高速鐵路改良土填筑施工技術探討

[摘 要]當前隨著國家基礎建設投資的大幅度增加，我國客運專線開始大量修建，而路基作為客運專線必不可少的一部分，一直被嚴格對待，由于對填料有較高的要求，最近開工的客運專線大多運用到了改良土，因此如何做好高速鐵路改良土填筑施工是需要我們著重關注的課題。

[關鍵詞]高速鐵路 改良土 路基

一、高速鐵路對路基的要求

我國的高速鐵路工期一般比外國短，這就對路基質量的要求更高，也給鐵路的設計、施工和養護維修提出了新的挑戰，高速鐵路對路基的要求主要有:

1. 變形

鐵路客運專線對軌道的平順性提出了更高的要求，控制路基工程變形是鐵路工程很重要的一個內容。鐵路客運專線路基除應具備一般鐵路路基的基本性能之外，不僅要求靜態平順，而且還要求動態條件下平順。例如，德國規定::每30米長不均勻沉降值應小于4mm，200米長應小于10mm，運營后總沉降小于1cm，速率不大于2mm/年。

2. 均勻性

列車速度越高，要求路基在線路縱向做到剛度均勻、變化緩慢，不允許剛度突變。軌上各部分應盡量降低車輛輪載和簧下質量，軌下的道床、路基部分必須提供一個堅實、穩定的軌道基礎，以減少變形，同時又保持適當的彈性。

3. 穩定性

高速鐵路路基運營時不僅承受軌道結構和附屬構筑物的荷載，還要承受列車荷載的長期反復作用。而且，由于路基都是暴露在自然條件下，在氣溫變化、雨雪、地震破壞等不良因素作用下，很容易出現不穩定狀況，如果軌道的穩定性難以保證，就必須進行維修。而一旦維修，不僅干擾正常運輸秩序，而且構成新的安全隱患。

二、改良土填筑施工技術

1. 改良土廠拌法施工

廠拌法指的是在固定的拌和工廠或移動式拌和站拌制混合料的施工方法，其基本工藝流程見圖。廠拌法的路堤填筑施工工藝如圖1:

1)填料拌和。在設定拌和產量時，宜將拌和產量設定在略大于破碎機產量的工況，使拌和站配料倉保持較少的存料，從遠至近，依此一段一段投料攪拌，防止拌和站配料倉因進料過快而出現“粘”、“堵”、“柳，、“卡”的現象。土中的超尺寸顆粒要清除。攪拌要均勻，每一斗的攪拌時間不少于兩分種。原狀土和改良土混合料的實際含水量都要進行跟班檢測，以便實時調整。2)拌和料的運輸。采用15t大型自卸車運輸，每車的裝載量應相等，成品倉前至少要有3臺車在等待裝料，氣候干燥水份蒸發過快的天氣條件下運輸時，車斗加苫布覆蓋，以保證混合料的含水量維持在允許的誤差范圍內。運料車不能從新鋪且未碾壓成型的層面上行駛。將混合料等距離的傾卸在填筑地段，應橫向倒滿路基全寬后再縱向推進。3)攤鋪及整平。攤鋪時混合料縱向倒滿一定長度后，即用推土機粗平，在一種改良土粗平完成后，以自動平地機進行整平，同時人工將坑洼處填平補齊，整平根據拴掛的攤鋪線進行，并按設計做出路拱。4)碾壓。改良土整平后，用兩臺自重15t自行式壓路機進行碾壓，按照復壓-終壓的次序進行壓實，原則一般應先輕壓靜壓(初壓)，采用較快速度。再重壓振壓(復壓)，后靜壓(終壓)整形。

2、改良土路拌法施工

路拌法指的是在路上或沿線就地控和混合料的施工方法。路拌法拌和完全能夠拌和均勻，拌和深度也能滿足要求，且施工完一層的作業時間僅用三天。其基本工藝流程見圖2:

嚴格按照制定的改良土路拌法施工工藝細則進行。在基床底層以下的路堤填筑完成，進行測量，每20m釘一中樁，相應的在路基兩側打上指示樁，指示樁上拴掛攤鋪線，第一層虛鋪厚暫按35cm控制。在上土的前一天傍晚在土基上灑水，使其表面濕潤，但不要過分潮濕而造成泥濘。第二天以自卸汽車將存土場的土拉到路基上，根據每車土的數量和松鋪系數，計算每車土的攤鋪面積，將土均勻地倒在路基上，用推土機將土大致攤平，平地機整平，并按照要求做出路拱。整平后的路基用壓路機輕壓兩遍，使其表面平整。然后，測量土的虛鋪厚度、濕容重和含水量，計算土的干容重及每平方米所需石灰或水泥的數量。根據計算好的石灰或水泥用量確定每袋石灰或水泥的縱橫間距，將石灰或水泥倒在各自的土料層上，用刮板將其均勻攤開，形成均勻的一層，攤鋪完成后應經過質檢或技術部門的檢查，確認均勻后再開始拌和。拌和利用拌和機進行，拌和深度應達到層底，嚴禁在拌和層底部留有“素土層”，隨著拌和隨時檢查拌和深度，若未達到底部，應及時調整拌和機的拌和深度，直到達到底部為止。拌和一般進行四遍，來回各兩遍。拌和完成立即用自重15t的兩臺自行式振動壓路機進行碾壓，碾壓自兩邊開始，每邊各一臺，交錯進行。第一遍為靜壓，自第二遍起改為振動碾壓。碾壓時車輪重疊1/3。根據碾壓遍數與密實度試驗結果，一般需碾壓10遍，即第1遍為靜壓，第2~9遍為振動碾壓，最后一遍仍為靜壓，以消除壓路機的車轍印。水泥土從拌和到碾壓完成的延續時間應不超過4小時。

三、場拌法施工

場拌法是將待拌和的材料運至一集中的拌和場地，將填料、摻合料進行破碎、拌和之后再將拌好的填料運至待填的路基處，然后將填料進行平整攤鋪壓實的施工方法。其施工工藝與廠拌法類似，1)含水量控制。在場拌法施工工藝中，含水量的大小直接影響著粉碎機械的粉碎功效和質量，因此為了使粉碎機械能正常發揮其能力，則需確定粉碎機的類型、達到設計產量的合適含水量。通過粉碎不同含水量的膨脹土來研究粉碎功效，分析粉碎質量和含水量之間的關系得出:①含水量對粉碎機械的粉碎效果影響顯著，中弱兩種膨脹土都表現出當含水量接近16%時，相當于其最佳含水量，其粉碎效果最好，大于15mm的顆粒含量越小:②含水量與粉碎的機械能力關系較密切，含水量過大或者過小其產量都不高，當含水量越接近最佳含水量其產量越高。另外，在試驗中觀察到當含水量大于25%時，破碎后的顆粒在堆積存放中又會集結成大塊團粒。2)顆粒粒徑控制。一般場拌法工藝破碎的顆粒粒徑最大的不得大于15mm，其比重隨著含水量的不同而有所差異，要使填料顆粒粒徑達到規范要求，需在出料口處加篩。3)灰計量控制。在施工時，因石灰揚塵造成潤滑部件損毀，從而導致摻灰比的自改變，因此應定時對穩定土拌和設備出料口的改良土做含灰量檢測，確保施工質量。4)工料機消耗。據測算，每100m3壓實后的改良土，液壓碎土機的平均基本作業時間為12小時:穩定土拌和機平均基本作業時間為20小時:18t壓路機基本作業時間為8小時:人工消耗總工時230小時。相對于路拌法來說，人工消耗較小，機械費用較高。

四、結語

改良土施工方法主要有廠拌、路拌和場拌三種，均形成了較成熟的工法。在施工方法的選擇上，路拌法、廠拌法和場拌法在鐵路施工中都有應用，前兩種施工方法己非常成熟，不管是路拌法還是廠拌法都能完全滿足要求。規模施工時采用大型綜合廠拌設備進行廠拌，其優點是拌和工藝簡單，易于保證質量;而且還可大大減少摻加料的飛揚而影響生態環境，還可避免路拌在刮風天氣將粉粒摻加料刮走，造成摻加料數量減少，使拌和質量受到影響。場拌法既克服了\"路拌法\"施工不勻、人為因素大、對厚度的要求嚴格、摻合料摻量控制難度大、易造成環境污染等缺陷，又解決了\"廠拌法\"工效低、成本高的問題，具有經濟、適用、可操作性強的特點，現階段可推廣使用。

參考文獻:

[1]劉 鑫:客運專線路基填筑質量控制標準及方法，鐵道科學研究院2006

[2]關喜彬:軟土路基的基底處理與施工，鐵道建設技術2004

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