高鐵路基填筑天然填料施工技術

張亞軍

(中鐵十三局集團有限公司第四工程公司)

1 工程概況

新建哈爾濱至齊齊哈爾鐵路客運專線起自哈爾濱市，向西北方向經肇東、安達、大慶，止于齊齊哈爾市，線路正線長度為280.893 km。是國內在東北嚴寒地區修建的首條高速鐵路客運專線。

我部施工標段為HQTJ－5 標段，里程DK218 +000 ～DK282+737.1，正線長度64.67 km，位于大慶和齊齊哈爾市之間。工程橫跨扎龍濕地自然保護區，臨近既有濱州線。路基長13.7 km。

設計基床底層填筑AB 組非凍脹土。由于工程本體位于松嫩平原區，人工繼配料匱乏。而天然A、B 組填料儲量豐富，開采方便，且利于施工場區的環境保護。但天然填料在嚴寒地區高鐵中使用無成熟經驗，如何解決嚴寒地區路基防凍脹問題，保證路基填筑施工質量是本工程的關鍵環節，也是我們研究解決的課題。

2 設計要求

為解決嚴寒地區路基防凍脹問題，保證路基填筑施工質量，設計文件對A、B 組非凍脹土原料及施工質量檢測的各項指標作了嚴格要求，見表1。

表1 基床底層壓實標準

3 原材料指標檢測及選定

綜合判定齊齊哈爾市龍江縣雅魯河河道昂龍鐵路砂石廠及龍江森焱砂石廠填料均為級配不好的細圓礫，屬于符合填筑要求的B 組料。該原材料檢測結果見圖1、表2 和表3。

圖1 土的顆粒分析篩分圖

表2 土的顆粒分析原始數據

表3 土的顆粒分析結果

4 路基填筑施工工藝和方法

(1)施工準備

①測量放線在路基施工前，根據設計院提交的樁點資料進行施工復測，恢復線路中間樁位，加密水準點，復核設計路基橫斷面，放出路基邊樁。

②防排水 根據設計文件做好防排水設施，尤其在路堤與既有線、路堤與便道搭接處，應首先做好排水設施，以免地表積水沖刷、浸濕路堤。

③基底處理 基地采用CFG 樁加固，樁頂設0.15 m 厚墊層，其上設置0.5 m 鋼筋混凝土板，該首件施工段基底地基承載力混凝土強度經檢測滿足設計要求。

(2)分層填筑

①路基按橫斷面全寬縱向分層填筑。天然A、B 組填料分層填筑的最大厚度不大于30 cm，最小分層厚度不宜小于10 cm;根據路基試驗段測試結果表明松鋪厚度為3 cm。

②沿路基縱向方向，每10 m 一個斷面測放出樁位，撒出施工邊線，并測量路基面標高。

③根據松鋪厚度計算每車填料所需用的堆放面積，用石灰在填筑底層面畫格。將填料運至施工現場，專人指揮卸料，嚴格控制每層填料的方量以保證松鋪厚度。

圖2 路基試驗段工藝流程圖

(4)攤鋪平整

填料攤鋪采用推土機初平，平地機配合人工進行精平，保證各層的平整度及厚度均勻。盡量縮短平地機精平時間和次數，避免粗骨料聚集。放樣時，兩側和中間用測量樁控制每層攤鋪厚度。每一層填筑時均需形成3% ～4%的人字形拱坡利于排雨水。相鄰兩區段上下兩層填筑接頭處需錯開不小于3m 的距離。為保證路基邊緣的壓實度，邊線應比設計線每邊寬出50 cm。

(5)灑水晾曬

填料的含水率應控制在工藝試驗確定的施工允許含水率范圍內。填料運至現場含水率較低時，及時采取灑水措施;含水率過大時，采取攤鋪晾曬措施降低填料含水率。

(6)碾壓密實

路基施工要及時攤鋪、碾壓、檢測。路基首件段按照試驗段總結工藝，攤鋪整平后，松鋪厚度、平整度、縱橫坡度均符合要求時開始碾壓。首先采用23 t 振動壓路機靜壓l 遍，然后弱振2 遍，最后靜壓2 遍，碾壓時采用從兩側向中心的順序，縱向進退式碾壓，沿線路縱向行與行之間壓實重疊間距不小于0.4 m，上下兩層填筑接頭應錯開不小于3 m，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓的均勻性。為了避免填筑和碾壓過程中破壞沉降觀測板，沉降板2 m 范圍內采用人工填筑，打夯機夯實，夯實后采用鋼筋防護網進行防護。檢驗數據100%符合規范要求。

(7)檢測

在碾壓完成后的路基區段內進行壓實度、K30平板載荷儀、Evd 動態平板載荷儀檢測地基動態變形模量值檢測。針對路基不同部位、不同填料按設計文件及《高速鐵路路基工程施工質量驗收標準》的要求進行驗收。用灌水筒檢測壓實度;用K30平板載荷儀檢測地基系數K30值;用Evd動態平板載荷儀檢測地基動態變形模量值;采用這幾種儀器聯合檢測控制路基壓實度，如果不合格繼續碾壓，達到檢測標準為止，驗收合格后進行下一道工序。

5 路基填筑注意事項

(1)路基填料在攤鋪整平過程中，特別要注意推土機刀片的兩側及前方終點處最容易出現的粗骨料集窩現象。在攤鋪過程中出現的骨料離析、料窩、粗細料不均勻現象，必須進行人工清除，清除的填料放到未布料處或留待后層與新料混合使用。

(2)嚴格控制填料的含泥量。本段路基屬浸水路基，必須保證其透水性，若含泥量過大會導致路基含水量大，特別是處于嚴寒地區的路基，會導致路基凍脹，影響其質量及工后行車安全。

6 檢測結果總結

(2)參數確定

①松鋪系數=松鋪厚度/壓實后厚度=1.075;

②松鋪厚度:天然A、B 料細粒土控制在32 ～35 cm;

③含水率控制:2.6% ～6.3%;

④碾壓工藝:采用23 t 重型壓路機靜壓一遍、弱振二遍，靜壓一遍，最后靜壓一遍收面;

⑤碾壓時采用從兩側向中心的順序，縱向進退式碾壓，輪跡重疊1/3 輪寬，相鄰兩區段重疊2m，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓的均勻性;

⑥碾壓速度:1.8 ～2.8 km/h。

7 結 論

(1)經濟分析:本標段路基長13.7 km，天然礫石類土A、B 組填料110 萬m3。使用天然料比人工料每方節省30元，經濟效益可觀。

(2)技術總結:經2 個冬季的沉降觀測，數據顯示，路基填筑施工質量良好，沉降在規范允許范圍內，未發生路基凍脹現象，較好的解決了嚴寒地區路基防凍脹問題。請石家莊鐵道學院專家組針對本段路基確立“哈齊客專深季節凍土區高鐵路基凍脹與融沉控制技術研究”課題進行分析研究，得出天然礫石類土A、B 組填料符合嚴寒地帶高鐵路基填料標準。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2010］241 號.高速鐵路路基工程施工技術指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2011.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵路工程土工試驗規程(TB10102－2004.J338－2004)［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［3］中華人民共和國鐵道部［2010］241 號.高速鐵路路基工程施工質量驗收標準.(TB10751－2010，J1147－2011)［S］.北京:中國鐵道出版社，2010.

［4］鐵道部第三勘測設計院.凍土工程［M］.北京:中國鐵道出版社，1994，117－118.