極干旱地區填料含水率控制方案比選

栗　勇（中鐵四局蘭新鐵路甘青段項目經理部二工區）

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極干旱地區填料含水率控制方案比選

栗勇（中鐵四局蘭新鐵路甘青段項目經理部二工區）

以典型的西北極干旱地區高標準鐵路路基填筑為例，通過方案比選確定最優含水率控制方案，確保路基填筑質量。

極干旱；含水率；控制；方案比選

引言

本標段地處甘肅省張掖市高臺縣境內，屬中溫帶干旱大陸性氣候，多風、干旱少雨，缺水情況嚴重，［3］年蒸發量遠大于降水量，冬季嚴寒，夏季高溫干燥，有效施工時間較短。

［1］路基填料為主要以級配不良、缺少粘性的礫石、砂礫和經過篩分后細圓礫土和粗圓礫土為主，存在壓實困難，另一方面填料中缺乏細粒組分的凝聚作用或大粒徑骨架作用，［4］在碾壓時土體處于流動狀態，填料天然含水率很低，氣候干燥，水份極易散失，難以保證碾壓時達到最優含水量的要求。

1　施工方案選取

根據我單位以往施工經驗結合本地區特征及蘭新鐵路甘青段路基工程試驗段研究報告內容，我標段擬采取以下三種控制填料含水率方法進行路基填筑施工。

方案一：普通灑水碾壓法：填料運至現場攤鋪完成后及時灑水碾壓的方法進行施工。

方案二：取土場悶料施工法：通過在取土場處設置溝槽蓄水，通過自然滲透提高填料天然含水率。

方案三：夜間集中悶料法：針對此地區夏季白天最高溫度在35℃左右，夜間溫度一般在20℃左右，夜間溫度較低且水分不易蒸發的現狀，夜間集中拉料攤鋪，并灑水潤濕，使其充分吸收飽和后進行碾壓施工。

2　施工方案比選

2.1方案優缺點分析

三種方案優缺點分析具體參見表1。

表1　

2.2施工過程分析

2.2.1施工調查

本地地處西北極干旱地區，氣候干燥，戈壁土天然含水率很低，其一般為1～1.6%以內，在施工中水份極易散失。施工用水主要來自水車集中地點拉水，平均單價為7元/t（包括燃油費）。

2.2.2試驗過程

通過對填料含水率變化情況、碾壓相同遍數下檢測結果以及單位數量填料耗水量進行分析，確定最優含水率控制方案。

（1）填料含水率變化情況

通過三種施工方法的施工，我們分別對填層的取料、碾壓前、碾壓后、以及碾壓完成后6、12、18、24h后含水率變化情況進行了統計，具體統計結果見表2。

從以上結果可以看出，采取方案一的施工方法進行施工，填料碾壓過程中以及完成后含水率損失很快，方案二、方案三施工過程中碾壓含水率接近最優含水率4.2%的要求，碾壓完成后通過壓實系數試驗發現兩天后填層內還處于濕潤狀態，填料的保水性較好，滿足了填料固結過程中對水的要求，總體效果較好。

表2　

圖1　含水率變化趨勢圖

（2）施工檢測情況

我們選取3段試驗段（每段長200m），分別采用三種施工方法控制含水率，施工完成后對其進行檢測，［2］具體檢測結果見表3。

表3　

通過三種施工方案進行比較，方案一基本可以滿足要求，但個別點不合格，需進行補壓后方可檢測通過，方案二檢測效果最好，方案三次之。

（3）用水量情況對比

我們對上述三段試驗段施工用水量情況進行了統計，確定用水數量（見表4）。

通過用水量分析，方案一用水量最少，方案二用水量最大。

3　結論

方案一：施工方法成熟、方便，用水量最少，但施工過程中含水量控制不好且分布不均勻，局部通過補壓實后方可檢測通過，碾壓完成后失水速度過快，路基整體質量難以確保，因此方案一不可取。

表4　

方案二：通過取土場悶料能夠有效地提高填料的天然含水率，碾壓完畢后填料的保水性較好，通過檢測各項指標均能夠滿足要求，但此處地處西北干旱區，路基填筑用水單價較高（7元/t），取土場悶料施工方法用水量是普通灑水方法的1.7倍，從經濟性角度考慮不可取。

方案三：針對此地區夏季白天最高溫度在35℃左右，夜間溫度一般在20℃左右，夜間溫度較低且水分不易蒸發的現狀，采取在夜間集中上料攤平后灑水悶料，通過夜間集中灑水悶料確保粒料中水分能夠充分滲透飽和，滿足了粒料含水率的要求，通過及時碾壓，表面形成封閉層，碾壓完成后水分不易散失，滿足了粒料固結過程中對水分的要求，提高了路基剛度，從檢測結果來看通過夜間集中灑水悶料大大提高了路基施工質量，且施工用水量是普通施工方法1.1倍，耗水量較少，但方案三對路基施工過程中各工序之間銜接要求較高，施工過程中應進行合理的組織設計，否則會造成誤工。

通過以上檢測結果與經濟性進行比選，結合我標段現場實際，決定采取方案三：通過合理的施工組織設計，夜間集中上料攤平后灑水悶料的方法進行路基含水率控制施工。

4　結束語

本施工方案僅適用于極干旱戈壁缺水地區路基填料含水率控制，對于其他戈壁地區或非缺水段落可通過試驗采用相應的施工方法控制填料含水率。

［1］新建鐵路蘭州至烏魯木齊第二雙線甘青段《路基試驗段試驗研究報告》.

［2］《高速鐵路路基工程施工質量驗收標準》（TB10751-2010）.

［3］杜文忠.干旱地區鐵路粗粒土路基壓實含水率分析.鐵道建筑，2011 （10）.

［4］蘭新高速鐵路戈壁土路基填料壓實特性研究.路基工程，2011（4）.

2016-3-8

U416.1

A

2095-2066（2016）11-0166-02