重載鐵路填砂路基施工技術

馬 干

(中鐵十四局集團第五工程有限公司，山東 兗州 272100)

?

重載鐵路填砂路基施工技術

馬 干

(中鐵十四局集團第五工程有限公司，山東 兗州 272100)

以某重載鐵路DK292+600～DK305+305段為例，介紹了黏土包邊技術在填砂路基施工中的應用，探討了填砂路基施工參數的基本要求，總結了填砂路基施工的注意事項，以保證路基施工質量。

填砂路基，黏土包邊，基床表層，路基填料

1 工程概況

某重載鐵路DK292+ 600～DK305+305段，全長12.705 km，地形為沖洪積平原，地勢平坦，地表為新黃土、砂黏土、砂土等。地下水為第四系孔隙潛水，埋深幅度較大，一般為5 m～10 m。DK300+615～DK305+305段地下水位為0 m～3.0 m，基底欠穩固。重點工程為DK300+615～DK305+305風沙段路基填砂施工。填砂路基施工的關鍵問題有：砂子的填筑與壓實；風沙路基的邊坡防護與加固。

2 填砂路基的施工

2.1 填料的設計

該鐵路風沙路基的填料是按規范的規定，全部采用細粒土，取料的來源是在不違背設計要求的基礎上，在現有規范允許的條件下，就近取土。基床設計厚度為2.5 m，其中表層0.6 m，底層1.9 m。

1)基床底層及以下填料的變更。通過對沿線的土源調查發現，就近取土的難度很大。一是線路附近的地表土早已開辟為農田，耕作面積少，致使土源奇缺。二是路基兩側無防風固沙林帶，也沒有長年的野生植被，一旦取土后，勢必造成少有的植被被破壞，更容易形成沙害。因此我們建議改變路基填料，充分利用線路附近河流中的河砂作為路基填料，進行路基填筑。砂子邊坡的外側用20 cm厚的黏性土進行邊坡包邊處理。

2)基床表層填料的變更。施工現場的表層填料因量小能夠滿足，但經現場取樣試驗，發現土質的含砂率偏大。為了填砂的路基能夠滿足質量和壽命的要求，同時避免基床底層及以下砂子填料受列車荷載沖擊而產生振動液化現象。經研究，將表層細粒土變更為黏性土，并且把厚度由原來的0.6 m增加到0.9 m，填筑后與邊坡的包邊土共同形成黏土封閉圈。

2.2 填砂路基施工

在填砂路基施工中，因填料的改變，必須解決一些新的技術問題。比如：填筑方法、分層厚度、壓實標準、邊坡處理等等。因此在施工中的各道工序上，都必須嚴格執行規范和操作規程。根據要求，在DK304+200～DK304+500共300 m的范圍內進行了填筑試驗。以通過試驗段攻克施工工藝和質量檢測難關，獲取有關技術參數，然后進行大面積施工。

填砂路基的填筑常規方法有兩種：一是機械運砂并壓實，二是水力輸送沉淀。從現場的實際情況來看，砂源比較遠，不具備輸砂條件，因此，采用機械運砂的方式填筑路基。

1)確定填筑厚度、含水率、壓實參數。填筑前，在DK304+200～DK304+500段進行了填砂試驗，用K30荷載板進行壓實質量檢測，同時用核子密度儀進行復核。

對試驗結果進行分析后發現，砂筑路基在壓實過程中密度和強度最先達到標準的不是表層，而是從表層下一定深度開始逐漸向上。但是厚度約為10 cm的表層，即使再增加壓實遍數，其密實度和承載力也達不到設計要求，只有在其上鋪一層一定厚度的砂子后再碾壓，才能達到標準。

根據試驗室近10 d的試驗數據統計，確定了填砂施工的填筑厚度、砂子的最佳含水率及壓實系數。即：砂子只有在飽和狀態下才能進行最有效的壓實，含水量偏大或偏小效果都不好，因此砂子的最佳含水量為飽和含水量，中(粗)砂的最佳含水量為10%；填層厚度以不超50 cm(含下層10 cm)為宜；使用的壓路機以中型(12 t位)的自行式振動壓路機為宜；每層松鋪厚度為40 cm，碾壓6遍即可達到相對密實度Dr=0.7。

2)邊坡條件對壓實效果的影響。邊坡條件不同，砂子邊緣處的壓實效果差異很大，它與黏土的壓實有很大的區別。其主要原因是砂粒之間沒有黏性，在壓路機振動碾壓時極不穩定甚至會發生溜塌現象，對路基的穩定性有較大的影響。如果邊坡采取一定的措施，使路堤橫向變形受到限制，則壓實效果將大大地加強。邊坡的加固方法很多，一般有以下幾種：a.邊坡上堆碼舊(廢棄)的混凝土軌枕。此方法的優點在于能利用廢舊料，缺點是需要的量比較大，對機械壓實也有影響(壓不到邊)，且邊坡防護難度大。b.編織袋裝土沿邊坡碼砌。此方法防護效果好，收尾時土袋不用拆，節省削坡量。缺點是土體密實度差，雨水沖刷較為嚴重。c.黏性土包邊(又稱大量幫填土)。此方法優點是幫填土與砂子同時填筑、同時碾壓，施工方便，質量容易控制且黏土厚度又能滿足邊坡防護和抗沖刷的要求，又能解決振動液化問題。經比較，現場施工時采用了這種方法。

3)施工注意事項。通過試驗段的施工，總結出在填砂施工過程中，要特別注意以下幾個問題：a.砂子的粒徑和級配要滿足設計要求；b.嚴格控制砂的含泥率，一般情況下不超過5%；c.壓路機碾壓時，要從兩側向中間進行，靜壓一遍后，再先輕后重，先慢后快；d.地基為軟土時，最好使用中型壓路機并低振；e.大量幫填土的寬度不小于2.5 m，且與砂層同時填筑、同時分層壓實，避免砂與黏土之間形成碾壓死角；f.檢測砂子填筑質量時，把K30平板荷載儀置于表層下15 cm處，并用N10型輕型觸探儀和核子密度儀相配合；g.填到標高后，及時施工基床表層，以防表面暴露時間過長影響壓實效果。

2.3 基床表層的施工

1)基床構造。該路基按照重載路基設計，基床厚度為2.5 m，路基全寬為11.1 m。變更后的基床表層厚度為0.9 m，用黏土填筑，底層為1.6 m，填料為粗砂。

2)基床施工。基床直接承受由道床傳遞下來的列車運營荷載，其質量的好壞對保證列車高速、平穩、安全行駛至關重要。為保證基床特別是基床表層的施工質量，在填筑質量、平整碾壓、填層厚度等工序上嚴格按施工工藝控制施工。

按照設計要求，基床部分尤其是表層部分需進行嚴格的碾壓，使之具有較高的變形模量。基床表層填料嚴格控制，必須使用黏性土，每層填筑厚度不大于25 cm，現場加強控制,使填料盡量達到最佳含水量，保證最佳的壓實效果。每層檢測的密實度不小于97%。碾壓時橫向搭接40 cm，縱向搭接2.0 m，避免碾壓不到位，影響封閉圈的效果。

3 結語

通過采用黏土包邊進行填砂路基施工，保證了路基施工質量，達到了預期的設計目的，取得了很好的經濟效益。

On construction technique of sand-filled subgrade of heavily-loaded railways

Ma Gan

(No.5EngineeringCo.,Ltd,ChinaRailway14thBureauGroup,Yanzhou272100,China)

Taking DK292+600～DK305+305 section of some heavily-loaded railway as the example, the paper introduces the application of the sand-filled subgrade with the clay serging technique explores the basic requirements for the sand-filled subgrade construction parameter, and sums up the precautions of the sand-filled subgrade construction, so as to ensure the subgrade construction quality.

sand-filled subgrade, clay serging, surface layer of subgrade bed, subgrade filler

1009-6825(2017)15-0133-02

2017-03-21

馬 干(1975- )，男，工程師

U213.1

A