戈壁干旱地區高速鐵路路基填筑質量控制

程麗霞

摘 要：本文對戈壁干旱地區高速鐵路路基施工技術進行了不斷的探索、研究和改進，通過對填料進行二次篩分、充分燜濕以及調整填料分層厚度、選取適宜壓實機械等措施，成功解決了在缺水、大風等惡劣環境下進行施工不達標的問題。在在鐵路路基的施工建設中，對填料進行有效的篩選，對工程的順利實施以及鐵路運輸的安全性有重要的作用和意義，同時也可以為今后的鐵路工程的施工建設提供依據，為此本文針對戈壁干旱地區高速鐵路路基施工中相關的內容進行研究。

關鍵詞：戈壁干旱；高速鐵路；路基填筑；質量控制

在新疆的維吾爾族自治區境內，有一條鐵路建設穿過這里，這條鐵路在該地區的建設路段為蘭新鐵路第二雙線LXTJ1標段。而該地區的主要環境特征為大風、干燥，而且降雨量非常少，在該地區的鐵路建設的沿線上，人煙稀少，大部分的地表荒蕪，而且基巖裸露，該地區的地表中天然的含水率只有0.4%，氣候非常的干燥，而且蒸發量較大。

根據該鐵路的施工建設進度計劃，在新疆維吾爾自治區的鐵路段路基填筑面積為590萬m3，而且需要在6個月內完成所有的施工。在工期緊、施工環境特殊、驗收標準高的情況下，施工受該地區自然環境惡劣的影響，難度非常大，路基填料的壓實、工程后的沉降等都是施工中需要面臨和解決的難題，通過對DK1136+700～+800段路基施工填筑工藝的探索研究，得出有效提高該地區鐵路工程施工質量的控制措施。

1 戈壁干旱地區高速鐵路路基填筑關鍵技術施工工藝及要點

鐵路工程施工建設中，其路基填筑施工，采用的施工工藝主要分為常規的分層填筑、分層攤鋪、分層碾壓，且需要對不同的填筑層面進行逐層的壓實質量檢測三階段、四區段、八流程施工工藝等，在施工的過程中主要以機械施工為主，人工施工為輔助作業方式。但是因為戈壁干旱地區高速鐵路路基填筑施工環境的特殊性，為了提高施工質量，并對施工質量進行控制，結合以往的施工經驗，可以從以下幾個方面進行改進：

1.1 填料選擇及粒徑控制

在新疆維吾爾自治區的鐵路段路基填筑施工建設中，其設計的標準為350km/h，按照高速鐵路標準進行設計以及進行相應的施工。在新疆維吾爾自治區的鐵路段路基填筑施工中，基床的地層施工填料選擇的是A、B組填料，填料為細顆粒，粒徑≤60mm。除了基床填料之外，路堤的填料為A、B或C組填料，最大粒徑≤75mm。經過對新疆維吾爾自治區的鐵路段施工沿線的土質進行調查，該地區的土主要為粗圓礫土，其中的含水率最高為6.35%，天然含水率為0.4%，而最大的干密度為2.23g/cm3，該地區的土質中，填料粒徑<60mm的，其占整個試樣總質量的73%，而<80mm的填料占80%。

為了保證該地區的鐵路路段施工的順利進行，以及保證施工質量，在路基填料的選擇中，要以篩選為主、人工揀選而輔，有效的控制填料的質量。填料的篩分主要分為兩步，第一步篩分為在取土場設定一個固定的臺子進行土料的篩分，第二步是在車廂上進行人型車背篩。在土料場設定的固定臺篩，篩子的篩孔設置尺寸為對角線75mm和60mm，同時在篩子的下面設置彈簧，進行大量的篩分，同時將篩分中對篩網造成的沖擊和磨損降低。在第二步篩分時，在車背篩的兩端設施擋板，進而組織篩分掉的余料進入到車廂內。在土料的篩分中，兩種篩分均采用型鋼為骨架，篩網是由鋼筋焊接而成的。在將篩分好的填料，送往鐵路路基施工現場以及在攤鋪的過程中，需要對長、扁狀的大粒徑礫石進行人工的剔除。

1.2 路基填料含水量控制

為了保證新疆維吾爾自治區的鐵路段路基填筑施工建設的質量，需要對填料的質量進行控制，除了需要對填料的粒徑進行控制之外，還需要對其含水量進行控制，因為該地區的提料含水率低，且蒸發大，所以的鐵路路基的施工中，需要針對取土場燜料和填筑現場灑水提出有效的解決方案。

路基施工中使用的填料進行第一道篩分后，使用鏟車將其堆放到指定存放地點，并在其堆放的土堆中間挖坑儲水，進行4小時的燜土，之后使用挖掘機在堆放地點進行就地攪拌均勻，然后將攪拌均勻的填料，裝車運送到施工的現場對路基進行填筑施工。在鐵路路基填料施工中，對填料的含水率進行測量，得出，溫度 15℃左右、風力三級時，在填料篩分過程中，填料中的水分損耗大約為1.5%，在填料完成篩分進行運輸過程中，其中的水分損耗約為0.1%，填料在攪拌均勻進行攤鋪的過程中水分損耗為0.9%，整個填料的篩分到攤鋪過程中，填料的水分共計損耗為2.5%。通過填料含水率的損失測定結果進行分析，在對篩分好的填料進行悶料的過程中，需要從其損耗的水分上入手，按照大于最佳含水率+2～3%，進行悶土，進而防止填料在整個裝、運、卸和攤鋪過程中水分的蒸發，而造成碾壓前填料含水率較低，而無法滿足最佳含水率的現象發生。如果的路基填筑的過程中，對填料的含水率進行測定，其含水率小于最佳的含水率，則需要在已經攤鋪平整的路基層面上進行灑水，只有這樣才可以滿足填料水分滿足施工要求，同時可以將填料滲透慢等問題解決，保證工程施工的順利進行，并保證施工質量和效率。

1.3 路基填筑碾壓施工工藝研究

1.3.1 壓實機械的確定

從當前的公路、鐵路工程施工建設的現狀進行分析，高速鐵路的路基壓實標準已經顯著的高于普通鐵路施工的路基壓實標準，由此也對壓實機的參數和性能提出了更高的要求。通過對以往的鐵路等工程道路路基施工經驗進行調查分析得出，在施工中，要滿足高速鐵路路基施工的壓實標準，需要保證選用的壓實機具有大負荷、高功率等性能，必須是重型壓實機械。

根據當前市場中現有的壓實機機械資源，針對其中的兩種壓實機的性能參數進行對比，具體如下表1、表2。

針對本次研究中的的新疆維吾爾自治區的鐵路段路基填筑施工，為了嚴重兩種壓實機的性能，設施試驗點，對兩種壓實機的性能和壓實質量進行檢驗。兩種壓實機的壓實結果如下表3：

從表3中的數據可以知道，在相同的壓實工藝條件下，不同的壓實機其壓實質量不同。在粗礫土填料路基填筑施工壓實中， 26T壓路機除了EV2要比20T壓路機的好之外，其它的壓實性能都不如20T壓路機的壓實效果。分析其原因，主要是因為26T壓路機，在壓實的最后靜壓收光階段，出現填料松散，推擠等現象，造成路基表面壓實不好的問題產生。為了更好的促進新疆維吾爾自治區的鐵路段路基填筑壓實質量的提升，在DK1136+700～+800段第二層填料壓實中，采用的碾壓工藝為：（26T壓路機：靜1+強2+弱2）+（ 20T壓路機：靜4），檢測結果均值見表4：

從表4中的數據可以知道，在DK1136+700～+800段路基的填筑壓實施工中，采用26T和20T壓路機組合碾壓的質量，高于單獨使用一種壓實機的壓實質量，且碾壓的總數小。

1.3.2 分層厚度控制

在DK1136+700～+800段路基施工中，分層壓實厚度是路基壓實質量中的一項重要參數，其直接的影響著整體的壓實質量和路基的壓實功效，所以在對DK1136+700～+800段路基填筑壓實工藝進行設計的過程中，選擇45cm、30cm和35cm三種的虛鋪厚度，使用壓實機械進行碾壓了試驗。根據試驗得出的壓實參數可以知道，在路基的鋪設厚度為25cm、35cm時，只要合理的選擇碾壓工藝，其壓實的各項測定點的壓實測定指標均會滿足設計的要求。而當路基的鋪設厚度為45cm時，本次試驗中采用的兩種壓實機，無論采用哪一種，壓實測定點的檢測指標均無法達到設計要求。所以綜合分析得出，在粗礫土填料填筑路基的壓實施工中，壓實厚度按35cm進行控制，較為經濟和合理。

1.3.3 碾壓速度控制

針對本次研究中的高速鐵路新疆區DK1136+700～DK1136

+800段基床以及以下路堤第三層，進行壓實的過程中，對其碾壓速度與碾壓遍數、干密度進行試驗測定，實驗檢測得到的數據見表5。

從上表中的信息可以知道，在進行壓實的過程中，對碾壓機械的碾壓速度進行控制，可以提高壓實質量，且碾壓速度越低，碾壓效果越好，反之越差。綜合碾壓機械的性能等條件后，在實際的DK1136+700～+800段路基填筑的碾壓施工中，碾壓速度控制在2～4km/h為佳。

1.3.4 碾壓遍數確定

表6和表7為26T壓路機在DK1136+700～DK1136+800段基床以下路堤第四層、第五層（壓實厚度35cm）不同壓實工藝的K30值。

由表6、表7可以看出，靜壓時能達到較好的效果。強振是對深部土進行壓實，弱振是對中部土進行壓實，而靜壓則是對表層土進行的壓實，為了保證壓實質量，采用1靜+3強振+2弱+8靜的碾壓組合方式進行碾壓，其碾壓的效果是最好的，當填料中細粒含量小于5%時，應減少強振次數，增加靜壓遍數。

2 應用效果

通過以上對DK1136+700～+800段路基填筑施工中的壓實、填料的選擇、填料含水率的控制等進行分析和實驗，得出取土場燜料含水率大于最佳含水率2～3%、攤鋪現場補灑水控制含水率、碾壓速度2～4km/h，采用（26T壓路機：靜1+強2+弱2+ 20T壓路機：靜4）組合式碾壓，按照以上標準對進行碾壓，可以保證各項檢測的參數符合DK1136+700～+800段施工設計的要求；從開始進行填筑起，對DK1136+700～+800段的路基沉降進行檢測，實際沉降測定的結果，得出的沉降沉降量和回歸數據的曲線圖，如下圖。

由回歸曲線可以得出，在DK1136+700～+800段路基的填筑施工期間，路基的沉降量較大，但是在完成填筑10天左右，路基的沉降量出現明顯的減少，到15天左右，路基沉降量基本上趨于穩定，DK1136+700～+800段路基的沉降量呈波浪形，而回歸曲線趨于水平。

3 總結

為了保證高速鐵路施工建設的質量，在其路基的施工建設中，保證各項參數符合設計要求，文章針對新疆地區的DK1136+700

～+800段高速鐵路的路基填筑施工進行了分析，經過試驗、探索、研究，對大風戈壁地區高速鐵路路基施工技術通過多次篩分、充分燜濕等填料改進工藝試驗得出，選擇合適的壓實機械，合適的填料分層厚度、碾壓遍數等，對路基的填筑壓實質量有一定的幫助，在各項參數適宜的條件下，碾壓質量測定的各項指標才會滿足設計要求不僅可以提高路基填筑效率、確保路基填筑質量，將缺水、大風條件下使用粗顆粒、低含水量填料進行路局填筑施工而產生的質量不達標、工后沉降等施工難題解決，還對項目的順利實施，以及建成后鐵路的運輸安全，有著重要意義，同時還可以為今后類似地區的高速鐵路路基施工提供指導依據。

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