張光田
(陜西紅檸鐵路有限責任公司,陜西 榆林 719300)
作為國民經濟基礎建設的重要內容,鐵路建設具有重大現實意義,尤其是當前物流和人流急劇增加,鐵路安全備受重視。路基是基礎支撐,直接影響著上部結構,若路基承載力不足,或發生沉降塌陷等事故,必然會破壞鐵路穩定,甚至引發安全事故。所以在鐵路建設前,必須先對路基進行加固處理,特別是軟土地基,勢必要保證其強度和承載力達到要求,然后才能開展其他工作。加固方法有很多,在此就強夯法及其在施工中的應用加以分析。
強夯法是在一定高度使重錘自由下落,對土層進行夯擊,進而提高地基穩固性的一種加固方法。其高度通常在6m到40m之間,夯錘的重量則為100KN——400KN,在下落夯擊土層時,強大的沖擊力會改變土層原來的結構,使土粒重新排列。同時原來土層內部的空氣和水會迅速排出,土粒結合更加緊密,密實度和強度增加。該技術工藝簡單,容易操作,無需太多設備,加固效果良好,且整個施工過程中不會對周圍環境產生較大的污染。加上總體造價較低,在當前很多建設中都有著廣泛應用。
鐵路是目前最為重要的交通工具之一,強夯技術應用于其路基加固中,可為上部結構提供足夠的技術和安全保障。具體施工大致要經過測量放樣、現場整理、夯點定位、夯實、質量檢查等環節。每一環節都頗為關鍵,務必要保證其質量達到規定要求,然后才能保證整體質量。
某鐵路干線是當地交通網的關鍵,也是旅客運輸的重要通道。其中,A段屬于軟土地基地帶,總長度6.8Km,需要加固處理。尤其是DK175+540——DK180+360以及路橋等過渡地段,必須充分考慮其地基加固、施工程序、質量控制、進度安排、養護工作等因素。工程于2009年開始,浸水路基、軟土路基、過渡路段等都是難點,為實現質量、進度和經濟三方面的協調,決定采用強夯法對路基進行加固。
首先是施工設備和人員,主要設備包括2臺履帶機、2臺振動壓路機和灑水車、4個夯錘、1臺吊車,另外還有水準儀、靜力觸探儀、標準貫入儀等測量儀器。施工前對其仔細檢查,性能符合要求,且處于正常狀態,沒有任何損壞。施工人員共有16人,包括管理、技術、質檢、測量、試驗多個方面,且提前都進行了專業培訓。
其次是測量放樣,根據設計圖紙確定線路的樁位和加密水準點等關鍵要素,并標明主夯點的位置。同時還對路基基底做了全面檢測,包括巖土強度、含水率等,獲得所有信息后,以此為依據進行科學分析,然后做出相應的具體安排。因為天然含水率偏高,采取有排水措施。場地整理也是重點工作,保持現場路面的平整,將雜物、垃圾等徹底清除,否則會影響機械的穩定。
正式施工時,用吊車將夯錘調至12m高空,然后使夯錘脫鉤墜落。為保證夯擊的準確度,先進行一次短距離的試夯,確定在指定地點后才進行高空夯擊。每次夯擊后,中心位移偏差不得超過130mm,如果夯擊處的傾斜度超過了30度,則需要將坑底填平。夯擊次數要合理控制,如果一次夯擊便可達到規定標準,則可一次就過,否則要連續夯擊2-3次。整個夯擊過程要做好詳細記錄,包括錘頂高程、夯擊量、位置偏差等。在對全部夯點進行第一遍夯擊后,填平夯坑,間隔10天左右,開始第二遍全夯點夯實。最后使用低能量滿夯,夯實表層松土,并作好最后一次測量。
在所有夯擊工作完成后大概3周,需開展標準貫入試驗,借助相關儀器檢查路基的強度、含水量、密實度和承載力,看其是否符合標準。若檢測結果達不到規定的標準,需修正試驗參數。經檢測人員檢測,該工程的路基強度高出了標準值,完全符合要求。
提前請鐵路相關管線單位對現場線進行確認,雙方簽字,再展開其他施工;軋路機在施工過程中,應嚴格按照規范操作,技術、安全做詳細施工交底,對每一位施工人員進行安全教育。嚴禁施工機械、器具侵入鐵路限界,嚴禁在鐵路鋼軌上放置雜物;在施工過程中,派鐵路防護人員專門對鐵路線進行防護,發現問題做出及時反映。施工人員穿過鐵路時應遵守一站、二看、三通過的原則;施工場地各電器設備應符合一機一閘的要求,并有可靠的接地及防漏保護措施;起錘后人員應在10m以外并戴好安全帽,嚴禁在吊臂前站立;當強夯加固施工附近存在橋涵等構筑物、復合地基加固樁時,應先進行強夯施工后,方可進行相關構筑物及其他地基加固措施的施工。
在強夯施工前根據表土干燥情況采取灑水措施防止飛塵污染;試驗區地表種植土挖除后,拉運至棄渣場集中堆放。在工程結束后用于臨時場地復耕。棄渣場按規劃要求設置防護措施;選用低噪音設備,加強對機械設備進行定期維修和保養,降低施工噪聲對施工人員和附近居民區得影響。對操作人員進行噪聲防護(戴耳塞等),防止噪聲污染。
該工程最終順利完成,自2009年運行以來,未出現任何問題,說明強夯法的應用創造了巨大的經濟效益和社會效益。在今后的推廣應用中,除了協調質量、成本和進度的關系,更應對此技術進一步完善,以滿足高難度的施工條件。
[1]程平均.高速鐵路路基基底強夯加固施工工法[J].科技視界,2012(19):109-110.
[2]李靜.強夯技術在德大鐵路路基加固施工中的應用探析[J].科技創新與應用,2012(30):132-134.
[3]褚文生,王力君.淺談礦區鐵路路基施工技術與要求[J].科技資訊,2008(02):165-167.
[4]龔興耀,尹全勇,李蓉侖.強夯法在鐵路路基施工中的應用和質量控制[J].鐵路技術創新,2010(03):190-192.