李祥 赵博军
中图分类号:F530.3文献标识码:A 文章编号:
一、工程概况
本标段为新建铁路上海至昆明客运专线贵州段CKGZTJ-1标,东起湘黔省界,全线路均处在贵州省玉屏侗族自治县境内,途经贵州省玉屏县田平镇、大龙镇、平溪镇、新店乡,起讫桩号为DK419+530~D1K454+588,里程长度为35.058公里。其中区间路基(含车站、改移道路)10.041公里,占线路总长28.64%,填料为挖方段内的利用方。
为确保高速铁路路堤填筑质量,为后续大面积施工提供可靠的资料和相应的施工参数,避免盲目施工给工程带来的损失,找出适合本施工段施工的最佳方案,指导DK419+530~D1K454+588段路基施工, 选择在DK439+060~D1K439+180段作为路基填筑试验段,试验段全长120m,该段路基原地貌为水田及居民区边缘,区域内无涵渠、通道等构筑物,具有填筑施工时连续的优势,能够代表本施工段路基填筑施工的特点。
从2011年5月29日开始按照经审批的《路基试验段施工方案》进行试验段的施工,至8月13日已经完成A、B组料的填筑工艺试验,通过现场摊铺、碾压施工及相关的试验检测,取得了利用AB组料填筑基床底层以下的施工工艺参数,并收集了相关数据,总结出了一套能达到技术质量标准的路基填筑施工工艺;确定了经济合理、满足要求的填料,选定了满足施工要求的压实机具、合理的松铺厚度、碾压遍数和施工最佳控制含水率等工艺参数。
二、试验目的
通过A、B组填料试验段施工,我们将确定如下主要施工参数及相关工艺:
1)通过试验确定合理的机械设备组合;
2)通过试验确定适宜的松铺厚度;
3)通过试验确定碾压方式、碾压遍数;
4)通过试验确定填料的施工含水率控制范围。
三、填料来源
为保证试验段的代表性,同时考虑合理的土方调配,试验段填方利用DK438+420处主线路堑挖方段经过筛分拌合的碎石类土。指挥部中心试验室与试验监理联合对填料进行现场取样,按《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751-2010)及《铁路工程土工试验规程》(TB 10102-2010)规定的技术指标和试验方法进行了击实试验、颗粒级配试验后,结果现实填料为级配好的细角砾A组填料,符合基床以下路堤及基床底层填料技术要求,可用于路基A、B组填料填筑。填料的试验数据如下:
填料试验结果数据表
四、试验段资源投入
1、主要施工设备
投入主要机械设备一览表
2、主要检测仪器设备
投入主要检测仪器一览表
3、施工人员
本试验段施工由中国水利水电第七工程局有限公司玉屏制梁场具体负责实施,试验检测单位由中国水利水电第七工程局有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部中心试验室承担。
五、施工方法
1、路基施工工藝流程
测量放线→场地清理→基底处理→填料试验→分层填筑→摊铺平整→层厚、平整度、含水率检测→碾压密实→试验、检测→路堤修整。试验段施工工艺流程图如下:
2、施工组织
1)路堤填筑过程分为三阶段、四区段、八流程。三阶段即准备阶段、施工阶段、竣工阶段。四区段即填土区、平整区、碾压区、检验区。八流程即:施工准备、基底处理、分层填土、摊铺平整、洒水晾晒、碾压夯实、检验签证、路基整修。路基填筑施工平面布置图如下:
2)组织施工管理人员、劳动力、机械进行施工。
3)按施工方案的要求做好安全防护和防暑降温工作。
3、试验段施工方法
根据《玉屏东中间站站场施工图》 图号:长昆客专玉昆段施站-01-01;《高速铁路铁路路基工程施工技术指南》(铁建设〔2010〕241号);《高速铁路路基工程施工质量验收标准》简称《验标》TB 10751-2010;新建铁路长昆客运专线玉屏至昆明段施工图路基工程设计专用图第一册;结合经审批的《路基试验段填筑方案》,路基基床底层以下填料的压实标准如下:
基床以下路堤填筑检测指标(同基床底层检测标准)
1、在铺筑前对试验段下层进行检测,由测量人员放出中桩和边桩,两侧各加宽50cm,用石灰洒出施工边线,并按照20m一个断面(左、中、右)检测下层高程以确定摊铺挂线高程。
2、卸料前根据压实厚度,确定松铺厚度,用石灰放出施工边线,平料采用推土机进行平料,卸料前根据松铺厚度计算铺筑面积(每车运料方量12m3),分排卸料。松铺厚度为25cm时,每排宽为6m,每车卸距为8m;松铺厚度为30cm时,每排宽为5m,每车卸距为8m;松铺厚度为35cm时,每排宽为5m,每车卸距为7m;松铺厚度为40cm时,每排宽为5m,每车卸距为6m。
用石灰洒出方网格摊铺
3、在推土机进行粗平前,采用在每个测量断面上的指示桩作为摊铺高度,推土机操作手进行粗平时根据指示桩进行。原则上每一层填筑时均须形成2%~ 4%的人字形横坡,有困难时可在基床底层逐步形成。在相邻两区段上下两层填筑接头处须错开不小于3m 的距离。在沉降观测桩周围1m 范围内的路基采用人工填筑整平。
4、粗平后,由人工根据指示桩挂线配合机械精平。对于贴补处,采用人工翻松到压实厚度10cm以上,然后重新平整。填料在摊铺过程中,容易出现大颗粒骨料集中现象,在推土机和平地机摊铺工程中,必须以人工配合,对大颗粒骨料集中地方进行二次拌和或撒细颗粒以确保所摊铺的填料均匀。
5、整平后检测含水率,在含水率接近最佳含水率±2%时,采用振动压路机碾压。填料含水率较低时,应及时采用洒水措施,洒水采用取土场内提前洒水闷湿或路堤内喷洒,填料含水率过大时,采用推土机翻松晾晒。
6、压实顺序应按先两侧后中间,先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压。压路机的最大碾压行驶速度不得超过4km/h。各区段交接处,应互相重叠压实,纵向搭接长度不应小于2m,纵向进退式碾压,沿线路纵向行与行之间压实重叠不应小于40cm,上、下两层填筑接头应错开不小于3.0m。以保证无死角、无漏压,确保碾压的均匀性。
7、路基边角处以及沉降观测桩埋设处采用小型打夯机进行压实。
8、碾压完成以后,首先进行测量路基每个断面的标高(每10米一个断面三个点,左、中、右各一点),以确定碾压实际厚度。在每一填层碾压三遍后即用K30平板载荷仪检测地基系数K30(或Ev2)、压实系数K、动态变形模量Evd三项检测指标。
密实度检测K30检测
六、总结
1、机械设备组合
通过本路基填筑试验施工经验推荐一个工作面的标准配置为:挖掘机1台、自卸汽车4台、推土机1台、装载机1台、平地机1台、20T压路机1台、洒水车1台、小型打夯机1台。
2、适宜的松铺厚度
本试验段选取了25cm、30cm、35cm、40cm四种松铺厚度,通过试验段取得的数据分析,当松铺厚度为25cm时,取得的各项试验数据均较高;当松铺厚度为30cm时,在强振遍数为3遍时取得的各项试验数据满足标准规范要求,较为经济合理;当松铺厚度为35cm时,在强振4遍时取得的各项试验数据基本满足标准规范要求,施工过程中需严格控制含水率;当松铺厚度为40cm时,碾压遍数较多,不经济。
结论:通过本试验推荐选取的松铺厚度为30cm,松铺系数为1.07。
3、碾压方式、碾压遍数
本试验段主要选取了1+2+2+1,1+2+3+1,1+2+4+1,1+2+5+2(静压、弱振、强振、静压)等碾压方式进行试验比选,通过试验数据分析,在松铺厚度为30cm时,1+2+2+1的碾压方式达不到标准规范要求的压实标准;1+2+3+1的碾压方式取得的各项试验数据均满足标准规范要求,1+2+4+1的碾压方式不经济。
结论:通过本试验推荐选取的碾压方式为1+2+3+1,碾压遍数为8遍。
4、填料的施工含水率控制范围
根据不同含水率与压实系数K、地基系数K30、动态变形模量Evd的关系曲线图得出,含水率在5.5%和8.5%时,压实系数K接近0.95,超过这个含水率范围压实系数K不易控制。
结论:填料含水率控制在最佳含水率7%的±1.5%范围内。
5、施工注意事项
1)摊铺时,严格分层填筑,粗细颗粒应分部均匀,避免粗细粒集中堆积。当局部粗料较多时,期间应用细料填充,路基填筑时两侧超宽50cm,外侧1m范围内,采用较细填料填筑。
2)路基填筑施工期间,保证排水沟畅通,以免影响路基的填筑质量。
3)压路机的碾压速度,通过试验推荐初次静压速度为2.3km/h,弱振速度为3.3km/h,强振速度为3.6km/h,末次静压速度为3.1km/h。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。