周 勇
摘要:客运铁路路基不仅应有足够的强度,能安全支撑路堤,不发生基底破坏,同时还要有一定的刚度,使地基不致发生不适合使用的过量下沉,文章介绍了提高客运铁路路基施工质量的策略,以期能对相关施工提供参考。
关键词:客运铁路;铁路路基施工;路基变形;路基刚度;施工质量
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)11-0114-02
高速铁路路基工程是一个较复杂的系统工程,运营中路基出现病害后,很难维修。因此,高速铁路新线建设中应从根源上解决运营后路基可能会发生的问题。应从勘察、设计、施工、监理、检测等多方面对路基工程加以控制,对路基工程中的基床、路堤、路堑、边坡、排水、支挡、防洪、抗震、绿化等多方面统筹兼顾,确保高速铁路路基工程符合百年大计的要求。文中介绍了提高客运铁路路基施工质量的策略,以期能对相关施工提供参考。
一、铁路客运专线路基的特点
(一)控制路基变形
铁路客运专线对轨道的平顺性提出了更高的要求,而路基是铁路线路工程的一个重要组成部分,是承受轨道结构重量和列车荷载的基础,它也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节,路基几何尺寸的不平顺,自然会引起轨道的几何不平顺。因此,铁路客运专线路基除应具备一般铁路路基的基本性能之外,还需要满足高速铁路轨道对基础提出的性能要求。不仅要求静态平顺,而且还要求动态条件下平顺。
(二)路基刚度的均匀性
列车速度越高,要求路基的刚度越大,弹性变形越小。但刚度过大也会使列车振动加大,也不能平稳运行。路基刚度的不平顺则会给轨道造成动态不平顺,所以,要求路基在线路纵向做到刚度均匀、变化缓慢,不允许刚度突变。
(三)在列车运行及自然条件下的稳定性
列车运营时路基不仅承受轨道结构和附属构筑物的静荷载,还要承受列车荷载的长期反复作用。同时,由于路基直接暴露在自然条件下,需要抵抗气温变化、雨雪作用、地震破坏等不良因素的影响。路基工程必须在这些条件的长期作用下,其强度不会降低、弹性不会改变、变形不会加大。真正做到长寿命,少维修。只有这样,才能高速行车,减少维修费用,并增加运行的安全性。
二、提高客运铁路路基施工质量的策略
(一)基床以下路堤填筑施工工艺
1.石灰撒布:在初平的待拌土层表面均匀的撒布消解石灰,含水量过大时可以添加磨细生石灰。为了提高布灰的均匀程度和计量的准确性。拟采用德国进口的专用石灰撒布车布灰。局部边角采用人工配合机械的作业方法布灰平整。施工时应严格控制含灰量,考虑到石灰施工时有效钙镁含量的损失,为保证石灰剂量达到设计要求,石灰掺入量宜大于设计0.5%~1%。石灰与土的混合料松铺厚度遵循稍高勿低的原则摊铺,避免再次补料困难,混合料整平使用平地机,易于达到施工松铺厚度要求,也可避免出现补料后结合不紧密,碾压时产生痕迹、起皮等现象。
2.拌和:石灰均匀撒布完成后,用路拌机进行粉碎与拌和。拌和3~4遍后,目测拌和比较均匀、石灰无堆积现象且挖开检查无夹层后,立即取样进行筛分及石灰剂量试验。若石灰剂量不足,需及时补撒石灰,然后重新拌和至设计要求。若填料最大粒径达不到设计要求,应加大拌和遍数,直至达到设计要求为止。由于场地面积的限制,集中路拌时采用叠层路拌,在同一作业场地内最多可以拌和三层,防止叠层过多导致下层板结。叠层拌和时拌和机叶轮要切入到下层3~5cm左右,防止出现夹层及漏拌现象。
3.运输:采用15t大型自卸车运输,成品仓前至少要有3台车在等待装料,防止成品仓储料过多时间过长造成“粘”、“堵”、“拱”、“卡”现象。气候干燥水分蒸发过快的天气条件下运输时,车斗加苫布覆盖,以保证混合料的含水量维持在允许的误差范围内。
4.摊铺:设计几种不同的松铺厚度以测定填料的松铺系数、最佳含水量、最大干密度。混合料达到最佳含水量时,测出不同压实机械的压实系数、压实遍数、压实的施工工艺。通过试验路段检查施工设备能否满足备料、摊铺、压实等指标要求。
5.碾压、整平工艺及措施:摊铺后,采用重型振动压路机(18t及以上)碾压。按试验确定的碾压参数进行压实。压实原则一般应先静压再振压后静压整形。碾压时先碾两侧,再碾压中间,各区段交接处,应互相重叠压实,纵向搭接长度不应小于2m。压路机不可在已完成或正在碾压的地段调头和急刹车。边角处不适宜大型压路机作业的地方,先用小型振动压路机或手扶式振动夯振压,不留死角。终压后用平地机轻轻光一刀,使表面平顺、路拱和坡度符合设计要求。
(二)基床表层填筑施工工艺
1.搅拌场。采用稳定土厂设备,装载机配合上料,电脑程控计量,对实际用料,配合比应打印出相应记录备查。对厂拌计量设备要经计量局核准,并有专人操作维修,日常应按旬对计量仪器进行校核。
2.在生产厂、搅拌场、搅拌设备料斗内,集料储备应分类存放、相互隔开。其中石屑应现用现备,防止因多备造成下雨水化板结失去胶黏力。
3.为确保材料清洁,在堆放场地要防止黏土、杂物及粉尘渗入:装料时要防止将泥土铲入;装车前车内要进行清扫,车厢应严密,防止小颗粒渗漏。
4.搅拌的混合料要现拌现用,严禁存放。施工中拌合能力、运输能力、摊铺能力要相互匹配、相互衔接。
5.拌合中要根据配比要求,结合天气、运输等条件,认真掌握好含水量,这对级配碎石的质量影响较大,水少难以压实,水多会早造成离析。
(三)路桥过渡段的处理
路桥过渡段的设计也过于简单和原则,参数指标和技术条件不够明确。在施工过程中,由于路桥过渡段的位置特殊,常使桥台后路堤的填料不易达到最佳的压实效果,工后沉降也较大。另外,工程建设施工计划的安排也常使过渡段的处理难度加大。桥梁结构作为重点工程一般都优先进行施工,路基工程由于难度较小而放在最后,路桥过渡段一般是在铺架前突击施工,没有一定的静置稳定时间,因此运营后沉降变形大就不足为奇了,需要频繁地进行养护维修作业才能保证轨道的平顺。
1.加筋土路堤法。使用加筋土路堤结构来处理桥台跳车有两大作用:一是能大大减小桥背路堤的沉降,二是能将桥背路堤与桥台交界处的台阶式跳跃沉降变成连续斜坡式沉降。因此,通过调整加筋材料的布置间距和位置,可方便地达到路桥间线路平顺过渡的目的。
2.碎石填料填筑法。碎石填料填筑法是指使用强度高、变形小的优质材料进行过渡段填筑的方法,该方法无论是铁路系统还是公路系统,都是一种最常用的减小路桥间沉降差的处理方法。该法可显著减少桥台背填料自身的压缩变形、对地基的竖向加载作用及对桥台结构的水平压力,使路堤对地基变形的影响减小,并可与地基处理综合运用,可降低地基处理的费用,减小地基处理的范围和缩短施工工期。
3.过渡搭板法。过渡搭板法是在过渡段范围内路堤填料上现浇钢筋混凝土厚板,并使一端支撑在刚性基础(桥台)上,利用钢筋混凝土厚板的抗弯刚度来增加轨道的刚度,该法在公路系统得到了最为广泛的应用,也取得了较好的效果。将其用于高速铁路路桥过渡段时,必须注意以下问题:(1)过渡段的范围较大,列车的质量很大,速度很快,而板底的支撑条件不确定,结构受力情况非常复杂,一旦破损,更换将极为困难;(2)该处理方法对轨道刚度的增加较显著,但不能减小路堤地基的变形,必须配以其他处理措施才能有效地控制由此引起的轨面弯折。
三、结语
不断提高铁路的运行速度,让铁路尽快赶上发达国家的水平,适应社会发展和人民生活水平提高的需要,是中国铁路人孜孜以求的夙愿。客运专线对路基的基底处理、路基填筑、与结构物的过渡段以及路基的监测与评估都提出了严格要求,本文参考了国外高速铁路施工的相关技术,提出了解决现阶段客运专线施工存在的一系列问题的对策,以期能够在实际铁路施工中对于提高路基施工质量起到一定的作用。
参考文献
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