公里时速客专线路基施工技术(精)

公里时速客专线路基施工技术(精)

350Km/h客专线路基施工技术杨铭姜雪强【摘要】︰全面介绍了武广客运专线新广州站路基施工工艺,对碎石垫层、AB组填料填筑、级配碎石填筑等施工工艺进行了详细论述。【关键词】︰客运专线、碎石垫层、AB组填料、级配碎石1工程概况武广客运专线设计时速为350Km/h,是国内第一条真正意义上的高速铁路。其中新花都车站里程段为DK2168+284.04~DK2170+800,本里程段设计路基,路基基底填筑宽度25~30m,岩溶注浆加固宽度37~42m,路基平均填筑高度约5m。基础采用岩溶注浆和高压旋喷桩的复合处理方法。路基从底层至顶层依次为:碎石垫层、土工格栅、AB组填料、级配碎石2主要施工工艺2.1碎石施工工艺碎石垫层施工工艺为:场地整平→测量放样→划分网格→第一层碎石垫层施工→检测压实质量→铺设110型经编土工格栅→划分网格→第二层碎石垫层施工→检测砂垫层填筑质量(1场地平整首先对路基内的施工垃圾进行清理,主要是软基处理施工时留下的水泥浆和水泥块以及各种施工垃圾。用平地机整平路基,清除松散土和垃圾,然后用压路机对路基进行碾压(静压2~3遍即可。(2测量放样n路基中线和边桩放样,采用1.5mφ20cm的螺纹钢筋垂直打入地面以做中桩和边桩。根据路基横断面设计图纸每个断面选择3个点进行抄平控制(左、中、右三点。根据测量抄平结果在中桩和边桩上面标识出碎石垫层的填筑位置以及土工格栅格栅位置,并用红油漆划上标志。(3划分网格划分网格是为了有效的控制碎石填筑数量,避免超填或欠料。第一步:用石灰把路基中线标示出来。第二步:由试验段小里程段往大里程方向每8.94m(8.94米是根据翻斗车装运方量和路基宽度以及填筑厚度推算出来的标示一点。并通过这些点用石灰划出与路基中线垂直的横断面线。第三步:以路基中线为对称轴在横向线上每8.94米标示一点。第四步:按横向和纵向分别用石灰连接标示点,形成网格式分区路面,填料即可按车卸入分好的网格区域里。(4底层碎石垫层施工①碎石垫层粗平、精平自卸汽车卸入到网格线区域后首先采用推土机将填料进行粗平,推土机粗平的顺序为:先粗平边桩附近的填料(离路基中线7~14m的范围后粗平中桩附近的填料(离路基中线0~7m的范围,粗平时必须以路基中线为对称线,这样可以直观的控制不同部位处碎石垫层的厚度,粗平完后用平地机进行精平,精平时以4%的坡度修筑横坡。②碎石垫层行洒水n对整平后的碎石垫层进行洒水,洒水时水车的喷头高度控制在碎石垫层表面上0.3米左右,以防止碎石垫层表面被水冲的高低不平;同时洒水不能过多,以免碎石与石粉离析。洒水的目的是使碎石垫层能在最佳含水量范围内进行碾压,以便更好达到设计密实度,提高其压实质量和效率。洒水的顺序为沿路基两侧向中线方向均匀洒水,洒水车的速度要匀速前进或后退,速度控制在10km/h左右。洒水范围为整个碎石垫层,洒水时必须均匀。为得到路基压实过程中填料碾压遍数与碾压质量之间的参数,对DK2168+470~DK2168+530处第一层碎石填料划分区域。区域划分的方式:平行于路基中线划分4个区域,区域编号:沿线路走向从左至右依次编号为左一、左二、右二、右一。每个区域的横向宽度为7m纵向长度为60m。碾压编数分别定为:左一碾压4遍、左二碾压6遍、右二碾压8遍、右一碾压10遍。③压路机分区碾压压路机按照提前设定好的碾压遍数分别对每个区域进行碾压,压路机型号为YZ20B振动压路机,压实方式为:先慢速静压两遍后进行弱振、再强振的操作程序进行碾压,压路机碾压速度开始两遍采用1.5~1.7Km/h,后采用2~2.5Km/h,最后静压收光。碾压原则:由路基两侧往路基中线方向碾压。(5砂层施工第一层砂层铺设厚度5cm,卸料后人工初步铲平,采用压路机碾压平整后铺设110型经编土工格栅。土工格栅采用人工铺设,两幅搭接宽度不小于30cm,接头处两端采用包装带绑扎两道进行连接,土工格栅两端回折长度不小于2m。(7上层碎石垫层施工n上层碎石垫层施工工艺与底层一样,施工完毕后进行上次碎石垫层的K、n、Evd、EV2检测。2.2A、B组填料施工工艺A、B组填料施工工艺流程为:测量放样→划分网格→填料进场→推土机粗平填料→平地机精平填料→压路机碾压→实验检测压实质量。2.2.1测量放样1路基中线和边桩放样,采用1.5mφ20cm的螺纹钢筋垂直打入地面以做中桩和边桩,螺纹钢筋上面每5cm做一刻度线,用来控制填料的松铺厚度。2根据路基横断面设计图纸每个断面选择3个点抄平(左边桩、中线、右边桩。3根据抄平结果在中桩和边桩上面标示出每层填料的填筑位置,并用红油漆划上标志,每层填料的松铺厚度为30~40cm,靠近边桩处填料的松铺厚度为30cm左右,中桩处填料厚度为40cm左右。这样做的目的:为修筑路基横坡提前作好准备。2.2.2划分网格①用石灰把路基中线标示出来;②由试验段小里程段往大里程方向每7.3m标示一点,并通过这些点用石灰划出与路基中线垂直的横向线;③以路基中线为对称轴在横向线上每7.3米标示一点;④按横向和纵向分别用石灰连接标示点。2.2.3填料进场填料进场需注意以下事项:n①填料前必须选择适当的进场位置,卸料口的高度可以根据路基的填筑高度进行调整。运输车辆通过便道往路基上面卸料时,必须在临时水沟里面预埋内径为30cm壁厚5cm的预制混凝土排水管,以方便水流的排放。②根据现场边桩位置在基底边线范围外开挖临时排水沟,将地表水引入周围排水系统,确保基底不受浸泡。临时排水沟里面的水可以往既有线水沟里面排放,临时水沟采用梯形水沟:深度为0.5m;底宽0.4m;上宽1m。如水沟里的水流量较大不便于自然排水时,应沿路基的临时排水沟每50m修筑一1m×1m×1m的集水井并采用电泵将水往既有水沟里面排放。③填料卸车的方式采用先纵向卸料后横向卸料的方式,以便于为填料卸车提供多个工作面、便于控制路基不同部位处填料的松铺厚度。2.2.4推土机粗平填料推土机粗平的顺序为:先粗平边桩附近的填料,后粗平中桩附近的填料,粗平时必须以路基中线为对称线,这样可以直观的控制路基不同部位处填料的厚度、粗平时要按中桩和边桩上面的标高线严格控制填料厚度,以便修筑路基横坡。2.2.5对粗平后的填料划区处理为得到路基压实过程中填料碾压遍数与碾压质量之间的参数,特别对试验段第一层填料划分区域。区域划分的方式:平行于路基中线划分4个区域,区域的分界线用石灰标示,区域编号:沿线路走向从左至右依次编号为左一、左二、右二、右一。每个区域的横向宽度为7m纵向长度为50m。碾压编数分别定为:左一碾压6遍、左二碾压8遍、右二碾压10遍、右一碾压12遍。经过检测得出碾压8遍已经达到要求,所以针对相同的填料都以碾压8遍为标准。2.2.6压路机碾压n压路机按照提前设定好的碾压编数分别对填料进行碾压,压路机型号为YZ20B振动压路机,压实方式为:先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压,碾压机碾压速度开始两遍采用1.5~1.7Km/h,后采用2~2.5Km/h,最后静压收光。压路机行走方式:纵向行走,先碾压路肩处的填料然后逐步往路基中线碾压4遍,这样做的目的是便于修筑路拱,后4遍压路机由路基中线逐步往路路肩碾压。2.2.7路基平整度控制1填料卸完毕后平地机纵向行走由路肩逐步往路基中线粗平;2粗平完毕后压路机对填料静压一遍;3测量人员按现场情况分断面在静压一遍的填料上面进行标高测量,发现标高不符合要求的地方进行人工填土或人工卸土的方式调整填料厚度;4压路机碾压3遍后用靠尺对平整度进行测量后对超标的地方进行人工填土或人工卸土。2.2.8土工格栅铺设1由于试验段部分路堤填筑高度超过3m,每填筑50公分需在路肩上面铺设幅宽3m的25型土工格栅,25型土工格栅铺设方式:纵向铺设每幅搭接宽度30cm,搭接接头处采用塑料绑扎带进行绑扎。铺设时必须使土工格栅处于绷紧状态并利用U型铁钉将其固定在地面上。2为防止路基后期刷坡时由于操作不规范影响到土工格栅宽度,需把下料宽度调整为3.2m。n3为防止运料汽车在上料时碾压土工格栅,靠近土工格栅上面的填料汽车应与路基横断面平行后再卸料。2.2.9路基沉降观测本路基试验段填土期间沉降观测主要有4种方式:1单点沉降计:数量2个,埋设里程为DK2168+390、DK2168+490,埋设位置为该里程断面上路基中线左偏40cm。主要观测内容:观察压缩层沉降量,经过几个月的观察发现该两处压缩层沉降量几乎为0,每个单点沉降计相邻两次沉降量小于1mm,截止2007年3月25日总沉降量分别为:5.63mm,2.53mm。2沉降板:数量2个,埋设里程为DK2168+390、DK2168+490埋设位置为该里程断面上路基中线左偏40cm。主要观测内容:观测埋设处路堤下沉情况,经过几个月的观察日沉降量小于1mm。沉降板周围土方利用夯实机夯实不宜使用压路机直接碾压。3位移边桩:数量4个,埋设里程为DK2168+390、DK2168+490,埋设位置为该里程断面上路基坡角线两侧两米,经过几个月的观察发现每个位移边桩的日水平位移量均小于5mm(全站仪测量坐标,比较相邻两次坐标值的线距。4剖面管:数量1个,埋设位置为贯穿DK2168+490路基横断面,经过观察发现多数点的位移量小于5mm。部分点位移超过5mm,经分析原因:仪器灵敏度高,操作人员如果在拉动仪器的过程中使力不均匀就会造成读数上很大的差异。2.2.10路基接头的处理路基纵向接处预留台阶,台阶长度为3m,便于YZ20B振动压路机横向碾压,碾压遍数为8遍。n2.2.11路基刷坡1路基刷坡工具及机械设备:两把三角形的坡度尺(直角长边带水准气泡,一把坡度尺的坡率为1:1.9,一把坡度尺的坡率为1:1.75(设计坡率,大型挖机一台。2选择试验段端头纵向1m宽的长度,利用大型挖机从下往上粗略刷出路基坡度,然后用坡率为1:1.9坡度尺测量调整直到刷出1:1.9的坡度(以此为参照利用挖机对其他地方进行刷坡。3人工利用1:1.75的坡度尺进行精确调整。4经人工对坡度进行精确调整后,利用挖机斗对边坡进行反压处理,保证边坡外观的顺直和平整。2.3级配碎石施工工艺2.3.1级配碎石施工工艺流程级配碎石施工工艺流程如图1所示。n图1配碎石施工工艺流程图2.3.2级配碎石施工的主要机械设备WB300级配碎石拌和站1台,ZL50装载机1台,YZ20B振动压路机1台,PY180平地机1台,D-60-P推土机1台,15T自卸汽车2台,自喷式洒水车1台,手扶打夯机1台。2.3.3级配碎石施工工序(1测量放样用全站仪放出中桩、边桩,确定好填筑边界,在界外打好控制桩,做好标识,用白灰划出中线及左、右边线。同时测量好各断面的标高(左,中,右,在每一断面设置3个高程指示桩。(2计算填料方量,在路基表层打方格根据每车料的堆积方量算出每车填料的摊铺面积,确定每车填料的卸料面积,根据此面积在填筑面上用白灰撒出卸料方框。(3配合料拌和所有原材料必须经过试验室取样做试验合格后方可进场使用,根据试验室确定的级配碎石配合比进行试拌。各项工作准备完成后,方可进行拌和。(4混合料出仓运输用自卸汽车将拌和好的混合料运至工地现场,运输时根据运距的远近和现场摊铺机的摊铺速度配置自卸汽车数量。n(5摊铺本试验段基床表层级配碎石采用PY180型平地机进行摊铺。平地机正式投入工作前先进行各项检测调试,确保平地机机性能良好。平地机操作手必须是通过岗前培训而且经验丰富的司机。摊铺前技术组进行施工放样,由于路基两侧设计有通信电缆槽,而且设计上通信电缆槽是在基床表层施工完成后再行切割安装的,通信电缆槽壁外侧地下有综合接地贯通电缆,卸料设专人指挥。(6平整级配碎石料上到50米长度左右即可上推土机对填料进行摊铺初平,初平顺序应为:从路基两侧往中线方向进行初平,然后上平地机进行摊铺精平。为避免填料里含水量挥发,平地机精平时尽量按同一方向进行平整,且尽快地按照设计要求(即平整度要求、横坡要求,厚度要求等精平到位,不可在填料上来回平整造成填料离析和水份挥发。摊铺时配合5~n6个工人在两侧进行缺口补料,对平整不到的部位进行人工补料,对有填料离析的部位及时补充细料。(7压实平地机摊铺到位后,选择几个点测量其松铺厚度,待压实合格后在相应点上测量其压实厚度,从而得出松铺系数,再对几组数据进行平均取值即可得出填料松铺系数值。整形后,当表面处于湿润状态时立即进行碾压。如表面水分蒸发较多,明显干燥失水,在其表面喷洒适量水分,再进行碾压。平整完后压路机进行压实,采用先静压、后弱振、再强振的方式,最后静压收光。直线地段，碾压时从两侧向路中心碾压，曲线地段，由内侧路肩向外侧路肩碾压。各区段相互重叠压实，纵向搭接压实长度不小于2.0m，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm。碾压遵循先轻后重、先慢后快的原则。对局部无法采用压路机压实的区域采用手扶打夯机进行夯实。横向接缝处填料要翻挖并与新铺的填料混合均匀后再进行碾压，并注意调整其含水率，避免纵向工作缝。对已完成的基床表层采取措施控制车辆通行，并做好基床表层的保护工作，防止表层扰动破坏。严禁在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车。(8检验①按照验标要求进行检查宽度、横坡、平整度等各项质量指标，其允许误差满足设计及验标要求。②检测压实质量按照《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》《客运专线无砟轨道铁路工程、施工质量验收暂行标准》及《客运专线铁路路基工程施工技术指南》的要求，基床表层以地基系数K30、动态变形模量Evd、二次变形模量Ev2、孔隙率n四项指标进行控制，其控制标准满足设计及验标要求。施工时以里程长度每100m压实层进行抽样检测，其中动态变形模量、孔隙率各检测6n个点，地基系数、二次变形模量各检测4个点，长度不足100m的以100m的检测频率进行抽样检测。检测方法按照现行《铁路工程土工试验规程》（TB10102）及有关试验方法的规定检测。3结束语客运专线路基施工要求极高，各项施工工艺均需严格按照验标要求进行，武广新客站新广州站路基基床采用上述施工工艺后，各项技术指标均满足验标要求，实践中积累了相应的施工经验，为后续的路基施工提供了各种技术参数用于指导客专线路基施工，可为类似工程提供经验借鉴。