新建埃塞俄比亚铁路工程中的路基基床施工与病害处理技术

朱小禹

（中国土木工程集团有限公司，北京 100089）

1 工程概况

本线为新建埃塞俄比亚的斯亚贝巴至吉布提港铁路中Mieso至Dewele段，线路从Miesolot2标段的终点引出后沿既有线向东一路前行，经Mulu、Afdem、Bike、Gota、Erer、Hurso至达德雷达瓦后折向往北至Arawa后往东北方向前行经Adigala、Lasarat、Aysha至Dewele吉布提边境，线路全长339.1 km。本线采用限制坡度18.5‰。本标段路基基床厚度2.5 m，路堤基床底层厚1.9 m，选用A、B组填料；路堤基床表层0.6 m，选用A组填料；路堑基床表层厚度0.6 m，路堑基床底层天然地基基本承载力≥0.12 MPa，换填料选用A组填料。

2 级配碎石施工工艺

2.1 材料准备

该工程在进行混合料拌和作业时，应选择与摊铺机速度相适应的拌和作业装置，并在摊铺时确保作业的连续性，以提高路面的质量。此外，应确保混合料拌和施工场地的生产能力可满足整个工程的需求。选择碎石原料时，选用的每种类型原料应进行备料处理，以确保碎石的级配符合相关规定[1]。在每批运料车进入施工场地前，应派相关人员对原料的质量进行抽检工作，如果发现不符合施工标准的原料，拒绝入场并做好相应记录。在混合料拌和施工场地中，单独对堆放材料的区域进行硬化处理，同时，将此区域用隔板分离不同类型的材料。

2.2 下承层准备

在对基床表层的下承层进行处理时，应严格按照本项目相关施工标准控制其平整度和压实度，随后派技术人员对底层的质量进行检验，完成检验工作后，不宜使底层放置的时间太长。

2.3 测量放样

在进行测量放样工作时，需按照本项目施工标准在直线段每隔20 m设立1处标示桩，在曲线段每隔15 m设立1处标示桩。进行水平测量时，标记标示桩，以测定两侧路肩边缘的虚铺厚度。

2.4 拌制混合料

一般在进行混合料拌和作业前，应做好准备工作。例如，应对施工设备进行调试，检测无误后，还需分两次对混合料进行试拌处理。第一次为无水试拌，随后对试拌产品进行检测。待试拌产品符合施工标准后，再进行有水试拌，测算第二次试拌产品的含水量。若在温度较高的环境下作业，材料的含水量需略高于常温天气时的施工标准，以弥补在施工过程中的水分蒸发。施工前，检测配料的质量，并拌和均匀。已完成拌和的混合料需在短时间内使用，否则会因混合料长时间暴露导致水分蒸发，进而达不到施工标准。

2.5 混合料运输

为方便混合料的运输，本工程应选用同种类型的运料车和卸料车。装料时，每辆运输车装料的数量应保持一致。此外，使拌和机的出料口与运输车车厢顶部保持合适的距离，防止在混合料运输过程中粗细料发生离析。

2.6 摊铺

1）进行摊铺作业前，严格按照施工标准安装摊铺机熨平板，然后根据施工场地的实际情况调整摊铺机熨平板。整个摊铺作业可以分为左、右2个区域进行。直线段宽度通常为12.5 m，在此段的实际作业宽度为11.5 m（路基两侧为宽1.0 m的干砌片石护肩，无须摊铺）。在一侧区域作业时，应控制熨平板的宽度为5.75 m。在曲线段，该段宽度为12.9 m，实际摊铺作业宽度为11.9 m，理论上应使摊铺机熨平板的宽度调为5.95 m，但由于此次施工的熨平板设备无法调至该值，所以，将熨平板宽度调为6 m即可。

2）一般借助摊铺机找平液压缸确定合理的摊铺厚度，并对鱼尾板的位置进行调节，进而选出最合适的摊铺厚度。因此，正确连接鱼尾板是摊铺作业能否完成的关键一步。在每次开展作业前，应派技术人员检查鱼尾板。如果鱼尾板连接存在问题，将干扰找平液缸作业的进行，甚至可能导致摊铺层厚度无法确立。此时，应检查螺旋输料器，并按规定做调整，以确保最终摊铺质量达到预期。摊铺机熨平板的存料必须与摊铺用料速度保持相适应的状态，防止出现混合料溢出的情况，从而导致最终摊铺层的密实度不统一，摊铺层的平顺度较差。

3）除了混合料溢出会影响摊铺层的密实度外，振捣器作用的幅度与频率也会对摊铺层密实度产生影响。因此，合理控制振捣器的振幅和频率可以提高路面摊铺质量。一般摊铺机所属的振捣器有5 mm行程和10 mm行程2个挡位。在实际级配碎石摊铺作业中，如果摊铺层厚度较厚，应选用10 mm行程，频率则选择30 Hz。

4）碎石料的运输，先通过摊铺机内部的刮平板运输至摊铺机后方，再通过螺旋输料器运输至熨平板，在振捣器的作用下，可形成平整度较高的摊铺层。在上述作业过程中，驾驶员和副驾驶员应当配合观察各设备的实际工作情况，以便正确操作。

2.7 整形

新建埃塞俄比亚铁路路基相对其他类型的路基具有特殊性，其路基面宽度较大，横向坡度也较大。因此，需选用2台类型相同的摊铺机在路基面前后作业，2台摊铺机的距离应控制在10 m左右。如果选用单台摊铺机摊铺，需注意交替进行。同时，严格控制每条工作道的长度保持一致。一般摊铺良好的混合料需尽快进行压实作业，以提高摊铺路面的质量。在摊铺时，为防止标示桩发生移位，应派相关技术人员对调整传感器进行检查。

2.8 碾压

在混合料的含水量达到最佳值时，即可使用压路机对路面进行碾压作业。碾压设备可选择重型振动式压路机。在碾压作业过程中，如果发现路面存在松散、弹簧土的问题，需将问题区域剔除，并重新选用良好的混合料进行摊铺[2]。

2.9 接缝处理

进行全断面摊铺时，不应留有余缝。对于同一天进行作业的2个摊铺段之间的衔接处，应派相关施工人员进行搭接处理，搭接长度为一个桩位的长度。待完成整形工作后，需人工将摊铺末端修齐，并安置与施工层厚度相同的木板，待1 d过后，将木板除去，并清理干净。

3 基床施工工艺及施工措施

3.1 基床施工工艺

1）在本项目路堑工程施工过程中，当开挖到堑底处时，必须进行土石的识别，并根据基床设计进行剖面测量，然后进行开挖和修筑；根据设计要求采取有效施工措施，例如，压实、换填、改良土壤等。用爆破法开挖的路堑，在钻孔时按地面标高控制药量，进行光面爆破。

2）在施工之前，对地基的主体进行检验，并向监理单位报告验收。在基床上，主要以砂砾为填料，在一定程度上还可以采用硬度高、粒度≤15 cm、不易风化的石料，进行分层填筑，每层厚度保持在20~25 cm，并按要求夯实均匀。各压实层的全宽度必须采用同一填充剂，在上层和底层采用D15（大颗粒填充物中微粒含量＜15%的粒径）和D85（在低颗粒填充物中微粒含量＜85%的粒径），应满足D15≤D85。

3）在路基基础上，不采用塑性比＞12或者液限＞32%的黏质土壤进行填筑。路基基床的表土，若为易风化的黏土和塑性值＞12或者液限＞32%的黏土，应采用渗水土进行更换，边沟深度＞0.6 m，并进行加固。

3.2 基床施工措施

1）在基床地基上，必须采用塑性比＞12且液限＞3%的黏质黏土作为填筑材料，对碎石道床的底层进行砂垫层铺砌，将碎石道床和路基基面分开，优化基面的应力分布，保证地基表面平整，防止因积水引起路面翻浆冒泥。在降雨多的区域，在沙垫层中要加铺有复合土工织物或橡胶板、塑料排水管板等组成的防水材料，以阻止地面水进入地基，避免由于地基土壤含水率的增大，在列车荷载的重复作用下发生翻浆冒泥。

2）基床的表层修复和维护。在平整、充填过程中，若填筑厚度＜10 cm，应先将原来的压实层开挖10 cm以上，然后进行填筑、压实，以保证其外观质量符合设计要求。在无渗水的地基上设置路拱，其外形为高0.15 m的三角形，底部宽度与路基宽度相等。当曲线变得更宽时，仍然能维持三角形。在路拱下端由已有线路肩部往外侧作4%的排水横坡，而在横向上（包括路拱）则进行渗流。

4 基床病害处理技术

该工程综合整治了诸如基床翻浆、路基下沉与路肩宽度不足等常见的多种路基基床病害，在基床换填中粗砂与土工室、复合土膜及盖板沟的铺设工序中，关键技术要点如下：

1）换填中粗砂工序。在确保料中不含石碴后，分层回填中粗砂并夯实，依循相关设计规范，配置好路拱，确保基面保持平整，杜绝外高内低的反坡产生。在适宜换填宽度与厚度下，基床换填砂层最低点应比侧沟浆砌基础面至少高出0.1 m。

2）土工室铺设工序。事先铺垫10 cm底砂，将坡面夯实与抚平后铺设土工室。利用钢筋或木桩在基床上固定土工室的一端，然后将其用力拉开，使每个空格呈标准菱形，再固定于基床上，随后填入中粗砂于空格内，并充分捣实。在一联填完后，便可将固定的钢筋或木桩拔出，利用专用联接组件将下一联格与前一联格连接，并重复上述工序。完毕后，铺设10 cm面砂土于工格室上，并进行最后的基面顺坡整平与夯实作业。

3）复合土工膜铺设工序。与土工室铺设相同，首先铺垫好10 cm底砂，将坡面夯实，待整体平顺后铺设复合土工膜。铺设作业时，应保持时刻拉紧状态，避免发生翅曲、鼓包等现象。土工膜低端应压在高端下，做到接头不渗漏。完成上述步骤后，即可在复合土工膜上铺设10 cm面砂，将基面夯实紧密并整平顺坡。

4）回填道碴工序。将道碴清筛后回填入原线路道床，人工填平后，进行捣固机捣固，随后开始起拔道作业，确保线路水平、高低与方向等指标符合设计要求后，使用捣固机进行二次捣固夯实，完成上述步骤后，进行道床整形作业。

5）铺设干砌片石护肩及与碎石滤层工序。在道碴回填后，应立即铺设干砌片石护肩，作业时确保各个部分结构尺寸合格，在片石护肩侧面勾缝与顶面涂抹0.02 m的M10水泥砂浆，在干砌时，内侧砾石反滤层要及时进行施工，确保砾石反滤层的填料质量满足规范标准，采取边填筑边夯实的施工方法。在路堑地段，应随时恢复浆砌侧沟，预置卵砾石反滤层，砌筑侧沟要严格把控厚度与坡度，确保每延米均配置好泄水孔，泄水孔的高程处于渗滤层最底层，为预防可能发生的泄水孔堵塞，泄水口高程应为4%的顺坡。

6）盖板沟加宽路肩工序。当发现路基基床不足，可采取盖板沟加宽路肩方法解决，相较于其他病害，此类病害一般无须进行线路封锁与列车慢行举措，只应加强对浆砌施工的安全防护。盖板沟盖板应预先依照设计制备，并严格把控砌筑浆砌片石沟与现浇混凝土盖板沟侧壁的结构尺寸，使其符合标准，确保已有路堑侧沟底与整治段盖板沟两侧良好衔接，达到沟底水流顺畅的效果。

5 结语

综上所述，铁路路基基床的施工质量关乎人们的通行安全,也能在一定程度上影响通行列车的舒适度。本文结合埃塞俄比亚铁路工程实例，阐述了基床级配碎石的施工工艺，针对基床翻浆、路基下沉、路肩宽度不足等病害类型提出了换填中粗砂、铺设土工格室等综合整治措施，通过采取科学合理的施工技术，确保了工程的顺利进行和整体质量。