合福高铁路桥过渡段工艺试验的施工技术总结

摘要：高速铁路路桥过渡段的施工技术，在高速铁路工程建设中有着重要的作用，路桥过渡段的施工质量的好坏，直接影响到整个工程的质量。本文就通过合福高速铁路路桥过渡段的工艺性试验得出试验参数指导施工，并对路桥过渡段的施工技术做出了讨论，对同类施工具有借鉴意义。

关键词：高速铁路 过渡段 施工技术

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Keywords: high speed railway construction technology transition section

中图分类号：U238文献标识码： A 文章编号：

一、路桥过渡段施工质量的重要性

安全

、平稳、舒适、快速是高速铁路建设的前提和基础，我国高铁对路基工程施工技术提出了“一个中心、两个基本点、六大关键技术”，其中路桥过渡段是六大关键技术之一。以在建的合福高速铁路为例，其工程中的路桥过渡段的施工质量直接影响到整个工程的质量。

1、引起路桥过渡段沉降差的原因分析

(1)路基变形是导致沉降差的主要原因

路桥过渡段一般都采用填土或级配料填筑的办法，由于填料之间的缝隙难以完全消除，同时路基与桥梁之间的刚度差异比较大，在双重重力的影响下，极易导致路基与桥梁的沉降不一致，使连接处附近容易产生沉降差。从施工角度而言，由于过渡段位置的特殊性，碾压质量难于控制，常常达不到密实度的要求。即使密实度达到了施工设计时的要求，在列车运行的过程中，不论是重力的作用还是外力的作用，都会使填土产生一定的变形，不但会引起过渡段之间的沉降差，还会引起轨道刚度的变化，导致列车与线路之间的相互作用力增加，影响列车在运行时的平稳性，甚至危害行车安全。

(2)路基排水不畅是导致沉降差的重要原因

由于路桥过渡段地理位置的特殊性，在进行过渡段填土、碾压的施工过程中，往往在路桥过渡段处留有细小的裂隙，这些细小的裂隙在经过雨水或地表水的渗透后，经过列车的反复荷载运行，容易导致过渡段区域内翻浆现象的发生，使轨道摆动悬空，路基变形下沉，致使沉降差加大，从而导致轨道轨面上的变化，影响列车运行时的安全，容易引发安全隐患等问题。

2、消除桥过渡段沉降差的主要手段

(1)通过试验段选取正确施工技术

在高速铁路建设过程中，路桥过渡段的施工质量合格与否，是整个工程的核心、重中之重，在工程建设过程中，只有采用正确的施工技术，确保施工工程的高质量，才是整个工程的重点和中心，只有这样才能建设真正的高质量的高速铁路，为列车的运行提供更加强大的保障，真正的使列车安全、平稳、可靠的运行。因此，需针对路桥过渡段所处的地理位置，当地填料特性、气候条件、设备配置情况等相关因素，开展试验段工作，收取填料级配、含水率、松铺厚度、碾压遍数、工艺方法、试验检测等参数与指标，用以指导工程施工。

(2)严格作业程序落实工程控制

严格按照四区段（验收基地、搅拌运输、摊铺碾压、检测修正）和六流程（拌合、运输、摊铺、碾压、检测试验、修正养护）作业程序施工，质量控制采用“定人、定位”的原则进行检测，“定人”指的是同一种检测方法始终由同一试验员进行操作；“定位”指的是检测点位相对固定。

从管理体制入手，建立健全“作业、检验、检查、验收”等工序的专项职能，杜绝作业工艺的随意性，掌握各种试验工艺与检测方法之间的关系，加强施工过程控制，确保工程质量。

二、合福铁路及DK1+250-32+058段概况

合福铁路设计速度目标值为350km/h，正线全长810.44km。区间正线桥梁502座357.788km，隧道204座343.14km，桥隧总长700.928km，桥隧比86.5％，路基长度121.163km，占13.3％。其中DK1+250-32+058段特大桥3座，中桥1座，框架桥、涵23座，车站1个，路基长度5.52km，路桥过渡段6处。

过渡段路堤基床表层级配碎石掺入5％水泥，过渡段基床表层以下部分分层填筑掺入3%水泥的级配碎石，压实标准应满足压实系数K≥0.95、地基系数K30≥150MPa/m、动态变形模量Evd≥50Mpa、孔隙率n＜28 %；过渡段级配碎石中掺入3%水泥，并在路基与桥台结合部位设宽10cm带排水槽的渗水墙，渗水墙采用无砂混凝土块砌筑，长30cm、厚10cm、宽15cm。在渗水墙底部设直径=100mm(TS-100)透水软管将渗流水排出路基以外，过渡段桥台基坑应以混凝土回填，混凝土应满足设计强度要求。

无砟轨道路基所有土质地基(含全风化岩质地基)均需进行工后沉降分析，路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求，无砟轨道路基工后沉降不宜超过15mm。路基工后沉降控制标准应满足表1的要求：

表1 路基工后沉降控制值

三、合福高速铁路路桥过渡段的工艺试验

进行路桥过渡段试验的目的是通过确定过渡段施工过程中填料的合理配比、最佳含水率的控制范围、碾压遍数及施工工艺、施工组织、施工机械，在达到各项设计要求的同时，选定最佳的机械配套和施工组织，从而指导下步路基施工。

1．工点选择及过渡段形式

根据总体施工组织安排，青阳山特大桥及DK25+000～DK27+537.27段路基为标段内率先施工，且本段路基及过渡段为运梁通道，因此选取青阳山特大桥合肥台后过渡段作为工艺性试验点。

桥台过渡段背面填筑示意图如下：

图1青阳山特大桥合肥台过渡段背面填筑示意图

（上图为纵断面示意图、下图为横断面示意图）

2.准备工作

储备一定数量级配碎石做为与过渡段同步填筑的相邻路基填料。级配碎石必须由试验室检测合格方可使用。过渡段级配碎石颗粒中针状、片状碎石含量应不大于20%；质软、易破碎的碎石含量不得超过10%；黏土团及有机物含量不得超过2%。过渡段两侧填筑材料为AB料，基床以下部位AB料最大粒径不得大于75mm，基床底层部最大粒径不得大于60mm。

根据室内试验结果，过渡段填筑掺3%水泥级配碎石原材料质量合格，可以用来试验段填筑。

表2过渡段级配碎石的级配范围

表3 过渡段及锥体填料的物性指标

在桥台及路基两侧设置临时排水沟，并将水引入当地水系。试验填筑前做好相应的基地清理、桥台及相关构筑物验收、测量放线、试验仪器准备、人员培训等工作，确保试验工作按照既定目标进行。

3.试验方案选择

试验采用徐工震动式单钢轮20T进行填筑碾压。过渡段填筑采用与路基两侧和锥体同步填筑施工，在桥台混凝土验收合格后，在桥台外侧防水涂料上利用红油漆标出过渡段填筑的厚度和设计填筑范围。人工配合平地机摊铺平整填料，测量人员用仪器测量过渡段填筑标高以控制摊铺厚度，并按设计施工成型边坡坡率。试验过程中每压实一遍进行观测点的地基系数K30、动态变形模量Evd、压实系数K三项指标检验。现场压实完成后，经中心试验室检测合格后方可进行下一道工序的施工。

通过试验段的实际操作及对试验数据的分析，以虚铺厚度23cm进行摊铺碾压，确定填料的最佳碾压遍数及松铺系数。为以后大面积过渡段及两侧填筑和锥体施工提供依据。

过渡段及两侧填筑和锥体施工试验段试验内容见表4。

表4 基床底层及以下路堤过渡段及两侧和锥体试验段试验内容

4.施工方法：

(1)施工准备完成后，在平整好的场地上画出填料填筑面积。涵洞或桥台身2m范围内采用小型打夯机具夯实， 2m范围外采用徐工振动式单钢轮20吨压路机碾压，松铺厚度为23cm。

(2)填料运至现场后，采用人工配合机械进行摊铺，检查填料的平均厚度。过渡段及两侧和锥体的填筑应同步进行，过渡段沿线路方向按设计要求坡度1:2进行控制。

(3)现场平整结束后进行机械碾压，压路机的行驶路线应由路基两侧向中间碾压的顺序行驶，行走速度为1.5Km/h～2 Km/h，轮印重叠宽度不小于40cm，纵向重叠长度不小于2m。

(4)清除过渡段填筑范围内的杂物，按设计利用白灰将填筑范围现场标出，利用竹片桩系布条及涵洞上做标示控制填筑横、纵坡，做好4%的路拱，以便排水。过渡段及两侧填土和锥体同步填筑，同步整平，同步碾压。

(5)虚铺： 松铺厚度按照按23cm控制虚铺厚度进行填筑。填筑区段内按照网格化布料，根据计划填筑数量进行画格放料。网格线间距根据运料车的车容量计算确定，卸料布料必须有专人指挥，确保卸料均匀，便于摊铺、平整，用以控制推土机作业厚度。

图2单车一格卸料

(6)过渡段摊铺：填料摊铺应使用推土机进行初平，再用平地机进行平整，填层面应无显著的局部凹凸，并应做成向两侧横向排水坡。填料在摊铺整平时，严禁产生“集料窝”现象。

(7)压实检测：采用徐工震动式单钢轮20T压路机,钢轮宽为2m。一般前几遍碾压后检测指标值达不到设计要求不需进行试验收集数据，现场徐工震动式单钢轮20T碾压4遍后，再进行压实指标检测，以提高工效。检测压实系数K、Evd、K30三项检测指标。

(8)续压检测：对试验段路基进行续压续检，每强振一遍检测一次，检测方法同前。并认真记录松铺厚度、压实厚度、碾压次数、压实质量等相关数据。

(9)数据分析：应详细记录填料类别、含水率、机械种类、碾压遍数、行驶速度、摊铺厚度、不同压实遍数后的压实厚度及对应试验数据。

(7)试验成果书：施工完成3日内，完成对数据进行分析、确定经济、合理、成熟的施工工艺，经评审合格后用以指导施工。

(8)排水设施：每层填筑横向设4%的排水坡，路基两侧设排水沟，将过渡段区域内的水通过排水沟排向既有水渠。

5.注意事项：

(1)桥台顶部及台身四周大型压路机能碾压到的部位，其填筑施工应符合施工指南的有关规定,大型压路机碾压时，不得影响结构物的稳定。

(2)桥台后2m范围外大型压路机能碾压到的部位采用大型压路机械碾压，大型压路机碾压不到的部位及台后2m的范围内采用小型振动压实设备进行碾压。

(3) 原材料从搅拌站搅拌开始到运至现场摊铺碾压完成总时间平均为1小时45分在4小时之内满足规范要求。碾压检测合格后可以立即铺筑上层，连续施工。对不能立即铺筑上层的不得使级配碎石表面干燥，覆盖土工布并及时洒水养护。

(4)在刚施工过的过渡段及两侧和锥体之上在掺水泥的级配碎石上未达到强度之前不得大型车辆通过。

6.试验结果（见表5过渡试验段分层压实试验结果）

7.参数选择：

(1)碾压方法及碾压遍数

由以上数据表明，每层过渡段及两侧和锥体填筑在经过徐工震动式单钢轮20T行走速度为1.5Km/h～2.0Km/h，静压1次，弱震1次，强震2次，打夯机打夯9次后部分试验数据不满足设计规范要求；静压1次，弱震1次，强震3次，打夯机打夯10次后所有试验数据均满足设计规范要求；静压1次，弱震1次，强震4次，打夯机打夯11次后所有试验数据均满足设计规范要求，但与强震3次，打夯10次相比压实质量无明显提升；静压1次，弱震1次，强震5次打夯12次后所有试验数据均满足设计规范要求，但与强震4次打夯11次后的数据相比变化不大。

在强震后，通过压路机静压收光，使级配碎石过渡段及两侧和锥体表面光洁平整，外观较好。

通过以上几层过渡段的试验后，以工程质量合格为目标，明确过渡段的碾压组合方式为：静压1次弱震1次强震3次静压1次，共计碾压6次；桥台后大型压路机无法碾压的部分利用人工打夯10遍。

(2)松铺系数

经过试验段的压实结果，过渡段采用虚铺厚度为23cm，现场平均铺设厚度为23.3cm，强震2次后平均压实厚度20.4cm, 强震3次后平均压实厚度19.5cm, 强震4次后平均压实厚度19.2cm, 强震5次后平均压实厚度18.9cm。所对应的压实系数分别为： 1.14、1.19、1.21、1.23。总上所述过渡段的压实系数确定为1.19。

过渡段两侧和锥体同样采用虚铺厚度为23cm，现场平均铺设厚度为23.3cm,强震2次后

表5过渡试验段分层压实试验结果

平均压实厚度20.9cm, 强震3次后平均压实厚度19.5cm, 强震4次后平均压实厚度19.0cm, 强震5次后平均压实厚度18.9cm。所对应的压实系数分别为： 1.11、1.19、1.22、1.23。总上所述过渡段两侧和锥体填筑的压实系数确定为1.19。

(3)最佳的机械配套设施

小型振动压实机(手扶小型夯实机具LF4TS)1台，挖掘机1台，4台自卸汽车，1台推土机， 1台平地机， 1台徐工震动式单钢轮20T压路机， 1台洒水车。

四、结束语

通过该段路桥过渡试验段技术的总结，形成了一套行之有效的施工工艺，并在合福铁路安徽段全面推广，已施工完的路桥过渡段均一次通过沉降评估，工程实体质量、进度和效益均达到预期的目标，对同类施工具有借鉴意义。高速铁路路桥过渡段对线路工程的重要性已经不言而喻。因此路桥过渡段的施工技术，不但要根据各自特点和要求进行分析、研究，还要借鉴国外的先进经验与技术，走出一条适合我国的施工技术与方法，以保证列车安全、平稳、高速的运行。

参考文献：

[1]《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009、J971-2009）

[2]《高速铁路路基工程施工技术指南》，铁建设[2010]241号

[3]《高速铁路路基工程施工质量验收标准（TB10751-2010、J1147-2011）》

[4] 秦德进.高速铁路路桥过渡段施工技术试验研究[D].西南交通大学，2006.

[5] 合福高铁设计资料