀態(tài)良好，滿足施工需求。

3.1.3 基底處理

路基基底按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求進(jìn)行沖擊碾壓處理，碾壓完成且確認(rèn)路基基底符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，在基底上鋪100 mm 砂層+土工膜+100 mm 砂層，鋪設(shè)完成后，對路基基底整體進(jìn)行檢測，確認(rèn)質(zhì)量合格后開始進(jìn)行A、B 組填料填筑施工。

3.2 填筑施工

3.2.1 攤鋪施工

為A、B 組填料攤鋪施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝流程施工，具體如下：

1）做好測量放線工作，確定中樁位置與填筑邊線，在邊線每間隔10 cm 釘木樁，為確保路基壓實(shí)度，實(shí)際邊線位置應(yīng)比設(shè)計(jì)邊線寬約30 cm。

2）在施工區(qū)域選擇合適位置劃出5 m×6 m 方格網(wǎng)作為堆料區(qū)，運(yùn)輸車輛入場后，按照順序?qū)、B 組填料堆放在該區(qū)域。注意根據(jù)運(yùn)輸車輛的運(yùn)輸量與松鋪厚度準(zhǔn)確計(jì)算方格網(wǎng)區(qū)域內(nèi)卸車數(shù)，控制好松鋪厚度。

3）A、B 組填料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場后，應(yīng)在現(xiàn)場檢測A、B 組填料的含水量，本項(xiàng)目中要求含水量控制在最佳含水量±1%，若含水量過低，應(yīng)適當(dāng)灑水；若含水量過高，則利用裝載機(jī)將A、B 組填料翻松晾曬。

3.2.2 整平處理

確認(rèn)A、B 組填料含水量符合要求后，應(yīng)對填料進(jìn)行整平處理，本項(xiàng)目中填料攤鋪整平處理采用的是二次上料法，即對底層部分先進(jìn)行松鋪，然后利用推土機(jī)整體推平，最后鋪設(shè)剩余部分，并利用平地機(jī)進(jìn)行精平。施工過程中，為確保各個(gè)填筑層平整度以及厚度保持均勻，應(yīng)不間斷地利用鐵鍬進(jìn)行挖洞，以檢查攤鋪厚度，要求每層填筑均應(yīng)形成2%~4%的橫坡。針對攤鋪施工過程中易產(chǎn)生大顆粒骨料集中的情況，需采取以下措施：

1）對入場的A、B 組填料嚴(yán)格控制，確保入場的A、B 組填料粒徑符合施工標(biāo)準(zhǔn)，針對已經(jīng)卸料的A、B 組填料，現(xiàn)場施工班組長應(yīng)注意檢查填料級配、含水量以及粒徑等是否符合施工要求，若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)將填料清理退場。

2）采用網(wǎng)格卸料法，具體如上所述，在施工區(qū)域劃出網(wǎng)格作為填料區(qū)。

3）攤鋪施工過程中針對局部級配不合理的區(qū)域應(yīng)安排挖掘機(jī)進(jìn)行拌和，以改善填料級配；初平處理完成后，若發(fā)現(xiàn)存在集料窩，應(yīng)人工進(jìn)行處理；精平處理過程中若發(fā)現(xiàn)集料窩也要進(jìn)行人工或者機(jī)械處理，清除或者破碎裸露的粒徑較大的塊石。

3.2.3 碾壓施工

整平施工完成后，由現(xiàn)場技術(shù)人員對已施工區(qū)域進(jìn)行檢測，確認(rèn)攤鋪平整度、厚度符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后開始進(jìn)行碾壓施工。本項(xiàng)目采用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓處理，碾壓施工前由項(xiàng)目技術(shù)人員負(fù)責(zé)對司機(jī)進(jìn)行技術(shù)交底，交底內(nèi)容應(yīng)包括起止范圍、碾壓方式、耐壓順序、碾壓次數(shù)以及碾壓速度等，確保司機(jī)明確各項(xiàng)要求。

碾壓施工時(shí)，按照先兩側(cè)后中間的順序進(jìn)行，碾壓方式為靜壓、弱振、強(qiáng)振，依次按順序進(jìn)行。相鄰區(qū)段的交接區(qū)域應(yīng)重疊壓實(shí)，要求縱向搭接長度不低于2 m；相鄰輪跡之間重疊寬度不小于40 cm；兩層填筑層接頭位置錯(cuò)開約3 m；碾壓施工過程應(yīng)確保無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。

3.2.4 檢驗(yàn)簽證

每層填筑層填筑施工完成后，按照規(guī)定對壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，確保符合設(shè)計(jì)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)過項(xiàng)目質(zhì)量檢測部門與監(jiān)理單位審批后，開始進(jìn)行下一層的填筑施工。

3.2.5 路基整修

碾壓施工完成后，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖對路基寬度、橫坡、縱坡、中線位置、邊坡以及標(biāo)高進(jìn)行檢查，根據(jù)檢查篩選需要進(jìn)行整修的部分并編制整修計(jì)劃。路基整修初步采用機(jī)械整修的方式，人工進(jìn)行精細(xì)修正，整修完成后要求路基線條平順、坡面平整、棱角分明。

3.2.6 沉降觀測

在填筑施工前，應(yīng)按照規(guī)定預(yù)先埋設(shè)好沉降觀測設(shè)備并做好相應(yīng)的保護(hù)措施，避免填筑施工破壞沉降觀測設(shè)備。施工過程中應(yīng)根據(jù)觀測到的沉降量繪制出沉降曲線，從而預(yù)測路基固結(jié)的情況，判斷殘余沉降量，從而確定路基填方斷面余量、余寬以及預(yù)留沉降量。

3.3 檢測

路基A、B 組填料填筑施工完成后，按照Q/CR 9602—2015《高速鐵路路基工程施工技術(shù)規(guī)程》、TB10751—2018《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》及其他規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對路基進(jìn)行檢測，具體檢測項(xiàng)目如下：

1）對路基基床以下部分進(jìn)行檢測，包括高程、寬度、平整度、橫坡以及中線至邊線的距離，具體見表1。

表1 路基基床以下部分檢測標(biāo)準(zhǔn)表

2）檢測路基壓實(shí)系數(shù)K、地基系數(shù)K30及動(dòng)態(tài)變形模量Evd等各項(xiàng)指標(biāo)，檢測頻率為沿線縱向間隔50 m 隨機(jī)選取6個(gè)點(diǎn)抽樣檢測路基壓實(shí)系數(shù)K、路基壓實(shí)系數(shù)K30、動(dòng)態(tài)變形模量Evd，其中，路基中部選取2 個(gè)點(diǎn)，距離路肩邊緣位置1 m范圍內(nèi)左右各選取2 個(gè)點(diǎn)。先進(jìn)行路基壓實(shí)系數(shù)K30檢測，確認(rèn)檢測結(jié)果合格后依次進(jìn)行壓實(shí)系數(shù)K、動(dòng)態(tài)變形模量Evd檢測，注意應(yīng)嚴(yán)格按照檢測流程進(jìn)行，確保檢測時(shí)間足夠。檢測結(jié)果應(yīng)符合表2 中的各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。需注意進(jìn)行路基壓實(shí)系數(shù)K30檢測時(shí)，測試區(qū)域應(yīng)進(jìn)行平整處理，并采用毛刷進(jìn)行清理；若檢測面為斜坡，則應(yīng)將荷載板支撐面處理為水平狀態(tài)，將荷載板放置在測試區(qū)域，確保荷載板與測試面有效接觸，如有必要可考慮鋪設(shè)一層厚度約為0.3 m 的干燥砂。

表2 路基基床檢測標(biāo)準(zhǔn)表

通過現(xiàn)場填筑施工檢測結(jié)果顯示，壓實(shí)度、平整度、動(dòng)態(tài)變形模量等各項(xiàng)檢測指標(biāo)滿足規(guī)范要求，路基填筑施工質(zhì)量基本符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及驗(yàn)收要求。

4 結(jié)語

在高速鐵路施工中，路基是基礎(chǔ)部分，路基施工質(zhì)量直接關(guān)系到高速鐵路建成后的穩(wěn)定性與耐久性，而影響路基施工質(zhì)量最為關(guān)鍵的因素是填料選擇與施工工藝，因此，在施工過程中必須根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)要求合理選擇A、B 組填料，確保A、B組填料各項(xiàng)性能參數(shù)符合施工要求，同時(shí)對施工過程嚴(yán)格把控，切實(shí)保障施工質(zhì)量。