風沙路基填筑工藝研究

胡 波

錦州鐵道勘察設計院有限公司，遼寧 錦州 121000

1 概述

隨著我國鐵路建設高潮的不斷興起，沙漠、戈壁鐵路的修建技術方面需要進一步展開深入研究，目前風沙路基段的路基設計，在基床表層以下多采用風積沙填筑，路基填層中間每隔0.5m兩側各設2.5m土工格柵加筋防護，然后用0.2m厚卵石包坡；路基兩側設防護林及沙障等防沙固沙措施以防止風蝕作用對路基的破壞。風沙路基施工是一項環境保護與工程建設并重的工程，特別是風沙路基在自然條件與施工條件惡劣的情況下，既要保證沿線沙荒的防風固沙和環境保護，又要保證工程施工順利進行。

2 風沙路基填筑施工工藝

應選擇少風和有雨季節施工，避開夏季，并在大風來臨前配套完成。如必須在有風季節施工，考慮在停風時段，且配足臨時防護材料。應集中力量分段施工，沙方工程與防護工程同時進行，施工一段完成一段。

沿線路縱向把相鄰區段劃分為“填筑區、平整區、碾壓區、檢測區”四個循環作業區。一般風沙路基采取機械化平行流水作業的方法進行，輔以人工，合理選配推土機、裝載機、挖掘機、自卸汽車、灑水車、壓路機等，形成配套作業能力。根據填料類別、土方調配、施工場地等條件，確定所采用的機械。采用挖掘機挖裝土、自卸汽車運輸、壓實采用重型振動壓路機。橫斷面全寬縱向水平分層填筑。路基填筑按“三階段、四區段、八流程”的施工工藝。檢測采用K30荷載儀和灌水法。

結合設計和規范要求，以沿線占主要數量的風沙積沙為填料。經路基試驗，確定經濟合理的施工方法，確定填筑碾壓機械的選配，確定最佳含水量的控制范圍和控制方法，確定最佳鋪土厚度、壓實方法、壓實遍數及防護措施等。獲得技術參數：填土厚度、碾壓遍數等。路基本體采用大型機械施工，嚴格按照三階段、四區段、八流程施工。

三階段：準備階段→施工階段→竣工階段。

四區段：填筑區→平整區→碾壓區→檢驗區。

八流程：施工準備→基底處理→粉碎拌和→分層填筑→攤鋪整平→機械碾壓→路基檢測→路基面整修。

每層的施工工藝流程為“四區段、六流程”，“四區段”為驗收基床底層階段、攪拌運輸階段、攤鋪碾壓階段、檢測整修階段；“六流程”為拌和、運輸、攤鋪、碾壓、檢測和修整養護。

3 施工程序

風沙路基的施工工序為：基底清理測量放線→填料前基底清理碾壓→基底檢測→拉運土方分層填筑→推土機攤土粗平→分格澆水→平地機整平→壓路機碾壓→質量檢測→下步工序施工。

3.1 測量放線

首先放出路基的中心線，直線段每50m一樁、曲線段每25m一樁，然后在路基兩側適當的位置進行拴樁。再根據每填筑層頂面標高放出每層風積沙填筑的邊線。邊線采用竹竿控制，每50m一樁，樁上必須插紅色三角測量旗幟。竹竿長度一般為90cm左右，上面間隔30cm涂刷紅、白漆。風沙地區筑路時，路線主要控制樁、護樁、水準基點樁、路基邊樁等均應設置明顯的標志，并妥善保護，以防被沙埋沒。

3.2 基地處理

基底表層為松散土層時，根據土層厚度分別處理。施工前對滲水土進行取樣篩分試驗，選用級配良好的天然滲水土，其泥含量不大于5%，且不含有機質、垃圾等雜質。在穩定斜坡上，當地面橫坡為1:10～1:5時，清除草皮；1:5～1:2.5時，原地面自下而上挖成寬度不小于1m的臺階，隨開挖隨填筑壓實，保持臺階穩定；大于1:2.5或地基有松軟地層時，按設計文件進行處理。地基土密實、且地面橫坡緩于1:10，但路堤高度小于基床厚度的地段，清除基底范圍的地表草皮，用壓路機壓實。

3.3 鋪設土工格柵

土工格柵下的土層頂面整平、壓實后，人工鋪設土工格柵，土工格柵要拉直、拉平，無扭曲、褶皺和損壞，長孔方向和線路橫斷面方向一致，幅與幅之間的搭接不小于0.3m，上下層之間的接縫要錯開0.5m以上。土工格柵上鋪設的填料用人工或輕型機械運卸，推進填筑，分層散鋪整平，采用輕型壓實機械碾壓達到規定部位的密實度要求。土工格柵上填料厚度大于0.6m后才能通行重型壓實機械。

3.4 分層填筑

風積沙路堤，要根據設計斷面，分層填筑、分層壓實。分層的最大松鋪厚度要根據壓實機械的不同來定。如采用自重在15T以上前后輪驅動的自行式振動壓路機分層碾壓時，最大松鋪厚度不能超過40cm；如采用140馬力以上的推土機分層碾壓時，最大松鋪厚度不能超過50cm。由底部開始按橫斷面全寬縱向水平分層填筑，逐層壓實，盡量選用同類土填筑。當采用不同的填料時，要按土類有規則的分層填筑，將透水性大的土層置于透水性較小的土層之上，不得混雜使用，以利水分排除和路基穩定，避免形成水囊和產生滑動現象。填筑松鋪厚度按照試驗段確定參數控制，一般不大于50cm，最小不小于15cm。在填筑區內，依據車容量計算推土間距，以便平整時控制其厚度均勻，而不至于土方浪費。填筑時應由專人指揮卸料，水平分層填筑，先低后高，先兩側后中央。

3.5 碾壓

風積沙的壓實工藝與傳統路基填料的壓實工藝有明顯的不同，風積沙的壓實主要靠水沉法，傳統的壓路機碾壓方法對風積沙壓實效果不太明顯。經現場試驗發現，只要灑水均勻合適，壓路機碾壓（靜壓）2遍～3遍，風積沙的壓實度就完全滿足規范要求。采用壓路機過度碾壓反而造成風積沙表面松散，壓實度下降。風積沙填筑的虛鋪厚度至今尚無具體明確的規定，但在實際施工過程中，一般虛鋪厚度控制在30cm～50cm。而第一層風積沙的虛鋪厚度一般應偏大，宜在50cm以上。虛鋪厚度的控制方法必須采用邊樁竹竿掛線的方式。

風積沙碾壓時應遵循以下原則：碾壓前，用灑水車補灑水，控制填筑層含水量比最佳含水量大2%～3%，以補償施工中水分的下滲和蒸發。振動壓路機以50m～100m做為一個碾壓段，按先靜壓后振動、先兩邊后中間、先慢后快的順序碾壓4遍～5遍，最大時速不超過4km/h。

由于風積沙成型后的抗剪強度較差，振動壓路機壓實后表層5cm～10cm密實度較低呈松散狀，作為中間層，不會影響路基質量。這是因為風積沙透水性好，上層施工時，水在沙層中直接往下滲，該松散薄層的含水量增大，在壓路機的作用下，密實度將達到規定值。實踐證明，振動壓路機的有效壓實范圍可達50cm，并且在有效壓實范圍內越往下密度越大。

風積沙含水量過大，碾壓時出現彈簧現象不會對純風積沙填筑的路基質量產生不利影響，由于風積沙的濾水作用和水穩性好的特點，出現彈簧現象的路基填方不用翻挖，只要等待約1小時后碾壓即可達到規定的密實度。

3.6 路堤基床填筑

基床填筑壓實工藝按基床以下路堤填筑壓實工藝進行，填筑前將基床與基床以下路堤的分界面及基床底層與面層分界面壓實、整平，并經檢查核對高程后再分別按基床構造的規定填筑壓實；基床填筑松鋪厚度按照試驗段確定參數控制，但不得大于30cm，填筑體積（在土樣沒有變化時）每10000m3時，必須重做土工試驗，據此確定壓實質量，壓實質量必須滿足《規范》要求。

基床表層厚度為0.6m，施工時按照兩層施工，上層、下層施工厚度為0.3cm。基床表層優先采用A組填料，其次采用B組填料，填料的顆粒粒徑不得大于150mm。基床表層及基床底層的壓實標準符合規范規定。

3.7 路基密實度檢測

由于風積沙是一種比較特殊的路基填料，采用傳統的重型標準擊實方法，對風積沙不是特別適用。而且，試驗原理與現場實際施工工藝差別較大。現在，對于風積沙的標準干容重測試方法，還存在一定的分歧和爭議。一般認為，采取相對密度法測定風積沙的標準干容重，是比較科學并符合現場實際的一種方法。同樣，對風積沙路基填筑壓實度的檢測方法也存在一定的分歧。傳統的灌沙法檢測程序復雜、時間長、而且標準砂浪費太大。而環刀法相對比較簡單、而且檢測速度較快，但試驗數據卻存在不準確和偏差較大的情況。

建議路基填筑層壓實度用相對密實度和地基系數雙控檢測，用核子密度儀測路基填筑層的干密度，每層沿縱向每100m等間距檢查2個斷面6個點，每斷面左、中、右各1點，左、右點距路基邊緣1m處。測后求得壓實系數滿足各部位相應壓實標準；用K30荷載板檢測路基填筑層得地基系數，每填高0.9m，縱向每100m檢查2個斷面4個點，距路基邊緣1m處2點、中間2點，不足0.9m亦檢查2個斷面4點；地基系數K30滿足各部位相應壓實標準，方可進行下道工序。

沉降觀測：對中心高度大于10m的路堤，施工期間選定代表性斷面進行沉降觀測。觀測點分別埋設在路堤基床以下部分的1/3、2/3處和基床底面。

[1]鐵道部.鐵路路基設計規范 TB10202-2002[S].北京：中國鐵道出版社.

[2]鐵道部.鐵路路基施工規范 TB10202-2002[S].北京：中國鐵道出版社.

[3]鐵道部.鐵路鐵路特殊路基設計規范 TB10035-2002[S].北京：中國鐵道出版社.

[4]鐵道部.鐵路路基工程施工質量驗收標準TB10414-2003[S].北京：中國鐵道出版社.