客運專線路基涵路過渡段施工工法

1、客運專線路基涵路過渡段施工工法一、前言客運專線鐵路路堤與立交框構(gòu)、 箱涵、圓涵等橫向結(jié)構(gòu)物的結(jié)合部為涵路過 渡段, 由于路基與橫向結(jié)構(gòu)物的剛度不同 , 以及路基與橫向結(jié)構(gòu)物的沉降不一致 , 極易造成高速行車的不平穩(wěn)現(xiàn)象。為減弱這種影響，鐵建設(shè) 2005160 號文公布 的客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標準規(guī)定該段需作特殊處理 , 采 用級配碎石填筑，其壓實標準應(yīng)滿足地基系數(shù)K30> 150MPa動態(tài)變形模量Evd> 50MPa 孔隙率 nv28%甬臺溫鐵路I標段中鐵十六局經(jīng)過兩個多月的施工實踐，過渡段填料種類、質(zhì) 量符合設(shè)計要求 ,壓實標準滿足驗標規(guī)定 ,積累了成功經(jīng)驗 ,經(jīng)

2、專家評審,形成本 工法, 有廣泛的應(yīng)用前景。二、工法特點1 、作業(yè)規(guī)范化、程序化、標準化。2、質(zhì)量控制好。3、易于推廣應(yīng)用。三、適用范圍本工法適用于客運專線鐵路路基涵路過渡段基床以下路堤級配碎石填筑施 工。四、工藝原理采用配套機械設(shè)備和檢測設(shè)備 , 以試驗檢測為控制主線 , 根據(jù)試驗段施工工 藝試驗確定質(zhì)量達標、 操作可行的施工工藝參數(shù) , 指導(dǎo)涵路過渡段正式填筑施工。五、施工工藝( 一 ) 工藝流程1. 施工準備(1) 制定實施方案。涵路過渡段試驗段施工之前，項目部組織相關(guān)技術(shù)、試 驗人員制訂詳細的實施方案， 明確試驗的目的、 人員、機械設(shè)備及檢測設(shè)備的需 求計劃、試驗步驟、檢測方法、相關(guān)數(shù)

3、據(jù)整理分析方法。圖1涵路過渡段工藝流程圖(2)確定料源。過渡段施工，級配碎石質(zhì)量必須滿足驗標和設(shè)計要求。按照客運專線驗標對過渡段級配碎石填料的規(guī)定要求，對沿線碎石、石粉的料源進行調(diào) 查,并對選定的料源進行取樣試驗和篩分檢測、配合比試驗。最終選用的材料按 配合比拌合后的級配碎石的粒徑、級配及質(zhì)量符合驗標和設(shè)計要求，碎石顆粒中針狀、片狀碎石含量不大于20%,質(zhì)軟、易破碎的碎石含量不超過10%黏土團及 有機物含量不超過2%本標段過渡段選用的級配碎石顆粒密度為 2.36g/cm3滿足 暫標級配編號2的級配要求，篩分試驗結(jié)果見表I表1級配碎石篩分結(jié)果土 粒 組 成粒徑(mm)50 4040 303025

4、2520201010552.52.50.50.5 0.075V0.075散失占總土質(zhì)量百分率(%)0.00.51.310.322.025.817.45.114.23.1/通過質(zhì)量占總土質(zhì)量百分率(%)100.099.598.287.965.940.122.717.63.4/(3)合理配置機械設(shè)備和檢測設(shè)備。為滿足涵路過渡試驗段施工需要，選配性能狀況好、 滿足施工工藝與質(zhì)量要求的成套施工機械設(shè)備。 為滿足客運專線檢測 要求, 工地中心試驗室配備各種計量設(shè)備、力學(xué)試驗設(shè)備、檢測設(shè)備。(4) 建立級配碎石集中拌和站 , 按批準的配合比拌和生產(chǎn)級配碎石 , 采用填料 集中供應(yīng)方式。(5) 確定檢測方法

5、。采用K30 Evd、孔隙率三控檢測。為取得足夠的數(shù)據(jù)， 過渡試驗段每層檢測K30 Evd、孔隙率,使檢測點位滿足驗標要求。(6) 組織人員培訓(xùn)和技術(shù)交底。舉辦“客運專線新驗標培訓(xùn)班” , 使全體施工 人員能適應(yīng)客運專線的施工要求 , 及時掌握客運專線路基施工相關(guān)標淮 , 經(jīng)過培 訓(xùn)并考試合格的人員才允許上崗。同時，為使全體管理、技術(shù)人員、作業(yè)人員準 確掌握相應(yīng)的標準和要求， 要組織多層次、 各工種“涵路過渡試驗段施工技術(shù)交 底會”，使全員掌握試驗工作程序和控制標準 , 并將各階段質(zhì)量責任分解到具體 人員。2. 基坑底處理 :涵身防水施工結(jié)束后 , 對涵壁附近的基坑底進行清理， 清除涵 洞施工

6、時遺留的各種垃圾 ,排除基坑積水 , 清除基坑底的松土或被水泡軟的土， 整 平基坑。按設(shè)計放出C15昆凝土填充線，按結(jié)構(gòu)物混凝土施工方法,進行C15昆凝 土施工。3. 測量放樣 :回填昆凝土強度達到要求后 , 精測隊根據(jù)涵路過渡段填筑范 圍大樣圖(見圖2)計算出過渡段坡腳線 , 放出過渡段區(qū)域線。 并在涵外壁的兩端 和中間 , 根據(jù)人工夯實厚度及機械壓實厚度劃出刻度線，作為級配碎石填筑厚度 控制線。4. 過渡段基底處理。 清除表面腐植土、 種植土、結(jié)構(gòu)物施工時產(chǎn)生的垃圾等 , 所有清表雜土外運至棄土場。并對基底進行整平 , 使基底自路基中線向兩側(cè)不小 于2%的橫向排水坡。對原地面坡度大于 1

7、： 5的開挖臺階 , 并使臺階寬度大于 2m, 高度不大于20cm,以便壓路機能進行碾莊。壓實后對原地面進行K3C檢測其承載力, 應(yīng)滿足地基系數(shù)60MPa/m5. 過渡段填筑。對涵洞的同條件養(yǎng)護試塊抗壓試驗檢測 , 當涵洞結(jié)構(gòu)昆凝土 達到設(shè)計強度后 , 開始過渡段填筑施工。級配碎石用挖掘機挖裝 , 自卸車運輸 , 按 放樣寬度及松鋪厚度控制卸料量。為保證過渡段邊緣的壓實 , 邊線比設(shè)計線每邊 寬出50cm按自卸車每車的方量和松鋪厚度計算卸料車數(shù)，以控制松鋪厚度。涵洞兩側(cè)的過渡段同時對稱填筑 , 并與相鄰路堤同步施工6. 過渡段平整。先用裝載機進行初平 ,再用平地機進行精平 , 人工輔助整平。

8、路基頂面做成兩側(cè)2%-4%勺橫向排水坡。在涵背用紅油漆標出每層松鋪厚度控制 線, 以嚴格控制松鋪厚度。7. 過渡段初壓。采用振動壓路機兩臺 , 在涵洞兩側(cè)對稱碾壓施工。碾壓時采 取從兩側(cè)向中心勺順序 : 縱向進退式碾壓 , 先靜壓一遍 , 再弱振碾壓二遍 , 再強振 碾壓一遍。碾壓行駛速度開始時用慢速 （宜為 2 -3km/h）, 最大速度不超過 4km/h。 縱向搭接長度不小于2m行與行輪跡重疊0.4m0.5m,橫向同層接頭處重疊0.4m0.5m,上下兩層填筑接頭錯開不小于3m,以保證無漏壓，確保碾壓的均勻 性。靠近涵洞勺部位在縱向碾壓后 , 壓路機改為平行涵洞背壁面進行橫向碾壓。 大型壓路

9、機壓不到的部位 , 在大型壓路機碾壓完成后 , 人工挖出一半攤鋪厚度的 級配碎石 , 采用小型內(nèi)燃沖擊夯機進行碾壓夯實。 再將挖出碎石回填 , 同樣采用小 型內(nèi)燃沖擊夯機進行碾壓夯實 , 即分二層人工小型機械碾壓密實。8. 壓實檢測。初壓結(jié)束后，分別采用K3C平板載荷儀檢測地基系數(shù)、Evd測試 儀檢測動態(tài)變形模量Evd、灌砂法檢測孔隙率n。9. 續(xù)壓檢測。對試驗段路基進行續(xù)壓續(xù)檢 , 每碾壓一遍檢測一次。檢測方法 同前。并認真記錄松鋪厚度、碾壓次數(shù)、K30和孔隙率檢測值等相關(guān)數(shù)據(jù)，直到壓 實指標穩(wěn)定后停止碾壓。 試驗過程中安排技術(shù)、 檢測人員， 記錄壓路機的碾壓速 度、碾壓順序、碾壓遍數(shù)、邊角

10、部位小型打夯機的夯實遍數(shù)及壓實度檢測等情況 , 以使整理出指導(dǎo)大面積過渡段路基填筑施工的成果報告。10. 數(shù)據(jù)分析。對不同填層厚度、不同碾壓遍數(shù)的檢測數(shù)據(jù)進行整理分析 , 繪出碾壓遍數(shù)與K3C值、動態(tài)變形模量Evd和孔隙率n值變化曲線關(guān)系圖，對不同填 層厚度的合理碾壓遍數(shù)進行技術(shù)經(jīng)濟分析比較 , 確定填料壓實機械、最佳分層厚 度、壓實遍數(shù)、碾壓搭接寬度、壓實方法等基本數(shù)據(jù)，編制試驗成果報告 , 報監(jiān)理審核并送建指確認后 , 指導(dǎo)涵路過渡段路堤正式填筑施工。對于26cm 36cm 46cm三種不同機械碾壓分層松鋪厚度（對應(yīng)小型機械人工 壓實松鋪厚度分別為13cm 18cm 23cm）填筑碾壓施工

11、試驗數(shù)據(jù)見表1試驗數(shù)據(jù)匯表1試驗數(shù)據(jù)匯總表壓實厚度(cm)大型機 械強振 遍數(shù)夯實遍數(shù)實測K30及孔隙率值人工夯實K30值145146151151/4Evd值48.448.549.650.551.552.210孔隙率值23.323.724.624.625.425.8人工夯實K30值15215315315410、大型45Evd值52.052.152.653.553.954.4碾壓20孔隙率值21.221.622.022.022.522.9人工夯實K30值136137138139/4Evd值45.746.246.846.547.148.013孔隙率值24.224.624.625.025.425.8

12、人工夯實K30值14714815015213、大型45Evd值48.548.949.350.051.652.5碾壓26孔隙率值22.022.523.324.224.224.6人工夯實K30值15315415515613、大型56Evd值52.452.653.353.553.955.8碾壓26孔隙率值21.221.221.622.022.722.7人工夯實K30直135136138139/5Evd值40.741.742.343.544.244.215孔隙率值26.325.827.127.127.528.0人工夯實K30直14314514614815、大型56Evd值46.247.348.549.

13、250.251.6碾壓30孔隙率值24.224.624.625.025.025.8人工夯實K30直15115215315315、大型67Evd值51.352.452.552.853.153.8碾壓30孔隙率值22.022.522.522.523.723.7不同的分層填筑厚度時，碾壓遍數(shù)和壓實度的關(guān)系曲線見圖3;本試驗段填筑 工藝性試驗表明，當分層松鋪厚度很小時，路基易于碾壓密實，但施工效率較低， 而當分層松鋪厚度較大時，壓實所需要的碾壓遍數(shù)明顯增大，碾壓效率降低。從檢 測數(shù)據(jù)及分析圖表總結(jié)得出，合理的分層厚度和壓實工藝是當人工夯實的松鋪厚 度為18cm,夯實厚度為13cm,夯實遍數(shù)為6遍；大型

14、機械碾壓松鋪厚度36cm,壓實 厚度26cm,為人工夯實厚度的兩倍,以先靜壓1遍、后弱振2遍、最后強振碾壓5遍， 含水量控制在5% 7%寸，地基系數(shù)K30 Evd和孔隙率均能較好滿足標準要求。 根 據(jù)壓實遍數(shù)和壓實效果關(guān)系圖，可以看出填土厚度一定的情況下，碾壓遍數(shù)、地基系數(shù)K30Evd及孔隙率值基本成比例關(guān)系，即碾壓遍數(shù)越多，地基系數(shù)K30Evd 及孔隙率值越能滿定標準要求，但達到一定的遍數(shù)后再增加碾壓遍數(shù)就體現(xiàn)不出經(jīng)濟性松鋪厚度26cm壓實厚度20cm）時壓實遍數(shù)和壓實效果關(guān)系圖OO5 41 1仃率隙孔或aM0松鋪厚度36cm（壓實厚度26cm）時壓實遍數(shù)和壓實效果 關(guān)系圖十 一-一_一-I

15、I K30S Evdf 孔隙率I-"A<- - AIIIIII2壓實遍數(shù)3456（二）工藝成果根據(jù)試驗和分析，確定涵路過渡段路基施工工藝參數(shù)為：對于選用的過渡段 級配碎石填料和壓實機械，含水量控制在5%- 7%,機械碾壓最佳松鋪厚度為26cm, 采用激振力35t振動壓路機先靜壓1遍,再弱振2遍,強振碾壓共5遍;人工夯實的松 鋪厚度為18cm,夯實厚度為13cm,采用內(nèi)燃沖擊夯的夯實遍數(shù)為6遍,既可達到驗 標壓實標準。（三）成果應(yīng)用松鋪厚度46cm壓實厚度36cm）時壓實遍數(shù)和壓實效果 關(guān)系圖12壓實遍數(shù)45678160150 % 140 % 130 率120 隙110 孔100

16、 或90 P 80 M 70 K 60o o oo O4 3 2150在試驗段進行攤鋪壓實試驗敢得成功并總結(jié)成果報監(jiān)理審核確定路基的松 鋪厚度、碾壓遍數(shù)、含水率等工藝參數(shù)后，由級配碎石拌和站集中供料，根據(jù)試 驗段的施工步驟和取得施工工藝參數(shù)正式展開各涵路過渡段填筑施工，施工工藝流程與涵路過渡試驗段工藝試驗步驟基本相同。不同點僅松鋪厚度每層26cm碾壓嚴格按照試驗段工藝試驗確定的大型壓實 機械和小型夯實機械對應(yīng)的碾壓遍數(shù)和碾壓方法進行碾壓。碾壓結(jié)束后，進行壓實指標檢測。檢測采用K30孔隙率、Eve三控指標。壓實檢測合格后,對路基中 線、標高、寬度、邊坡等進行測量檢查，符合設(shè)計及驗標要求后，及時進

17、行填層 檢驗批驗收。過渡段填筑應(yīng)與相鄰路堤施工段同步施工，并將兩路段的碾壓面按大致相同 的壓實厚度控制松鋪厚度，同步填筑并均勻壓實。若相鄰路段的路堤填料與過渡 段級配碎石填料的粒徑不符合D15< 4d85的要求時,應(yīng)設(shè)置選用粒徑滿足要求的 A、B組填料按填料過渡段要求填筑與級配碎石過渡段順接。六、主要機具設(shè)備一個過渡段所需的機具見表2。表2主要機具設(shè)備序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1挖掘機CAT320B臺12挖掘機210-5臺13推土機D8N臺14推土機T-140, SD16臺15壓路機ZY18J臺16壓路機BOMAG BW225D-3臺17自卸車東風EQ斯太爾臺68裝載機ZL50C臺29

18、灑水車CA10B臺110平地機PY-160G臺111級配碎石拌和設(shè)備WCD400套112內(nèi)燃沖擊夯BS60-2臺2七、勞動組織見表3。表3勞力組織序號工種人數(shù)備注1現(xiàn)場負責人1現(xiàn)場組織、指揮2現(xiàn)場技術(shù)負責人1負責技術(shù)指導(dǎo)、交底3路基技術(shù)人員3質(zhì)量控制、檢查4測量工程師1測量控制、檢查5測量員2現(xiàn)場測量6試驗工程師1試驗檢驗、質(zhì)量控制7試驗員2現(xiàn)場試驗8機械司機12機械操作9汽車司機6填料運輸10機械維修人員3機械維修保養(yǎng)11普工12現(xiàn)場輔助12調(diào)度員1現(xiàn)場調(diào)度13安全員1現(xiàn)場安全八、質(zhì)量控制(一) 過渡段基底處理過渡段基底處理應(yīng)按設(shè)計要求與橫向結(jié)構(gòu)物、 相鄰路堤的基底處理同時進行 路堤高度H&

19、lt; 3.om勺路堤，原地面處理應(yīng)符合表4的規(guī)定。H>3.om寸，過渡段驀底 原地面平整后,用振動碾壓機碾壓密實，K30地基系數(shù)60MPa/m表4過渡段路堤高度h< 3.om勺原地面處理壓實標準項目壓實標準改良細粒土砂類土碎石類及粗礫土K30地基系數(shù)(MPa/m)> 110> 130> 150動態(tài)變形模量Evd(MPa)> 40> 40> 40孔隙率n(%)/V 28V 28壓實系數(shù)K> 0.95/檢驗數(shù)量：施工單位每個過渡段抽樣檢驗壓實系數(shù)（孔隙率）3點,其中：距路 基邊線1m處左、右各I點,路基中部I點;或抽樣檢驗地基系數(shù)2點,其中:

20、距路基邊 線2m處I點，路基中間1點。監(jiān)理單位平行檢驗壓實系數(shù)（或孔隙率）1點,見證檢驗 全部地基系數(shù)。（二）填料質(zhì)量要求根據(jù)設(shè)計和規(guī)范要求，調(diào)查選定級配碎石料源，并對選定的料源進行取樣試 驗和篩分檢測，填料粒徑、級配及質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求；碎石顆粒中針狀、片狀 碎石含量應(yīng)不大于20%質(zhì)軟、易破碎的碎石含量不得超過10%黏土團及有機物 含量不得超過2%過渡段用碎石的級配范圍應(yīng)符合表5的規(guī)定。表5過渡段用級配碎石級配范圍級配編號50403025201052.50.50.075110095 100/60 90/30 6520 5010 302102/10095 100/60 90/30 6520 5

21、010 302103/10095 100/508030 6520 5010 30210每20000m3由樣檢驗1次顆粒級配、顆粒密度、針狀、片狀顆粒含量、黏土團及有機物含量。監(jiān)理單位按施工單位檢驗數(shù)量的 10%平行檢驗或20%見證檢驗,每料場至少1次。（三）壓實標準基床表層以下級配碎石填層壓實標準應(yīng)按表 6采用三項指標控制表6基床表層以下級配碎石填層壓實標準項目K30地基系數(shù)（MPa/m）動態(tài)變形模量Evd（MPa）孔隙率n（%）壓實標準> 150> 50v 28（四）路堤邊坡質(zhì)量控制1. 路堤邊坡宜采用加寬超填方法，超填寬度不小于 50cm2. 路基刷坡采用刷坡機械。機械刷坡時根

22、據(jù)路肩線用坡度尺控制坡度。3. 路堤邊坡應(yīng)平順、密實、穩(wěn)固；邊坡的坡率應(yīng)符合設(shè)計要求，偏陡不得大 于設(shè)計值的3%（五）試驗檢測控制內(nèi)容和檢測方法I. 過渡段基底原地面平整后,用振動碾壓機碾壓密實，K30地基系數(shù) 6OMPa/m2. 填筑前，碎石加工場選擇，現(xiàn)場取樣,做室內(nèi)分析試驗，確定配合比及其他 質(zhì)量要求。3. 填料分層壓實 , 涵背兩端大型壓路機能夠碾壓的部位采用大型機械碾壓,其余采用小型振動壓實設(shè)備進行壓實。采用大型機械碾壓時 , 最大壓實厚度控制 在30cn內(nèi),但最小厚度不低于15cm,采用小型機械碾壓時，壓實厚度控制在15cm 內(nèi)。4. 過渡段填筑檢驗：每壓實層做孔隙率試驗（灌砂法）；每填高約30cm故Evd 及孔隙率試驗；每填高約60cm故K30 Evd及孔隙率試驗。九、安全與環(huán)境保護措施1. 推土機、裝載機、自卸汽車、壓路機、平地機等大型機械駕駛員 , 必須嚴 格按照操作規(guī)程 , 在邊坡、溝邊高填方段作業(yè)時 , 應(yīng)與邊緣保持一定的距離。2. 各機在同一作業(yè)面施工 , 前后