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【摘要】近年來,隨著我國綜合國力的不斷提升,鐵路建設也取得了顯著的發展和進步。鐵路運行速度快,技術標準高,為了保證列車安全運營,對鐵路路基施工技術和壓實質量的要求愈發嚴格。基于此,本文以牡丹江至佳木斯鐵路路基工程為例,闡述鐵路路基施工技術以及壓實質量控制要點,旨在提高路基填筑施工質量和施工效率,同時創造良好的經濟社會效益,為相關工程提供參考和借鑒。
1工程概況
本工程屬于牡丹江至佳木斯鐵路路基工程,其中MJZQSG-9標段二工區路基施工里程為DK356+139.53~DK361+641.80(共三段路基:DK356+139.53~DK356+901.76、DK357+365.00~DK357+916.18、DK360+797.81~DK361+641.80),路基全長2157.4m。全線路基平均填高10m,平均填筑層數為33層。合計總填方量為35.8×104m3,總挖方量為12.8×104m3。工程施工過程中涉及2.3×104m3表層級配碎石、2.2×104m3過渡段級配碎石、8.8×104m3非凍脹AB組土以及22.5×104m3ABC組土。整個路基由0.7m厚基床表層、1.6m厚基床底層以及基床以下路堤組成。
2路基填筑的準備工作
2.1施工方法確定。受地形地質條件影響,加上路基填筑壓實工期緊、難度大,該段路基填筑壓實施工時采用了連續壓實系統,取代了傳統壓路機碾壓施工方法,滿足施工進度要求,且路基填筑安全、質量可控,具有較好的經濟和社會效益。該技術結合了施工企業的實際情況,在高速鐵路復雜地質條件下具有很好的推廣和應用價值。
2.2施工準備。鐵路路基填筑施工前需要做好充分的準備工作,有利于加快工程進度和保證施工質量。首先認真調查和勘探施工路段現場,檢查設計文件和實際情況是否吻合,重點調查特殊路基的地下水和地質分布情況,對土石的類別情況進行分析,研究取土、棄土、運土以及填土施工方案;然后對鐵路沿線的征地拆遷以及管線遷移工作進行審查評議,設計關于路基施工附近的樹木遷移方案,研究出適合本工程建設的前期方案,確定施工機械的進場條件,以充分發揮施工機械設備的作用;同時建立施工實驗室,制定安全質量保證制度,確定工程項目的人員組織架構,重點考察臨時道路、施工管線和機械設備等是否滿足路基工程開工條件等。
3路基填筑施工技術
鐵路路基填筑常用施工技術包括豎向填筑法、分層壓實法、連續壓實法、沖擊壓實法和強力壓實法,本工程根據施工條件采用以連續壓實法為主的技術進行施工。
3.1連續壓實法的原理。連續壓實法是通過振動壓路機對路基的振動和壓力的共同作用實現對路基的連續碾壓。壓路機的連續壓實監測控制系統能夠實時監測和控制路基壓實度,該功能具體通過調控碾壓厚度、遍數以及速度等施工參數來實現。
3.2路基填筑施工工序。(1)施工準備。主要包括:設計文件和圖紙齊全并會審、已完成填料檢測和試驗段工藝性總結、施工方案完成審批并進行安全、技術交底[1]。(2)基底處理。按設計圖紙、規范及路基填筑施工方案要求處理好基底。首先勘測地質并測定相關地質參數,接著清理地表和設置臨時排水設施,最后沖擊碾壓基底進行加固,若是軟基則需額外根據設計圖紙進行加固。(3)分層填筑。根據施工圖,基床以下路堤填料選用C組料,并進行相關試驗檢測,選用質量滿足規范要求、具有良好級配的填料填筑路基。由于本段路基兩側邊坡每間隔0.6m填高橫向鋪設一層雙向土工格柵,施工時,控制每層材料的松鋪厚度在38cm左右、松鋪系數為1.26,并保證每層材料的填筑厚度基本均勻。(4)攤鋪整平。攤鋪時應全斷面均勻進行,并控制每層虛鋪厚度。自卸汽車布料之前,根據自卸汽車的裝載方量在路基綠色交通頂面用白灰灑出上料網格區域,使每個網格內卸1~2車為宜,布料完成后先后進行推土機初平和平地機精平。為使每層填料的虛鋪厚度及填料寬度符合圖紙要求,填筑前應先測量放線,并用竹竿放好本層填筑邊線及標高,為保證路基壓實質量,兩側邊線各加寬50cm。當需要設置橫向填筑接頭時應采用搭接法,保證縱向搭接長度不少于2m,上下兩層填筑接頭錯開至少3m。為便于路基排水,頂面設置4%橫向排水坡。(5)灑水晾曬。填料碾壓前應檢測碾壓土壤的含水率,含水率較低時可進行灑水處理,較高時可通過翻挖和晾曬降低含水率,最佳含水率宜控制在±2%。(6)碾壓夯實。本工程路基施工過程采用振動壓路機進行碾壓夯實,其碾壓順序和遍數為:先靜壓1遍,再弱振1遍,再強振3遍,最后靜壓1遍,壓路機的碾壓速度設置為3.0~3.5km/h。使用連續壓實系統時應注意以下幾點:①根據相同填料與工藝試驗確定參數,在連續壓實系統中設定填筑厚度(虛鋪厚度0.38m);②壓路機每次碾壓同一位置時系統會自動累計碾壓遍數。系統運行前,應根據同填料的填筑工藝試驗成果所確定的參數在系統中設定碾壓組合方式(設定碾壓遍數時應注意:常規碾壓1個往返為1遍,而在連續壓實系統中則為2遍);③壓實遍數平面視圖可以由連續壓實系統自動生成,其能夠直觀反映整個路基表面的碾壓遍數,從而便于操作手通過觀察顯示屏界面來準確得到碾壓信息;④由施工經驗總結出的壓路機碾壓速度為3.0~3.5km/h,在進行現場碾壓時,駕駛員可以根據壓路機配備的速度儀表盤將速度大致控制在工藝參數左右。當使用連續壓實系統后,駕駛員可以根據系統顯示的碾壓速度進行精準控制[2]。(7)路基整修。路基整修應符合設計結構尺寸的要求,且整修后的路基應滿足相關規范和檢驗標準。(8)質量檢測。每一層路基填料碾壓壓實后,需及時檢測各種相關指標。通常使用地基系數、壓實系數等指標進行評價,使用K30路基檢測儀等儀器檢測,壓實系數≥0.92,地基系數K30≥130MPa/m。(9)路基填筑試驗段。路基填筑試驗段是必不可少的前置環節,要充分考慮試驗段的成本和代表性,試驗段長度宜控制在100~200m范圍內。
4路基填筑壓實的質量控制要點
4.1填料質量的控制要點。路堤填料種類和質量應符合設計和規范要求,填料檢驗項目及頻次應符合表1的規定。填筑同一層路堤全平面;②當使用粗礫土和碎石類土填筑時,其最大粒徑不得超過7.5cm;③路堤重疊搭接處應注意壓實,不同區域搭接重疊長度應符合相關規范要求;④應做好地基及其兩側一定范圍內的防排水措施;⑤基床以下路堤填筑相關檢驗項目應符合相關規定。
4.2路堤壓實的控制要點。非浸水路堤基床以下路堤壓實標準應滿足表2的要求。基床以下路堤填筑應符合下列規定:①應使用相同填料
4.3路基壓實的安全注意事項。安全施工是影響路基壓實質量的一個重要因素,施工過程中安全措施應符合以下要求:①路基施工作業范圍內應設置安全警示標志,施工機具駕駛人員應服從現場管理人員的指揮;②施工機具行進路線及其施工范圍內不得有人員休息;③在路基邊坡附近進行施工機具作業時,應當在專人觀察和指揮的前提下減速慢行;④路基填料的來源應符合當地的環保規劃和土地利用政策,取土場的選址、大小和坡度等指標應滿足規范和設計圖紙的要求[3]。
4.4路基壓實的環保舉措。路基填筑的施工過程中會產生很多灰塵、噪聲和一些建筑垃圾,環保措施處理不充分不但會遭受周圍居民的投訴,而且垃圾埋入填筑土中會降低路基質量,垃圾排放施工過程中環保措施應符合以下要求:①路基填料運輸過程中用帆布覆蓋,現場施工便道經常進行灑水降塵;②合理安排施工機具和設備的工作時間段,夜間要注意噪聲防控;③施工機具和設備的廢油料及廢電瓶不得任意丟棄,應集中回收處理。
5結語
路基連續壓實監測系統近幾年在我國鐵路工程領域開始大范圍推廣使用,是我國今后鐵路路基填筑施工發展的趨勢,也是鐵路工程企業實現“走出去”戰略,參與國際市場競爭的一件“利器”。路基連續壓實監測系統研究成果緊密結合了我國鐵路施工企業的實際情況,順應了當前鐵路發展趨勢,不僅可以提高路基填筑施工質量和效率,也提升了企業在國內乃至國際市場的競爭力,值得大力推廣和應用。
作者:劉志廣 單位:中鐵二十二局集團第二工程有限公司