沙區(qū)鐵路路基粉細(xì)砂改良土填料沉降控制施工工藝

1、 沙區(qū)鐵路路基改良填料施工工法1.前言交通是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)，隨著國家對西部及偏遠(yuǎn)地區(qū)基本建設(shè)投入力度的加大，沙區(qū)鐵路的建設(shè)不可避免。而沙區(qū)合格的路基填料嚴(yán)重匱乏，如何保證工程的進(jìn)度及對成本的控制。妥善的解決路基填料的是沙區(qū)路基施工的重要問題。大何線由 a-馬場壕、馬場壕-b 兩部分組成，全長 101.3 公里，現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)：沿線可直接用于填筑路基的填料十分缺乏。大何線地表及淺層多分布粉細(xì)砂和泥巖，粉細(xì)砂和泥巖由于其組成、結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的特殊性，直接作填料難以滿足鐵路路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求?？紤]投資、既有原材料利用、運(yùn)輸?shù)葪l件的影響因素，中鐵電氣化局聯(lián)合地質(zhì)路基所路基設(shè)計(jì)室，提出對粉細(xì)砂及泥巖進(jìn)行改

2、良研究。形成了沙區(qū)鐵路路基改良土填料施工工法，效果明顯，技術(shù)先進(jìn)，故有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。2.工法特點(diǎn)1.使用改良后的填料，一般路基工后沉降20cm。2. 用改良填料將減少對河道亂采亂挖，并有效利用挖方，減少對環(huán)境的破壞。3.改良填料所用的粉細(xì)砂及泥巖集中取土后，對取土場經(jīng)行復(fù)墾，恢復(fù)植被，對治理沙漠將起到積極的作用。 3.適用范圍第四系風(fēng)積粉細(xì)砂及第三系及白堊系地層泥巖。4 .工藝原理根據(jù)粉細(xì)砂的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果，粉細(xì)砂在接近飽和（含水量為 14%）時(shí)，其擊實(shí)試驗(yàn)的干密度最大，此時(shí)其最大干密度為 1.82g/cm 。故3決定選取含水量為 14%來進(jìn)行粉細(xì)砂改良土試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)段觀測及數(shù)值計(jì)

3、算分析，不同配合比的粉細(xì)砂改良土路基都能滿足規(guī)范對路基沉降的要求（20cm），7%的水泥含量效果相對最優(yōu)，但考慮的經(jīng)濟(jì)因素，最終決定采用 6%為改良土的水泥含量。試驗(yàn)選取石灰摻量為 6%、8%、10%的泥巖改良土來進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同條件下，對于石灰改良土，存在最佳石灰摻量。作為路基填料的石灰改良土中的石灰摻量一般控制在 8%以內(nèi)，即可滿足高標(biāo)準(zhǔn)鐵路、公路路基填料的要求。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝的流程改良土施工工藝流程見附圖 5.1-1 準(zhǔn)備原材料的運(yùn)輸及攤鋪混合料的拌和整形及碾壓養(yǎng)生圖 5.1-1 改良土施工工藝流程5.2 操作要領(lǐng)及質(zhì)量檢測方法5.2.1 粉

4、細(xì)砂改良土路基操作要領(lǐng)1、準(zhǔn)備粉細(xì)砂改良土施工前應(yīng)對基底進(jìn)行清理碾壓，基底平整度和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足規(guī)范要求，然后進(jìn)行施工測量放樣，恢復(fù)中線和水平控制樁。2、原材料的運(yùn)輸及攤鋪原材料采用自卸汽車運(yùn)輸，根據(jù)路基基床底層填筑的寬度及松鋪厚度，計(jì)算各段所需粉細(xì)砂的數(shù)量及堆放密度。用推土機(jī)把每堆粉細(xì)砂攤鋪均勻后，再用平地機(jī)初平 1 次，用重型壓路機(jī)快速碾壓 1 遍。經(jīng)填筑試驗(yàn)驗(yàn)證，采用 30 cm 的松鋪厚度，壓實(shí)效果相對最好。然后根據(jù)摻配比例、粉細(xì)砂松鋪厚度及干密度，計(jì)算應(yīng)摻入水泥的松鋪厚度及水泥的堆放間隔密度。按計(jì)算的用量和間距將水泥堆置 在已經(jīng)初平、初壓的粉細(xì)砂表層上，先用推土機(jī)把水泥攤鋪均勻，再用

5、平地機(jī)對水泥進(jìn)行精確攤鋪。粉細(xì)砂及水泥攤鋪前應(yīng)測試含水率。3、混合料的拌和采用路拌機(jī)把已攤鋪好的填料拌和 1 遍，并快速測定初拌后混合料的含水量。初拌后混合料的含水量如小于實(shí)驗(yàn)室確定的最佳含水量時(shí)，應(yīng)用噴管式灑水車將水均勻地噴灑在拌和后的混合料上，若含水量過高，則應(yīng)翻耕晾曬。將含水量合適的混合料，再用路拌機(jī)拌合 12 遍，應(yīng)使混合料充分拌和均勻。4、整形及碾壓混合料拌和均勻后，用平地機(jī)初步整平和整形，再用壓路機(jī)快速碾壓 12 遍。經(jīng)整形后，當(dāng)混合料接近最佳含水量時(shí)，即可用 15 t 及以上重型振動壓路機(jī)碾壓。第 1 遍與最后 1 遍為靜壓，中間為弱振碾壓，不得使用強(qiáng)振，以免破壞下承層，碾壓遍數(shù)

6、不少于 5 遍，直至路基的壓實(shí)度滿足規(guī)范要求。在碾壓結(jié)束之前，用平地機(jī)再終平1次。5.2.2.泥巖改良土路基操作要領(lǐng)1、準(zhǔn)備泥巖改良土施工前應(yīng)對基底進(jìn)行清理碾壓，基底平整度和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足規(guī)范要求，然后進(jìn)行施工測量放樣，恢復(fù)中線和水平控制樁。2、原材料的運(yùn)輸及攤鋪原材料采用自卸汽車運(yùn)輸，根據(jù)路基基床底層填筑的寬度及松鋪厚度，計(jì)算各段所需填土的數(shù)量及堆放密度，泥巖土塊應(yīng)打碎，粒徑 小于 5 cm。嚴(yán)格控制松鋪厚度，現(xiàn)場試驗(yàn)確定松鋪厚度為 34cm 壓實(shí)效果最好。用推土機(jī)初平，平地機(jī)配合人工精平，測量中樁及邊樁滿足要求的高度。素土攤平后，按配合比、設(shè)計(jì)資料及室內(nèi)試驗(yàn)，換算石灰與泥巖體積比，根據(jù)每平

7、米石灰用量，通過人工摻加石灰，均勻撒布在素土上。施工中要嚴(yán)格控制石灰用量，石灰用量過大，則密實(shí)度達(dá)不到要求；石灰用量過小，則強(qiáng)度達(dá)不到要求。3、混合料的拌和攤鋪完畢后采用路拌機(jī)進(jìn)行拌和，拌和遍數(shù)一般為 24 遍，拌和深度應(yīng)達(dá)到素土層底部，直到混合料色澤一致，無灰團(tuán)、灰條，且水分合適均勻。拌和好后采用 edta滴定法快速檢測灰劑量，若石灰劑量不足，則補(bǔ)撒石灰，重新拌和至符合要求。4、整形碾壓石灰和泥巖拌和均勻，含水量符合要求后，先用推土機(jī)進(jìn)行初平，再用平地機(jī)配合人工進(jìn)行精平。石灰劑量檢測合格，且含水量大于最佳含水量 2 % 時(shí)進(jìn)行碾壓，碾壓遵循“先兩側(cè)后中間，先輕后重、先靜壓后振壓、最后靜壓”的

8、原則進(jìn)行碾壓。先用 20 t 的壓路機(jī)靜壓1 遍，再慢振與強(qiáng)振間隔壓 26 遍，每次碾壓完畢都要進(jìn)行壓實(shí)度、含水量、evd 動態(tài)載荷試驗(yàn)，直至路基的壓實(shí)度滿足規(guī)范要求，最后進(jìn)行 1 遍靜壓。5、檢測及養(yǎng)護(hù)碾壓完畢后，按設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求對改良土填筑層進(jìn)行檢測。 環(huán)刀法檢測填料的壓實(shí)系數(shù)，核子密度濕度儀檢測填料的壓實(shí)系數(shù)和含水量， k30 荷載板車檢測地基系數(shù)，無側(cè)限壓力儀測試改良土 7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。已填筑的改良土基床底層應(yīng)保持良好養(yǎng)生，養(yǎng)生采用灑水車，保證改良土表面濕潤。為防止冬季風(fēng)蝕現(xiàn)象，當(dāng)路堤填筑時(shí)，或有較長時(shí)間的停工時(shí)，必須對邊坡進(jìn)行臨時(shí)封閉。6.材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料，

9、采用的機(jī)具設(shè)備見表 6.表 6 機(jī)械設(shè)備表數(shù)量402020512345678裝載機(jī)振動壓路機(jī)推土機(jī)強(qiáng)夯機(jī)東風(fēng)載重汽車寶馬路拌機(jī)灑水車205平地機(jī)臺7.質(zhì)量控制7.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 允許偏差檢驗(yàn)數(shù)量檢測方法1中線高程20mm水準(zhǔn)儀測量每 100m 等間距檢驗(yàn) 3 點(diǎn)（左、右各3 個(gè)）2路肩高程20mm水準(zhǔn)儀測量345寬度橫坡每 100m 等間距檢 坡度尺量/水準(zhǔn)驗(yàn) 5 點(diǎn) 測量0.5%工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)圖 7.1-17.2 質(zhì)量控制水泥和粉細(xì)砂拌和后即產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，并開始硬化凝結(jié)。室外施工應(yīng)在水泥的初凝時(shí)間內(nèi)完成碾壓和檢測，否則由于對已凝結(jié)的土體造成破壞，干密度不但沒有上升，反而下降。

10、環(huán)刀法檢測填料的壓實(shí)系數(shù)，核子密度濕度儀檢測填料的壓實(shí)系數(shù)和含水量， k30 荷載板車檢測地基系數(shù)，無側(cè)限壓力儀測試改良土 7 天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。施工合格的改良土應(yīng)始終保持濕潤狀態(tài)，不能連續(xù)施工的應(yīng)在24 小時(shí)后即覆蓋草袋、麻袋并灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生齡期不得少于 7 天。8.安全措施8.1 路基施工安全措施填筑時(shí)，在填土區(qū)邊緣設(shè)置安全標(biāo)志。 影響既有道路交通的工程施工時(shí)，首先與交通管理部門取得聯(lián)系，制定確保交通安全的施工方案、施工計(jì)劃及保證安全的具體措施，報(bào)交通管理部門審批后施工。路基施工地段發(fā)現(xiàn)地下不明管道、線纜時(shí)及時(shí)與有關(guān)部門聯(lián)系，確認(rèn)做好防護(hù)后再繼續(xù)施工。地下管道、線纜處施工時(shí)，在征得有關(guān)部門

11、同意后，備齊備足必要的搶修材料，制定出應(yīng)急方案后再行施工。8.2 施工機(jī)械安全措施各種機(jī)械操作人員和車輛取得操作合格證，不準(zhǔn)將機(jī)械設(shè)備交給無本機(jī)操作證的人員操作，對機(jī)械操作人員要建立檔案，專人管理。根據(jù)機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程，針對各種設(shè)備的使用要求和使用環(huán)境制定具體的安全操作細(xì)則。操作人員按照機(jī)械說明規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行工作前的檢查制度和工作中注意觀察、工作后的檢查保養(yǎng)制度。保持機(jī)械操作室整潔，不能存放易燃易爆物品。不酒后操作機(jī)械，機(jī)械不帶病運(yùn)轉(zhuǎn)、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。定期組織機(jī)電設(shè)備、車輛安全大檢查。對檢查中查出的安全問題按照“四不放過”原則進(jìn)行調(diào)查處理，制定防范措施，防止機(jī)械事故的發(fā)生。8.3 保證人身安全

12、措施針對工程特點(diǎn)，定期進(jìn)行安全生產(chǎn)教育，重點(diǎn)對專職安全員、安全監(jiān)督崗崗員、班組長及從事特種作業(yè)的機(jī)械工、機(jī)動車輛駕駛員進(jìn)行培訓(xùn)和考核，學(xué)習(xí)安全生產(chǎn)必備的基本知識和技能，提高安全意識。 未經(jīng)安全教育的管理人員及施工人員不準(zhǔn)上崗。未進(jìn)行三級教育的新工人不準(zhǔn)上崗。變換工種或參加采用新工藝、新工法、新設(shè)備及技術(shù)難度較大的工序的工人必須經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，并經(jīng)考試合格者才準(zhǔn)上崗。特殊工種的安全教育和考核，嚴(yán)格按照特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則執(zhí)行。經(jīng)過培訓(xùn)考核合格，獲取操作證方能持證上崗。對已取得上崗證者，要進(jìn)行登記存檔規(guī)范管理。對上崗證要按期復(fù)審，并要設(shè)專人管理。9.環(huán)保措施9.1 由安全環(huán)保部建立環(huán)保監(jiān)

13、督檢查制度，定期與安全生產(chǎn)、文明施工同步檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。在整個(gè)施工過程中做好臨時(shí)排水設(shè)施，防止泥土流失，防止施工中土石沖入河流、水渠和其它建筑物內(nèi)。9.2 防止施工所占用的土地或臨時(shí)使用的土地受到?jīng)_刷，防止開挖的土石材料對河流、水道、灌溉渠或排水系統(tǒng)產(chǎn)生淤積或堵塞。開挖洞口時(shí)，應(yīng)防止雨季到來時(shí)水流對坡面的沖刷而影響排水系統(tǒng)的功能，減少對附近水域的污染。盡量不干擾河道、水道、現(xiàn)有灌溉或排水系統(tǒng)的自然流動，以免發(fā)生沖刷與淤積。9.3 施工時(shí)盡量保持原有生態(tài)，重點(diǎn)監(jiān)控臨時(shí)工程及設(shè)施、地表清理、隧道洞口的施工，施工不流土、竣工不露土、少挖少填，不亂砍樹木，不擾亂水系9.4 控制臨時(shí)用地的數(shù)量，

14、施工便道、各種料場盡量設(shè)置在鐵路 用地范圍內(nèi)或利用荒坡、廢棄地解決，避免高填深挖、占用或污染農(nóng)田。9.5 控制破壞植被的面積，因臨時(shí)工程破壞了綠色植被，則在工程結(jié)束前予以恢復(fù)。10.效益分析在沙區(qū)缺乏 b 組填料，采用改良土代替遠(yuǎn)運(yùn) b 組填料，減少對河道亂采亂挖，并有效利用挖方，減少對環(huán)境的破壞。改良填料所用的粉細(xì)砂及泥巖集中取土后，對取土場經(jīng)行復(fù)墾，恢復(fù)植被，對治理沙漠將起到積極的作用。11.應(yīng)用實(shí)例新建鐵路 a 至 b 鐵路（簡稱大何線）路基改良填料11.1 工程概況a 至 b 鐵路位于內(nèi)蒙古西南部煤炭富集的鄂爾多斯市境內(nèi)，橫穿該市東北部所轄達(dá)拉特旗、準(zhǔn)格爾旗。工點(diǎn)屬于中溫帶干旱半干旱氣

15、候區(qū)，表現(xiàn)為降雨量少，蒸發(fā)量大，空氣干燥。全長101.3 公里，現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)：沿線可直接用于填筑路基的填料十分缺乏。大何線地表及淺層多分布粉細(xì)砂和泥巖。由于其組成、結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的特殊性，直接作填料難以滿足鐵路路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求。按照鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范tb10001-2005 中對填料及路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求，考慮投資、既有原材料利用、運(yùn)輸?shù)葪l件的影響因素，中 鐵電氣化局聯(lián)合地質(zhì)路基所路基設(shè)計(jì)室，提出對粉細(xì)砂及泥巖進(jìn)行改良研究。并用于 a 至 b 鐵路路基填料。11.2 施工情況及監(jiān)測20xx 年 7 月路基開工以來，為滿足全線 101.公里鐵路線的路基填料需求，在沿線可直接用于填筑路基的填料十分缺乏的情況下，采用粉細(xì)砂及泥巖改良土的方法解決路基填料供應(yīng)問題。工程施工期間，在大何線路基總長 70.27%的填料缺乏范圍內(nèi)采用粉細(xì)砂及泥巖改良土進(jìn)行填筑作業(yè)，改良土嚴(yán)格按照含水率、水泥