戈壁地区路基施工质量控制

【摘 要】在戈壁地区地质条件复杂，施工范围内地质岩层变化较大，环境温差大、地区严重缺水的自然条件下采用新的路基填筑施工工艺。

【关键词】地基处理；路基施工工艺；填料选择；过程控制

在戈壁滩上修建高速铁路在我国尚属首例，我公司也没有任何隔壁地区施工经验，而路基工程又是该项目的重大控制性技术难题。戈壁滩地区地质条件特殊，地基多为松软土地基、戈壁土地基，地基处理的好坏直接决定以后路基工程的沉降，因此地基处理成为戈壁滩路基填筑的一项重要内容；另外戈壁滩路基填筑所用填料主要为戈壁土填料，由于填料与以往路基工程的填料不同，路基填筑压实的压实机具、压实方法、铺层厚度、压实遍数、碾压工艺均需通过试验确定。同时由于新疆地区夏天干燥炎热，水分蒸发特别快，因此对路基填料的最佳含水率也提出了相当高的要求。

以下以兰新铁路第二双线路基工程施工为例，介绍了风区路基填筑施工工艺。

1 工程概况：

兰新铁路第二双线（新疆段）DK1370+000～DK1384+000，其中路基长10km，路基施工量大。该段线路沿线严重缺水，施工用水需要长距离调运，均对工程施工有较大影响；为典型的戈壁荒漠地区。

2 地基处理

戈壁地区地质条件复杂，管段范围内地质岩层变化较大，地基处理采用挖出换填、冲击碾压、重锤夯实、强夯、水泥搅拌桩、水泥改良土等处理方式。

3 填料的选择

高铁路基的填筑标准及路基工后沉降的要求远高于普通铁路，因此取土场的选择至关重要，兰新铁路第二双线所使用的路基填料均为戈壁料，戈壁料以细圆砾土、卵石土为主，进场后，通过对取土场的调查、比选、取样筛分，击实等试验，选定填料符合质量要求的料场，为后续的填筑施工奠定好的基础。

4 路基填筑工艺

取土场的填料不能直接用于路基填筑，大颗粒不能满足高铁设计规范要求《高速铁路设计规范》（试行）6.1.5路基填料最大粒径基床底层内应小于60mm，在基床以下路堤内应小于75mm），仅用人工清除远不能达到要求，经过项目部的研究和业主的要求，后来采用二级过筛来消除大颗粒。所谓二级过筛，就是首先在取土场安装直径为25mm、间距60mm×60mm的钢筋筛网，再在运输车上安装"人字形"同样的钢筋筛网，通过此二道工艺的筛分，有效的清除大颗粒，能保证路基本体填料粒径的要求。

新疆地区气候常年干旱无雨，取土场的填料都很干燥，洒水量不足，压不实，容易出现表面密实，中间存在松散夹层；洒水量过大，压路机又无法碾压，单纯的直接运到路基本体上洒水，含水率远达不到要求，采用在取土场一级过筛后,将填料堆成长约50米、宽20m的闷料区，浇水闷2-3天，通过试验确定最优含水率为6%，但在填筑的过程中，由于新疆地区气候干燥，水分散失比较大，含水率一般控制在8%左右，运送至现场后根据实际情况适当洒水，保证最佳含水率达到要求，以达到路基压实度达到要求。

施工过程中，项目部严格按 “三阶段、四区段、八流程” 工艺要求组织机械化快速施工，下面从施工控制的关键部分“四区段”做概述：

4.1 填土

路基的分层压实厚度是路基压实的主要参数之一，它直接影响路基压实的质量与工效。压实厚度的确定宜根据压实标准、填料性质、压实机械类型等多个因素通过试验填筑确定，一般虚铺厚度不超过35cm。采用方格法上料，现场划分方格上料。沿线路方向每20m测量放出线路中桩和填筑边线宽度，按设计的宽度每侧加宽50～80cm，提高路基边缘两侧碾压质量。在填筑范围内，用白灰画网格，在路基两侧及路基中心设方格网桩，以便运输车辆按顺序倾倒填料，现场技术员应在虚铺填料顶面做出标记，控制虚铺厚度。

4.2 摊铺整平

填土区段按照网格化布料，用推土机摊铺、粗平，平地机精平，使填层在纵向和横向平顺均匀，以保证压路机碾压轮表面能基本均匀接触层面进行压实，达到最佳碾压效果。推土机摊铺平整的同时，应对路肩进行初步压实，保证压路机进行压实时，压到路肩而不致滑坡。初压工序之后用平地机精平，填料压实前大面保证平整，并做成4%的人字排水坡，局部凹坑采用人工修整。

4.3 机械碾压施工

压实是路基结构形成过程中的主要能量来源，根据被压实材料所受外力性质不同，其压实方式可以分为三种：静力压实、冲击压实、振动压实。在戈壁土路基压实中，主要采用振动压实的方式。

戈壁路基填筑过程中压实机械采用22t重型压路机，压实顺序由线路两侧向中心逐步碾压，先用压路机在填料面上静压2遍后，再弱振2遍、强振3遍、最后静压收光1遍。

4.4 检测签证

兰新铁路第二双线采用无砟轨道结构，对路基工后沉降提出了严格的要求，因此控制路基填筑质量特别重要，问题的关键在于控制路基的压实质量。戈壁土路基填料压实后在2小时内进行地基系数K30、压实系数K、以及动态变形模量Evd等压实指标检测。检测频率按《客运专线路基施工质量验收暂行标准》规定进行。

5 沉降变形检测

沉降变形观测是检测和控制路基施工质量的重要手段之一，戈壁土路基填筑过程中的沉降变形观测主要采用沉降板及沉降观测桩。

5.1 元器件的埋设

沉降板的埋设：在原地面处理结束路基填筑开始前人工埋设，埋设前先铺设10mm厚中粗砂将地基面整平，然后将沉降板放在其上，四周用水泥土回填15～20cm厚，并用小型打夯机夯实，注意保持底板的水平及垂直度。

观测桩的埋设：观测桩采用长度为不小于1.0m的φ32mm钢钎，埋设深度不小于50cm。设置好的观测桩采取措施进行保护及标示。

5.2 数据采集

观测频率：在路基填筑期间以及路基填筑结束后，观测频率不低于下表的规定要求。

沉降水准的测量精度为±1mm，读数取至0.1mm。目前此项工作已经委托第三方单位观测，但要加强对他们的管理。

6 施工工艺的优缺点

此工法优点在于：

此工法采用闷料与现场洒水相结合可有效控制路基填料的最佳含水率，同时能够保证路基填的压实强度。

此法的缺点是：

6.1 施工工序衔接环节要求严格，现场作业组织较难。

6.2 施工成本投入较大，施工生产机械投入较多。

参考文献

[1]高速铁路路基工程施工技能指南.北京：中国铁道出版社,2010

[2]客运专线铁路路基工程施工质量验收标准. 北京: 中国铁道出版社,2010

[3]高速铁路施工技术与管理.北京: 中国铁道出版社,2010

[4]高速铁路无砟轨道路基沉降控制与动力稳定性.北京: 中国铁道出版社,2010