高原地区复杂环境下路基高填方施工要点分析

桑彦庭 金 浪 郑 华 吴二楞 孙 林

（中国建筑土木建设有限公司，北京 100070）

在铁路工程的施工过程中，路基工程如大楼工程的基础，而高填方路基填筑施工亦是基础工程，其工程质量的好坏与铁路工程的整体质量及之后的使用效果密切相关，而在高寒地区复杂的环境下施工，施工质量往往受海拔、气候、温度等自然因素的影响，很难达到预期的要求，若想保证铁路工程中路基填筑在此环境下的工程质量，不仅需克服复杂的地形地貌和多变的气候环境，做好相应的防护措施，而且要对每一道施工工序严格把控，施工质量必须满足设计规范。

1 工程背景

本段施工区域位于川西高原，线路在折多山以西的新都桥“摄影天堂”间行进，山峦起伏，谷地之间丘状高原上有蚀余山脉分布。这些河谷谷底海拔3000～3500m。相对高差 100～500m，深切河谷一带高差可达500～800m，新都桥一带海拔3000m 以上高山高原区，气候多变，冬季漫长且寒冷，夏季清凉低温。地形地貌整体相对平缓，地表水土保持差，整体石漠化严重。

新都桥降雨频率非常高。①从垂直分带性上分析：高程一般在650～2000m 之间，降雨量会随高度的增加而减少；高程在2000～4000m 或以上时，降雨量随高度增加而有增加的趋势。②从平面分布差异上分析：自东向西气候由温暖变为寒冷，由潮湿多雨变为干燥少雨。降雨量由东向西随地形起伏有高、低交替出现的趋势。主要受地形影响，当东部温湿气流向西前进过程中，遭遇山脉的阻挡被迫上升而温度下降，到一定程度即形成雨水，同时该地区处于东部热空气流和西部冷空气流的锋面上，造成锋面降雨。③年降雨量分配不均：据区内各气象站资料统计，一年各月的降雨量差异明显。降雨量主要集中在七、八、九这3 个月内，三月降雨之和占全年降雨量的50%～60%。旱季一般在十二月至次年的一、二月份，降雨量之和仅占全年1%～5%。除此之外，施工区段长期处于强风中，风速最大可达7～8 级。

高原上的复杂气候对路基高填方施工增加了巨大的施工难度，也对施工质量造成了巨大影响。

2 环境造成的影响

在平均海拔3500m 左右的地区施工会有多种不良影响。①首先需要面对的是极度缺氧的高原环境，人处于缺氧环境下会出现头晕、呕吐、白天犯困以及精神萎靡等反应，相较于平原地区，施工效率受到了极大影响。②高原区施工还面临多变的气候以及连续的强降雨，低温等因素均影响路基高填方施工，新都桥地段每年6—9月属于雨季，连续的强降雨使土壤中含水率升高，所有路基填筑材料均不能直接使用，需经过大量时间晾晒后才能投入路基填筑。③填料含水量过高直接压实后路基容易出现“弹簧”现象，出现翻浆、唧泥等质量问题。雨天不允许对路基进行填筑施工。高原的复杂环境不仅会增加施工难度影响工程质量还会严重延误工期。④由于施工地点海拔过高出现的强风、低温、冬季过长等自然因素也会影响路基高填方施工。

3 工程概况

川藏铁路新都桥段施工地点的地表高程约3500～3540m，其中包括隧道2005m/2 座、桥梁1503.9m/6 座、新都桥站1 座，路基全长3150.4m、设计时速200km/h 无砟双线铁路，路拱形式为梯形，路基面宽度为13m，线间距为4.4m，最大填方为25m，最大挖深为22m，为典型的路基高填方；路基边坡为1:1.5，基床以下部分采用A、B、C 组填料，填料最大粒径不得大于75mm，基床底层厚度为0.6m，采用A、B 组填料，最大粒径不得大于100mm，基床表层为0.4m Ⅱ型集配碎石。

结合施工区域的实际情况，本文主要从改善施工条件以及掌握施工要点等两方面来保证高寒地区复杂环境下路基高填方施工质量。

4 复杂环境的应对措施

高寒地区路基高填方施工时，面对恶劣的自然环境，采取一些相应的保障措施应对造成不良施工条件的主要因素，从而保证施工效率以及施工质量。具体采取有效措施如下：

（1）高原缺氧：高原的氧含量伴随季节的变化而变化，每年4-10月，由于草木复苏，氧气含量有所提高，其余时间氧气含量极低，面对高原极度缺氧的情况，为有效提高施工效率，保证工期，现场施工作业人员尽可能使用当地人。此外，在整个施工段上间隔1km 修建一个供氧站以及给作业人员配置氧气瓶。

（2）多雨：针对高原地区连续强降雨以及雨季过长的问题，不仅会延误工期还会导致所用的填筑材料含水率升高，导致填筑材料不能直接使用，需要花费大量时间翻晒填料，针对这种情况，必须预先建立料仓，并且必须做好相应的排水措施：①在路基两侧设置坡度4%的双向排水沟；②天气良好时，及时施工，夜间适当加班；③填料堆放点做好排水措施，对填料进行覆盖或堆放于料仓中。

（3）其他施工措施：面对高原常见的低温、强风等其他问题，在保证施工质量的前提下，为保证工期，在这些复杂环境下路基高填方施工时必须采取以下措施。①总体要求：填料应在晴朗、风力较小的天气条件下进行，填筑时间宜在9:00～17:00 进行，以确保夜间气温降低时路基作业面已平整碾压完成。如遇雨雪天提前停止施工。温度低于零度时，禁止进行填筑。②路基土石方开挖。由于施工区域昼夜温差极大，夜间及清晨温度往往能低于零度，因此，路基土石方开挖时尽量避免夜间施工，土方在零下低温时由于遭受冻结，变得坚硬，挖掘困难。同时，还需注意施工机械及运输车辆的维修保养，防止因气温低而出故障。如施工时遇7～8 级强风，应适当暂停施工，保证施工安全。

5 施工要点

高寒地区路基高填方施工不仅严格按照“三阶段、四区段、八流程”的流程进行施工，在各个施工阶段还需做好充分准备。

5.1 施工机械准备

在路基填筑施工过程中使用的机械设备主要是挖掘机、压路机、推土机、自卸汽车以及空压机等，合理地运用各类机械，可以大幅度提高施工效率。因此，在施工前，充分考虑施工地点的气候、地理环境等具体情况，确定及选用机械的数量和型号。在各类施工机械进场后，及时排除隐患，确保后期施工顺利进行。

5.2 填料的合理选择

路基高填方施工过程中，填筑材料往往“就地取材”，可以大幅度减低施工成本。为平衡川藏铁路新都桥段施工过程中产生的土石方，路基高填方的填筑材料使用隧道产生的洞渣解小、边坡开挖的板岩和挖方路段的土石方等。川藏铁路新都桥段土方主要是粉质粘土，石方主要是板岩夹砂质板岩，各类填料填筑时分层填筑，分层压实。

5.3 基层处理

路基工程在开工前，需对地表植被、杂草、碎石等杂物进行清理，推土机配合人工清除深处的树根，预防树根影响后期的工程质量。当横坡小于1:5时挖台阶，台阶高度为0.6m，宽度1m，将原地表土压实后，再进行填筑；横坡1:5～1:2.5时，将原地面挖成宽度2.5m 的台阶，台阶做成向内倾2%～4%的横坡，进行填筑。

5.4 铺筑试验路段

路基高填方施工前应预先铺设试验路段，试验段长为200m，通过试验段施工数据分析确定最佳松铺系数、摊铺厚度、含水率、施工次数以及最佳碾压组合方式等；使用取得的数据再进行大范围的路基高填方施工。

5.5 路基填筑

通过试验确定路基高填方摊铺厚度为30cm 时满足施工标准化要求，分层填筑时，试采用自卸车每车方量为24m³，在8m×9m 的方格网单车一格的方式卸土；填料卸下后使用推土机和人工进行整平，然后检测填料含水率，当填料是级配碎石还需检测填料粒径是否符合要求，对于含水率过高的填料应进行翻晒处理，含水率不够的进行洒水处理，翻晒或洒水后的填料均需再次检测，检测合格后方可进行使用，对于不符合标准的填料一律严禁使用。

路基填筑前对地基承载力进行检测，由于施工地点地基承载力满足设计要求，故路基高填方分层填筑时采用普通夯实，每层摊铺30cm 厚整平（见图1）。

图1 路基填筑

5.6 碾压检测

碾压前，先检测填料松铺厚度、整平的平整度以及填料含水量，全部符合要求后，即用振动压路机从两侧向中心、纵向进退式开始碾压。碾压时，行与行轮迹重叠0.4m，相邻两区段纵向重叠2m，上下两层填筑接头应错开3m，以确保碾压时的均匀性。碾压时无漏压、无死角碾压。

碾压后，检测压实指标主要为：地基系数K30 和压实系数K。每一层检测压实系数6 个点，每填高两层（60cm）抽样检验地基系数4 点。同时，由技术人员、测量人员共同在每隔30m 横断面处，按中线、左右距中线各5m 处测量压实后顶面标高，确定实际压实厚度。碾压过程如图2所示。

图2 碾压过程

5.7 铺设土工格栅

路基填筑检测合格后，进行土工格栅铺设。参照设计规范要求，当边坡高度≥4m 时，竖向每间隔0.6m 水平铺一层宽幅3m 双向土工格栅；当边坡高度≥6m 时，间隔3.0m 全断面满铺一层土工格栅。

铺设土工格栅前下承层表面应整平、密实，并清除表面坚硬突出物。将土工格栅沿加固方向人工拉开、拉紧，保证平顺插钉固定，无褶皱，并与路基面密贴；铺设土工格栅时，采用搭接方式连接，搭接宽度为30cm，采用U 型钉固定，U型钉间距2m。

6 结语

相对于一般地区，在复杂环境下进行路基高填方填筑施工需面对更多的困难，不仅要充分考虑施工地点的施工条件，克服气候、海拔、降雨等复杂环境，采取一些相应措施降低施工难度，提高施工效率；还需严格把控每一道施工工艺，确保每一道工艺都符合标准，控制每一道工序的施工时间，才能保证施工工期以及施工质量。