高速铁路路基填筑施工技术

摘要：京福高铁是国内目前正在建设的综合施工技术较为先进的高速铁路施工项目，建设单位在建设管理过程中对路基填筑工艺高度重视，提出了极高的技术及工艺要求，本文以京福高速铁路安徽段站前八标路基填筑工程施工为工程实例，通过对现行工艺的研究、探索与工程实践，创新出一套更加规范和成熟的路基填筑施工工艺，旨在为类似工程项目施工提供有益的技术借鉴。

关键词：高速铁路；路基填筑；施工技术

Abstract: the beijing-fuzhou high iron is under construction at present in our country the comprehensive construction technology more advanced high-speed railway construction project, the construction unit in construction management process to the roadbed filling technology attaches great importance to, and put forward the high technology and process requirement, this article takes the beijing-fuzhou railway station in anhui section eight scale subgrade reclamation engineering construction engineering examples, based on the current process of research, exploration and engineering practice, a set of innovation more standard and mature construction technology of subgrade reclamation, is for the purpose of for the similar engineering project construction to provide the beneficial reference for the technology.

Keywords: high speed railway; Roadbed filling; Construction technology

中图分类号：U238文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1 前言

京福高速铁路按开通时速250公里，同时预留时速350公里标准进行设计和施工，为提高路基的强度、刚度及整体稳定性，控制路基工后沉降和变形，路基工程基床表层及过渡段均采用级配碎石掺水泥填料结构，基床底层及以下路基本体采用A/B/C组料结构，以保证建成后铁路运行的平顺性、稳定性以及刚变的均匀性。因此在路基填筑施工前必须严格按照设计文件、《高速铁路路基施工技术指南》（ 铁建设【2010】241号）、《高速铁路路基工程施工质量验收标准 》（TB 10751-2010 J 1147-2011）、《铁路工程土工试验规程》（TB10102）、《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件的规定》确定的路基结构、填料标准及过程控制中的双控、三控指标，通过工艺性试验取得科学合理的技术参数，制定出完整的施工工艺、施工方法、检验检测方法以及安全质量工序卡控要点。

2 施工方案

针对基床底层及以下路基本体、基床表层、过渡段三大块内容，采用标准化的机械设备和检测设备配置,以工程试验检测为控制主线,根据试验段工艺性试验确定质量达标、操作可行的施工工艺参数,指导路基大范围正式填筑施工；通过资源（人员、设备、材料）配置检查、相关程序核验、过程控制、质量检测四个阶段程序化管理，实施路基连续压实控制。

3 基床结构及过渡段设置形式

3.1基床结构

京福高速铁路路基基床底层设计厚度为1.5-2.3m，基床表层设计厚度0.4 m，其中路基本体设计坡度1:1.5；基床部分设计坡度1:1.0；基床表层统一采用厂拌级配碎石掺5%水泥；基床底层及以下路基本体结构材料为A/B/C组填料；过渡段基床底层及以下路基本体结构材料为掺3%水泥的级配碎石。路堤及路堑基床结构横断面详见图1、图2、图3。

图1无砟轨道双线路堤标准横断面示意图

图2 无砟轨道双线硬质岩路堑标准横断面示意图

图3 无砟轨道双线非硬质岩路堑标准横断面示意图

3.2过渡段结构

⑴路堤与桥台过渡段结构设置型式

图4路堤与桥台过渡段设置型式图

⑵路堑与桥台过渡段结构设置型式。当路堑与桥台连接地段为土质、软质岩及强风化硬质岩时，应设置路桥过渡段，长度不小于20m，纵坡坡率1:2。路堑段基床底层挖除换填3%水泥的级配碎石，换填深度：土质、全风化2.3m，软岩、强风化1.0m-1.5m。

图5路堑与桥台过渡段设置型式图

⑶涵路过渡段结构设置型式

当涵顶距路基顶面高度h≤1.0m时，级配碎石过渡段长度L=2+2×（H-0.4），过渡段形式详见图6

图6 路堤与横向结构物过渡段设置图

当涵顶距路基顶面高度h＞1.0m时，级配碎石过渡段长度L=2+2×H1，过渡段形式如下图7，过渡段长度计算公式：L=a+（H-h1）×n其中：L―路堤过渡段长度，L≥20m；H―台尾路堤高度，h―基床表层厚度， n―级配碎石纵向坡度，2～5；a―常数，不小于5m。

图7路堤与横向结构物过渡段设置大样图

当涵洞与线路斜交时，应先采用3%水泥的级配碎石处理斜交部分，然后再处理过渡段。详见图8

图8斜交涵路过渡段立面示意图

⑷路堤与路堑过渡段结构设置型式

路堤与路堑连接处为坚硬岩石时：在路堑一侧顺原地面纵向开挖台阶，台阶宽度不应小于1.0m，台阶高度0.6m；路堤与岩石路堑连接处过渡段采用水泥稳定级配碎石（掺3%水泥）填筑。过渡段长度不小于20m。

图9 路堤与路堑连接方式图

当路堤与路堑连接处为软质岩石或土质路堑时：顺原地面纵向开挖台阶，台阶宽度不应小于1.0m，台阶高度0.6m。填料类别及压实标准同路堤相同部位。

图10 路堤与路堑连接方式图

⑸路基与隧道过渡段结构设置型式

土质、全风化路堑与隧道相接，基床2.3m范围采用5%水泥的级配碎石，厚度渐变；长度不小于30m；软岩、强风化硬质岩石与隧道相接，基床1.5m范围采用5%水泥的级配碎石，厚度渐变；长度不小于20m。路基长度大于30m时，设置一组端梁；硬岩或弱风化岩石与隧道相接，基床1.0m范围采用3%水泥的级配碎石，厚度渐变；长度不小于20m。路基长度大于30m时，设置一组端梁。

⑹桥梁与隧道、隧道与隧道过渡段结构设置型式

桥梁与隧道间基床2.3m范围以外换填C30砼；2.3m以内采用8%水泥的级配碎石换填，厚度均匀。隧隧间距≤15m时，基床2.3m范围换填C30砼。

⑺桥梁与桥梁过渡段设置结构形式

土质、软岩的基床换填深度不同（土质、全风化2.3m；软岩、强风化1.5m；弱风化1.0 m）。桥梁与桥梁间2.3m范围换填C30砼；2.3m以内采用8%水泥的级配碎石换填，厚度均匀。

⑻横向半堤半堑及不同岩土组合过渡段结构设置型式

陡坡地段的半填半挖路基或横向不同岩土组合时，为保证路基横向刚度均匀，路基面以下最小挖除换填厚度应保证轨道受力均匀。横向过渡段：土质、软岩：靠山侧基床底层范围换填1.0-2.3m；硬岩：靠山侧基床底层不用换填，外侧填筑5%水泥的级配碎石。换填底部设4%的向外排水坡。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

4.2 操作要点

⑴施工准备：包括技术准备、材料准备及现场准备三方面的内容。

⑵施工测量放样：按照《铁路测量技术规则》TBJ101-85进行测量仪器设备的常规检验和校正，每填筑一层测放一次边桩，并用石灰标出边线（含50cm加宽值），每填筑1.5-2.0m测放一次中线桩。

⑶原地面处理：路堤基底范围内原地面表层的植被、树根、腐植土以及其它杂质必须全部清除然后通过静力触探法进行地质核查（纵向每隔10Om检测2处），要求确定贯入阻力Ps值不小于1.5MPa对应的处理深度，原地面进行碾压成形后,再对原地面进行动力触探检测其承载力。要求σ0不小于0.18MPa，否则应进行改良或加固。

⑷地基处理：本标段常用的方法主要有：CFG桩（∮50）+0.6m褥垫层；CFG桩（∮50）+0.5m C35钢筋混凝土筏板结构；钻孔灌注桩（∮60）+0.5m C35钢筋混凝土筏板结构；水泥搅拌桩（∮60）+0.6m褥垫层；坑洼处C15贫混凝土找平；软弱层级配碎石（掺3%水泥）分层压实换填处理等6中方法。基底处理完成以后，按照设计的断面及部位设置沉降观测板。

⑸路基填筑施工：基床底层及以下路基本体A/B/C组料填筑严格按“三阶段、四区段、八流程”工艺组织施工；基床表层填料填筑严格按“三阶段、四区段、六流程”工艺组织施工，填筑前先选取长度不小于100m段落进行工艺性试验。A/B/C组填料材质标准详见表⑴

A/B/C组填料材质标准表⑴

⑹碾压工艺工况详见表⑵

碾压工艺工况表⑵

⑺检验签证：主要是在碾压完成后 “三线三度”（三线即：中线、两侧边线，且在三线上每隔20米插杆挂线，明确中线、边线的控制点；三度即：厚度、拱度、平整度）符合规范标准的基础上进行双控或三控测定。检验签证程序：自检合格后及时填写工程检查表和分项工程检验评定表并经监理工程师验收签证后方可进行下道工序的施工。

⑻路基边坡整修及检验：路基全部填筑结束后，沿线路纵向每20m钉出断面路肩，变坡点及坡脚位置桩，挖糟挂线，进行路基边坡刷坡；刷坡采用人工配合挖掘机自上而下刷坡修整。采用路基边坡夯实机进行机械夯实；坡面不陡于设计规定，坡面整修平顺，无明显的凹凸伤坡，转折处棱角分明。

⑼预留沉降量及观测桩：路堤高度变化时依据路堤高度及填料种类预留并测量沉降量，并根据填筑中的沉降推算出后期沉降。对于软土路基应放置半年，进行沉降后继续下一道施工工序。

5 生产力要素资源配置

5.1劳动力组织

劳动力组织表⑶

5.2 主要机械设备配置

路基填筑施工采用机械化作业，机械设备的生产能力要与施工进度相匹配，拌合物供应及时、摊铺平整、碾压均匀、规范检测。

200m施工分段所需机具设备表⑷

6 安全质量及环保卡控要点

6.1 安全卡控要点

⑴填料运输过程中，对于贯通便道的狭窄处、陡坡处、急弯处或穿越电力通讯地段要设置相关的安全警示标志，或者派专人现场负责指挥运输车辆的通过。

⑵施工现场设置醒目的防护带，防止闲杂人等进入施工现场，经常检查工具材料、物件的堆码垛情况，防止松动倒塌伤人，确保施工生产安全。

⑶各工种进场作业人员必须按标准正确佩带使用个人劳动防护用品，特种作业人员必须持证上岗。

⑷各种仪器设备、工具使用遵守操作规程，各种机械、器具防护装置必须齐全、良好,严禁超负荷或带病运转；各机械在同一作业面施工,前后两机应保持一定的安全距离。

⑸推土机、装载机、自卸汽车、压路机、平地机等大型机械驾驶员,必须严格按照操作规程,在边坡、沟边高填方段作业时,应与边缘保持一定的距离；严禁对运行中的机械设备进行修理或保养工作，机械夜间进行作业时，施工段应有照明设施。

6.2 质量卡控要点

⑴路基填筑质量控制要点主要抓好三个方面：填料与原材料控制；施工过程控制；试验与检测控制。

⑵施工前根据设计文件及相关技术、规范文件编制施工方案，根据审批的施工方案编制各工序施工技术交底及工序卡控要点卡片，同时对管理人员、施工人员进行施工方案、施工工艺、质量标准、安全标准等技术交底，特别要交底到一线工人及机械操作司机，让每个工人掌握应知应会的基本要领，知道具体怎么做，什么不能做。

⑶严格控制填料的原材料质量，所有进场的原材料必须按照有关规定进行检验，严格执行“三检”制度，杜绝不合格的材料进场；A/B/C组填料、级配碎石选料材质标准应满足规范要求。严格规范试验检测、落实技术标准。每工班生产混合料前测定粗细集料的含水率，换算施工配合比。集料生产过程中，随时观察目测混合料级配和含水率变化情况，正常情况下，每一工作班抽检三次，第一次必须在拌和开始时检验，如发现生产过程有异常，增加抽查试验次数，根据颗粒级配、含水量、水泥含量检测信息及时调整配料比例，使混合料符合要求。

⑷基床底层及以下路基本体填筑施工必须严格按照“三阶段、四区段、八流程”工艺标准组织施工，基床表层填筑施工必须严格按照“三阶段、四区段、六流程”工艺标准组织施工，过渡段施工前首先在台背画好刻度线，分层厚度为15cm，为防止破坏桥台及沉降观测桩，在沉降观测桩周围及桥台2m范围内，采用小型压路机碾压。

⑸区间路基填筑前，先由测量组放好路基边线控制桩，每填筑层施工前由当班技术员根据控制桩进行线路边中线、标高的放样，同时根据试验总结报告确定的松铺系数，确定填筑层松铺厚度。

⑹路基填筑施工过程中必须提前做好四电接口过轨管线预埋及手孔（电缆井）预留工作。

⑺路堤边坡质量控制：路堤边坡宜采用加宽超填方法，超填宽度不小于50cm；人工配合机械刷坡时根据路肩线用坡度尺控制坡度；路堤边坡应平顺、密实、稳固；边坡的坡率应符合设计要求，偏陡不得大于设计值的3%。

⑻沉降观测：软基处理地段设计有沉降、位移控制要求时,首层填料摊平后,在路基中心埋设沉降观测板、设置沉降观测桩。碾压结束后,进行沉降观测，沉降观测采用二等水准测量标准。路基面形成后在路基面中心和两侧路肩设置路基面观测桩,纵向间距不宜大于100m,每段路堤至少保证l个观测断面，并且保证至少有6个月的沉降观测和调整期，测量频次详见表⑻。

⑼雨季施工：严禁在雨季填筑非渗水土路堤，雨季施工要加强边坡防护，路基边做截水槽，路基边坡上每隔30～50m铺设塑料薄膜流水槽使雨水流向截水槽，防止雨水冲刷边坡。雨后待填层面晾干并测定含水量合格后方可继续施工。

⑽基床表层及底层每90cm（三层）检验一次三项指标（压实度K、地基系数K30、动态变形模量EVD）；过渡段基床底层每60 cm（三层）均检验三项指标（压实度K、地基系数K30、动态变形模量EVD），基床底层以下路基本体每90cm（三层）检验一次双项指标（压实度K、地基系数K30）。

基床表层检验标准及方法表⑸

基床底层及以下路基本体检验标准及方法表⑹

⑿路基要做到轮廓分明、路肩棱角平直整齐、路拱面平整、曲线地段圆顺、坡面平顺整洁、质地坚硬，需有良好的整体观感。基床底层顶面高程、中线至边缘距离、宽度、横坡、平整度等基床5大外形结构尺寸指标允许偏差见表⑺

基床5大外形结构尺寸指标表⑺

⒀路基沉降观测：路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。路堤及路堑分别根据有无压缩层采用A、B型和C、D型断面。检测元件包括沉降检测桩、沉降板、位移边桩。沉降观测断面的间距不大于50m，软土及松软土30m。结构物起点处、距起点10m、30m处分别设置观测断面；路涵过渡段宜在涵洞顶斜向设置横剖面管，并于涵洞两侧2m设一观测断面。施工时沉降板随路基填筑同步埋设，并按要求进行沉降观测，沉降板观测管周围1m范围内禁止重型机械行走、碾压、采用冲击夯夯实。沉降观测采用二等水准测量。

路基沉降观测频次表⑻

填筑速率控制：边桩水平位移大于5mm/天，垂直位移10mm/天；路堤中心桩沉降量大于10mm/天，应暂停填筑。

6.3环境保护卡控要点

⑴建立健全环保体系，坚持“全面规划、预防为主、综合防治”原则。

⑵施工时要注意保护坏境，采取措施不压缩、不侵占、不污染河道。运输道路必须洒水除尘，防止污染环境。

⑶摊铺A/B组料的过程中，多余的A/B组料必须弃到指定的地段，不得乱弃。

⑷严禁在施工现场焚烧废弃物和会产生有毒、有害气体、粉尘的物品；严禁将含有污染物质或可见悬浮物的水放入河道；所有机械废油回收利用或妥善处理，严禁随地抛洒。

⑸合理安排作业时间，尽量避免夜间作业、严禁雨雪天作业，施工现场选择性能优良、噪音小的施工机械，以减少因施工机械产生的附加噪声与振动。

8结语

掌握高速铁路路基填筑施工工艺标准、施工方法及检验检测方法，特别是对施工中易发质量通病及其处置方案对高铁建设至关重要，它关系到高速铁路建设的成败，通过对京福高速铁路安徽段站前八标路基填筑施工工艺研究与探索，我们积累了丰富的施工经验，取得了大量的经验数据。运用该技术施工的全部路基经现场监理工程师见证试验检测及监理项目部平行试验检测，各项指标一次性达标，达到了预期的效果。希望能为类似工程项目提供技术指导和借鉴。

参考文献：

高速铁路路基施工技术指南（ 铁建设【2010】241号 ）；

高速铁路路基工程施工质量验收标准 TB 10751-2010 J 1147-2011

京福高速铁路安徽段站前八标隧道工程相关设计文件。

二一二年十月八日