高速铁路路基过渡段施工技术

摘 要:本文就高速铁路路基过渡段进行分析讨论,对高速铁路路桥过渡段存在的问题及原因、高速铁路路基过渡段地基处理方法、高速铁路的路基过渡段施工技术以及高速铁路路基关键施工技术的优化进行研究。

关键词:高速铁路 路基 过渡段 施工技术

中图分类号:U213 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0079-01

1 高速铁路路桥过渡段存在的问题及原因

1.1 路基变形导致路基沉降

高速铁路过渡段一半情况下是采用填土作为填料,在施工的过程中,因为填料颗粒间的孔隙无法完全消除,在自重和外载的共同作用下,隙率会继续降低,填料逐渐被压缩,从而产生压缩下沉。而且,由于过渡段的位置较为特殊,常常会因为施工作业面的狭窄,难以控制碾压质量,致使密实度达不到施工设计的标准要求。

1.2 地基工后沉降

地基工后沉降是造成桥头跳车的成因。高速铁路和高速铁路路桥过渡段会有可能出现不同程度的跳车现象,产生路基下沉变形、线路部件损坏、轨面变化等严重的线路病害,在很大程度上影响高速铁路的运营安全。

1.3 设计不合理

之前的高速铁路路桥过渡段没有较为合理的设计要求,设计过程中并不是作为一种结构物进行考虑的。在进行设计时会出现对路桥过渡区段的施工碾压过程考虑不全,没有严格要求填料等都将是影响高速铁路路桥过渡段的施工质量的重要因素。

2 高速铁路路基过渡段地基处理方法

2.1 浅层处理

开挖换填是指全部或部分挖除软土,换填以砂、砾、卵石、片石等渗水性材料或强度较高的牯性土。全部挖除换填的方法可以从根本上改善地基情况,得出的效果是最好的,不会留下不良的安全隐患,是最彻底的方法措施。

2.2 排水固结法

排水固结法是指地基在荷载作用下,通过布置竖向排水井,使土中的孔隙水被慢慢排出,地基发生同结变形,以增强地基土强度的方法。排水周结法按照采用的排水技术措施的不同分为:砂井排水法、电渗法、袋装砂井排水法以及塑料板排水法。

2.3 预压法

预压法分为:路堤荷载预压法、真空预压法、降水预压法、碾压及夯实法以及复合地基法等等。

3 高速铁路路基过渡段施工技术

3.1 施工准备

在进行施工之前一定要做好充分的施工准备,以确保施工的顺利进行。首先,应该严格的审核施工图纸,对高速铁路过渡段的主要尺寸、位置、高程、过渡段与结构物的关系等等进行具体的检查核实;其次,对施工地段的地质情况进行详细的核查,收集完整的高速铁路过渡段的地质情况及地下水位情况资料;接着,选择好级配碎石填料来源,配制施工配合比以及合理规划建设级配碎石拌合站;最后,要编制准确、科学合理的作业指导书,明确高速铁路路基过渡段的施工关键工序,质量标准、检测手段以及相应的施工工艺,并根据施工现场的实际情况,做好高速铁路路基过渡段的排水系统。

3.2 原材料选定

在级配碎石中掺入水泥得到的混合料,称为水泥碎石。级配碎石时的粗、细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料,实质上类似于混凝土中粗细骨料的混合料。将水泥加在级配碎石中时,就是水泥、粗骨料、细骨料和水四组份的普通混凝土,胶结作用主要靠硅酸钙和铝酸钙与矿物质颗粒表面的结合。级配碎石在运输过程中尽量采用大吨位的运输车辆,运输过程中要用防水、防晒蓬向覆盖,同步、对称的对级配碎石应与桥台锥体、边坡填土进行填筑碾压。级配碎石一般情况下终凝时间是4个小时,在摊铺好后马上对其进行碾压。级配碎石填筑完成后要进行养护,每填筑一层时,要保持上一层级配碎石表面湿润。

3.3 施工机械及工艺装备

选取级配碎石拌合设备首先要保证计量准确,按试验配合比生产出合格的级配碎石,为填筑质量提供基础保障;应当满足施工现场需要的生产能力,保证现场级配碎石填筑的质量和数量要求。常见的压实机械有YZ20及YZl8型,根据现场碾压遍数与压实度进行对比试验,选用YZ20犁压路基效果较好,并作为现场过渡段级配碎石施工的碾压设备,桥台附近及边角部位则采用HDTO型振动夯碾压夯实,推土机、平地机、装载机、运料车、反铲等则选取常用设备。

3.4 施工措施

过渡段基底处理过程中及处理后按要求作好地面排水,特别是软土、松软上、膨胀上和黄上地基处理,确保降水及径水不能汇入施工区和地基、基坑内;当高速铁路路基过渡段采用CFG桩、打入桩等地基处理方式时,应先对地基进行处理,后进行桥台基础施下;桥台后安装0.15m厚无砂混凝上渗水墙,渗水墙底部横向安装软式透水管,并接出桥台锥坡外,将台后过渡段的水排出,避免积水软化地基。填筑过程中在台背上用红油漆划线控制填筑层高,摊铺厚度拧制在25cm～30cm之间,压实厚度最小不能小于15cm;为保证过渡段边缘有足够的压实度,摊铺时两侧各加宽50cm。碾压遍数经试验确定为静压一遍,弱振2遍、强振2遍、静压一遍:填筑碾压过程中路基做成4％左右的路拱,确保路基表面无积水现象。

3.5 试验检测机观测

应按照规范要求对高速铁路的路基进行地基系数、动态变形模量、变形模量以及孔隙率四项指标进行详细的检测,结果表明各项指标均满足没计要求。

4 高速铁路路基关键施工技术的优化

4.1 基底处理

应按照设计图纸对高速铁路的过渡段基坑进行开挖,要对高速铁路的路基过渡段基底进行地质复核和基底承载力检测,通过试验结果判定施工当地的地质情况与设计图纸是否相符。

4.2 分层填筑

可以将松铺厚度分为28cm、30cm、32cm三种控制。根据压实机械组合、压实遍数及检测结果找出不同类别填料的最好的松铺厚度;在摊铺填料之前检查是否均匀,是否有粗细颗粒严重离析现象;采用推土机摊铺散料,同时人工配合机械对局部进行找平、补料和翻拌;当填料的含水率较低时,采用洒水措施,填料的含水率较高时,则采用推土机松土器翻松晾晒。

4.3 机械填平

上足填料之后,应先检查填料的含水量,当填料含水量与其最佳含水量之差低于等于2%时应立即采用推土机进行粗平。进行粗平之后,用平地机进行精平施工,现场采用水准仪打灰点控制平整度,刮平时由中间向两侧进行。在摊铺及整平过程中,应人工配合小型挖机对局部级配较差的填料进行现场拌和,表面集窝部分,则由人工在现场进行拌和。

5 结语

总而言之,要减少或消除高速铁路过渡段带来的危害,必须根据实际施工情况,准确调查施工地区的地质、水文及路堤所处的环境,采取最好的、适当的施工技术,以确保高速铁路的路基过渡段的施工质量。

参考文献

[1] 刘道前.高速铁路路桥过渡段的处理研究[J].山西建筑,2009,35(19):275～276.

[2] 王庆昀.论高速铁路路基施工技术及质量检测方法[J].科技创业月刊,2005,18(3):144～145.