談30 t軸重載鐵路黃土路基施工控制

汪 洋

(中鐵三局集團建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030006)

談30 t軸重載鐵路黃土路基施工控制

汪 洋

(中鐵三局集團建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030006)

以具體工程為例，從填料選擇、清表及基礎處理、路基表層以下路堤填筑、路基表層填筑等角度出發，探討了30 t軸重載鐵路黃土路基的施工控制措施，以嚴格控制各個環節的施工質量，達到確保黃土路基運營安全的目標。

黃土路基，填筑，質量

1 概述

山西中南部鐵路通道為國內首條軸重30 t運煤通道，在山西省內跨呂梁、臨汾、長治三市11縣，境內以黃土塬區及黃土梁塬、黃土峁、黃土斜梁為主，黃土覆蓋低中山區為主,局部地段有黃土洪積、沖積河谷，微地貌單元新黃土廣布，新黃土和淺部老黃土具濕陷性，多屬自重濕陷性黃土，濕陷性黃土厚度為5 m～15 m，局部可達20 m～30 m，地基濕陷等級一般為Ⅱ級，Ⅲ級，局部為Ⅳ級，濕陷系數δs=0.015～0.126。

本段地處晉西北黃土高原，沿線沖溝發育，地形起伏較大，路基填方多處于“V”字形沖溝，由于重載鐵路的運力達萬噸以上，長時間的對路基反復碾壓，按一般路基方法填筑和壓實，很難達到路基填筑質量穩定，減少工后沉降的目標。在試驗段的施工過程中，逐步積累重載鐵路路基填筑施工質量的控制方法。

2 填料選擇

基床以下路堤填料為C組土(低液限粘土和低液限粉土，液限小于40%，塑性指數小于15，C組填料不得具有高濕陷性)。

基床底層為1.9 m厚AB組土(AB組填料的碎石類土，粗顆粒應為硬質巖及不易風化的軟質巖，級配合理，細粒含量(d≤0.075 mm)宜小于20%；對于塊石類填料，應級配合理，最大粒徑不得大于15 cm)。

基床表層為0.6 m厚A組土，A組填料應采用碎石類土(角礫或圓礫)，大于2 mm以上的顆粒應堅硬，不得采用風化軟質巖類；級配應良好(不均勻系數Cu≥5,且曲率系數Cc=1～3)；細粒含量(小于0.075 mm顆粒)宜在2%～15%，大于5 mm的顆粒含量宜大于50%，大于20 mm的顆粒含量宜大于30%；最大粒徑不得大于7 cm。

3 清表及基礎處理

首先是對地基進行簡易的挖探，如果地表下面土質良好，狀況穩定，則在清除地表植被、樹根、雜物(不小于30 cm厚)后即可進行壓實，按照設計要求YCT25型沖擊壓路機碾壓24遍，表面松土重新整平壓實，壓實標準為不小于90%，地基系數K30≥80 MPa/m，如果存在超過清表厚度的軟弱區，無法進行填前壓實，則須專門進行地基基礎加強處理。在處理施工之前應進行取樣復查,以分析、判別黃土是否屬于濕陷性、其濕陷性強弱程度以及地基濕陷類型；對中、強濕陷性、高壓縮性和有陷穴的黃土地基處治，必須綜合考慮地質條件、濕陷等級、濕陷土層厚度、施工設備、材料來源和現場環境等因素，從換填墊層、灰土擠密樁、強夯、CFG樁和沖擊碾壓等處理措施中選擇出合理的地基加固措施，當地面橫坡或線路縱向坡度陡于1∶5時，還要按規范要求開挖臺階，臺階寬度不大于2 m,臺階壓實后再進行填筑。

4 路基表層以下路堤填筑

1)放樣掛線：恢復路線中樁，根據設計圖紙要求和實際地面高程確定路堤填筑邊界(為保證路肩壓實度，每側各加寬30 cm～60 cm)，按照路基設計寬度再加上加寬值確定邊樁(間距20 m，漸變段加密)，在邊樁上標出層厚并用尼龍繩相連，以控制填筑寬度和層厚(最終每層壓實厚度不得大于30 cm,最小壓實厚度不得小于10 cm)。

2)填料運輸：根據運輸車輛的實際運輸方量，按照試驗段總結得出的松鋪厚度計算出堆土面積畫格，由專人指揮倒土。當運距較長時，填料應進行覆蓋運輸。

3)攤鋪：按照計算的填料方量進行畫方格分別填料，攤鋪時要以最佳松鋪系數計算C組料、AB組料的松鋪厚度，然后掛線控制填料厚度，先由推土機大致攤開填料，再用平地機進行整平。整平時要形成4%的路拱。

4)灑水或晾曬：檢查填料含水率，采用灑水或晾曬的辦法控制其含水量在最佳含水量的±2%之內，現場用酒精烘干法快速測定含水率，根據實際情況調整至最佳含水率。

5)碾壓：碾壓前檢查松鋪厚度、平整度及含水量，符合要求后迅速用22 t壓路機進行碾壓，碾壓速度控制在1.3 km/h～1.5 km/h，采用第一遍靜壓、第二遍弱振、第三遍強振、第四遍強振、第五遍強振、第六遍靜壓的方法施工，由兩邊向中間縱向進退式進行，橫向接頭一般重疊1/3輪跡，前后相鄰區段應縱向重疊1.0 m～1.5 m。做到無漏壓、無欠壓、無死角。

6)檢測：C組料每層都采用灌砂法檢測壓實度不小于93%，每三層采用K30檢測壓實度不小于80 MPa/m；AB組料每層都采用灌水法檢測孔隙率n≤31%，采用K30檢測壓實度不小于120 MPa/m；邊坡壓實度按照驗標要求進行每100 m檢3個點，電子水準儀、鋼卷尺檢測寬度、標高、坡度；3 m直尺檢測平整度,必須符合設計及驗標要求。

7)邊坡整形：在碾壓的同時由人工以填層的底邊線和掛線以及設計邊坡坡比為依據，初步整理出邊坡，待一級邊坡填筑完成后一次性修整完成。

8)合格路基填筑地段及時簽認資料。

5 路基表層填筑

1)測量放樣：首先進行路基的高程測量，確保基底標高、中樁、邊樁滿足設計要求。

2)填料質量及運輸：填料應采用2級～3級破碎后的級配碎石、碎石類土(角礫和圓礫)和砂類土的礫砂，級配碎石必須用拌合機攪拌均勻，保證填料級配連續,自卸運輸車運輸到施工現場。

3)分層填筑：在有效的填筑范圍內，按照6 m×10 m的白灰畫出網格線，按照自卸車每車的方量和松鋪厚度計算出每個方格的卸土方量，以便現場技術員指揮車輛進行按順序傾倒填料。傾倒在網格內的填料，在攤鋪前發現填料不均勻，集料嚴重離析或集料窩現象，應采用人工配合機械進行施工現場二次拌合，確保粒料的均勻。

4)裝載機粗平：填料卸完后用裝載機在松鋪料上進行粗平作業，同時進行松鋪厚度標高控制，并且注意考慮路基填方預留沉降量。

5)平地機整形：裝載機推平后，再用平地機初平，對凹凸不平處用人工找平；用壓路機快速壓一遍后再用平地機精平，使填料表層形成4%的橫向排水坡，并測量各斷面虛鋪后的高程。

6)含水率控制：為保證填料的壓實質量，碾壓前要嚴格控制填料的含水率。A組料的含水率宜控制在4.3%～9.3%時可進行碾壓施工，當填料含水率小于最佳含水率時，要用灑水車進行灑水，當填料含水率大于最佳含水率時，要對填料進行晾曬，待填料含水率符合施工要求后方可進行碾壓施工。

7)壓路機碾壓：碾壓采用22 t振動壓路機碾壓7遍，壓實順序應該按先兩側后中間，先靜壓后弱振，再強振后靜壓的操作程序(靜壓1遍+弱振3遍+強振2遍+靜壓1遍)進行碾壓，壓實速度控制在2 km/h～4 km/h。碾壓施工中壓路機往返行駛的輪跡下一道與上一道重疊30 cm～50 cm，保證無死角，無漏壓，確保壓實的均勻性，碾壓后表面無輪跡，橫向同層接頭處重疊壓實不小于1 m，上下兩層填筑接頭應錯開不小于3 m。碾壓過程中，如表面干燥，則灑少量水。嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上“調頭”或急剎車，以保證路面不受破壞。

8)檢測：A組料每層都采用灌水法檢測孔隙率n≤26%(每100 m檢3個點)，采用K30檢測壓實度不小于150 MPa/m(每100 m檢3個點)；邊坡壓實度按照驗標要求進行每100 m檢3個點。電子水準儀、鋼卷尺檢測寬度、標高、坡度；3 m直尺檢測平整度,必須符合設計及驗標要求。

6 其他質量保證措施

1)路基設計采取了加筋土填筑形式。填土高度大于6 m小于20 m的路堤采用TGSG30-30雙向聚丙烯土工格柵，每0.6 m沿線路方向鋪設，水平寬度3.0 m，直至基床表層底部。技術要求是：縱、橫向最大抗拉力不小于30 kN/m，縱、橫向最大抗拉力時伸長率不大于13%,縱、橫向伸長率2%時抗拉力不小于10.0 kN/m，縱、橫向5%伸長率時縱、橫向抗拉力不小于20.0 kN/m。填土高度大于20 m的地段或地震峰值加速度不小于0.2g且路基填高大于12 m的地段，路堤邊坡鋪設一層三向土工格柵，每0.6 m沿線路方向鋪設，水平寬度4.0 m，直至基床表層底部，每隔1.8 m～2.4 m全幅通鋪。采取加筋措施后，路堤整體性有所提高。技術要求是：低應變時徑向拉伸模量不小于400 kN/m/0.5%，質控拉伸模量不小于245 kN/m/2%。

2)采取沖擊碾壓加固，保證壓實度。基床以下每填筑1.2 m后采用YCT25型沖擊壓路機、牽引機采用QCY360進行追加沖擊碾壓24遍。在小于80 m的路堤填筑地段或者“V”字形深溝填筑時，現場條件不滿足沖擊碾壓要求，則采取錘式強夯，以滿足施工質量要求。

3)為防止雨水沖刷，邊坡坡腳2 m范圍內、排水溝底等部位采用換填厚度30 cm三七灰土封閉，并且邊坡采用拱形骨架護坡、滿鋪漿砌片石防護，在高填方路段，還采取擋土墻、樁板墻等其他抗滑措施。

7 沉降觀測

路基沉降觀測應以路基面沉降和地基沉降觀測為主，觀測設置應根據地基、地形情況、路堤填筑高度及預測方法來確定，對于地基為軟土、松軟土地段，應按設計埋設沉降觀測樁(點)。一般地段每100 m埋設一個觀測斷面，每個斷面地基埋設一個沉降板，同斷面路面埋設觀測樁(左、中、右三點)；對于填筑高度大于15 m的一般地段，增加埋設沉降觀測樁(點)。一般每100 m埋設一個觀測斷面(不足100 m也要埋設一個斷面)，每個斷面地基埋設一個沉降板，同斷面路面埋設觀測樁(左、中、右三點)；沉降板在基底處理或壓實完成后埋設，路面觀測樁在路基基床表層填筑完成后埋設。沉降板材料按鋼底板長500 mm×寬5 000 mm×厚10 mm，觀測鋼管采用的直徑不得少于40 mm，壁厚不得少于3 mm，套管應采用壁厚的硬塑料管，直徑不少于60 mm。路面觀測樁采用鋼筋觀測樁(長度不少于15 cm，頂部磨圓)，挖坑砂漿或混凝土灌注。沉降變形測量網歸化到施工高程控制網或獨立觀測網，并采用二等水準測量，觀測精度不低于1 mm。對于軟土地基，每填筑一層觀測一次，對于其他一般路基每填筑3層可觀測一次。路基填筑完畢(基床表層)，前3個月每兩周一次，3個月以后每1個月一次，一般不得少于3個月(或到鋪道床前為止)。在填筑過程中，應及時整理觀測成果繪制“填土高—時間—沉降量”關系曲線圖，分析沉降和水平位移的變化趨勢，對路基填筑進行動態管理。

8 黃土路基填筑施工質量的預防和建議

1)重視基底處理。俗話說“萬丈高樓從底起”“基礎不牢、高樓必倒”。路基清表完成后，設計、監理、施工要對現場地質情況進行核對，不符合設計情況的及時采取變更，增加換填、CFG等加固措施。如果對地質不認真核對，特別是基礎為軟弱土層、高濕陷黃土地質，隨著填筑荷載的增大，路基會產生位移、變形，最終導致路基全面返工。

2)黃土路基作為特殊路基，產生黃土路基填筑質量缺陷的內因主要是黃土的濕陷性，外因卻主要是水。所以，施工現場嚴格把好填料質量關，不符合質量要求的填料嚴禁用于路基施工，當填料匱乏或者地質條件特別復雜，可以采取變更結構物的方式，從而降低風險，保證以后重載鐵路的運營安全。

3)路基填筑施工過程及完成后注意路基的防排水。黃土路基遇水后將會產生路基塌陷、沉降過大、滑坍等質量安全隱患。所以，黃土路基填筑不宜安排在雨季、冬季施工，特殊情況下需要施工，必須采取覆蓋，做好臨時和永久性排水設施，并且順暢不積水。當在施工中突遇降水，待天氣晴朗后清除被浸泡表層，K30檢測值和壓實度滿足要求后正常施工。在施工的路基填筑表面必須按照要求形成4%的路拱，兩側做好土坎，按照8 m～10 m間距做好臨時排水溝(用水泥砂漿施作)，并與原有排水系統順接。施作完成的路基待滿足沉降要求后及時施作邊坡防護，特別是路基的壓頂應及時施作完成，以免降雨滲透到路基本體。

4)及時施作排水系統，充分認識排水系統在保證路基質量和安全中的重要作用。路基排水主要是山體和路基本體的降雨能及時有效的排走，盡最大可能降低降雨對路基質量的影響和破壞。排水系統一旦破壞和堵塞，山洪暴發，將直接沖刷和浸泡路基，路基將會塌陷、沉降。所以，在坡腳內外4 m范圍、排水溝底等部位的三七灰土施工質量要嚴格控制。

5)合理規劃工期。在本段內，路基占線路的比率為27.4%，占額較大，地形、地質復雜，所以施工工期充分考慮工后沉降的要求，避開雨季和冬季施工，至少保證1個～2個雨季沉降期。盲目搶工期趕進度，將導致路基填筑質量不合格，工后沉降較大，路基邊坡防護必定會遭到破壞，路基排水和邊坡防水失去功能，給鐵路運營帶來嚴重的安全問題。

9 結語

黃土路基因受地形因素的限制，有可能機械施展不開，壓實質量很難保證，勢必會影響重載列車的運營及安全，因此要嚴格要求每道工序質量。其次，架子隊的不重視和偷工減料也是造成黃土路基工后沉降及滑坡等災害的主要原因，要切實抓好施工過程控制和施工管理。第三，試驗、檢測是必不可少的，做到上道工序檢驗不合格，下道工序不準施工，嚴格查找問題保證施工質量。

[1] 山西中南部鐵路通道工程瓦塘至洪洞北段施工圖個別路基設計通用圖[Z].

[2] 山西中南部鐵路通道工程瓦塘至洪洞北段個別路基設計圖[Z].

[3] 山西中南部鐵路通道路基施工強制性規定[Z].

[4] TB 10414-2003，鐵路路基工程施工質量驗收標準[S].

[5] 鐵建設[2010]241號，鐵路混凝土工程施工技術指南[S].

[6] TB 10424-2010，鐵路混凝土工程施工質量驗收標準[S].

Onconstructioncontrolof30theavy-loadedrailwayloessroadbed

WANGYang

(ArchitecturalInstallationEngineeringCo.,Ltd,ChinaRailwayThirdBureauGroup,Taiyuan030006,China)

Taking some projects as the example, the paper explores the construction control measures for 30 t heavy-loaded railway loess roadbed from the filler selection, clearing and foundation treatment, roadbed filling under roadbed surface, and roadbed layer filling, so as to control the construction quality in all of steps and ensure the operation safety of loess roadbed.

loess roadbed, filling, quality

1009-6825(2014)33-0142-03

2014-09-20

汪 洋(1982- )，男，工程師

TU444

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