鐵路工程路基施工技術(shù)探討

魏麗珍

摘 要 由于鐵路工程的特殊性，路基施工中任何一個工序的疏忽都可能會給未來線路的運營生產(chǎn)帶來安全隱患，在施工時一定要遵照標準和規(guī)程來進行，只有進行科學有序的組織，避開諸多不良因素，才能建設(shè)出一條高質(zhì)量的線路。太興鐵路工程為國家Ⅰ級鐵路，設(shè)計標準為重型軌道鋪設(shè)無縫鋼軌時速120公里標準線路，中鐵六局集團公司施工的太靜段正線長94.5km，經(jīng)過科學組織施工，已于2015年全線開通運營。本文就新建的國家一級鐵路太興鐵路路基施工過程中的施工技術(shù)等管理控制做了回顧和探討，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞 路塹開挖;路基填筑;施工技術(shù)

1施工準備

施工作業(yè)前進行實地排查，逐一探明地上、地下有無管線，管線聯(lián)系產(chǎn)權(quán)單位進行拆除、改移。在施工調(diào)查的基礎(chǔ)上再詳細搜集施工所牽涉的外部技術(shù)資料、數(shù)據(jù)、圖像等一手資料。填筑前，在工點附近引臨時水準點，放出線路中樁、填筑邊線或開挖邊線。細化施工作業(yè)指導書、下達針對性的技術(shù)交底。針對個別特殊工序單獨編制專項施工方案。

2路塹開挖

路塹開挖通常采用挖掘機和大噸位自卸汽車共同作業(yè)，也可采用鏟運機進行挖運，對空間不足的地段和靠近路塹底部使用小型機械機具加人力配合施工。合理設(shè)置便道，開挖工作面的位置、施工次序，做到運輸與挖掘、排水與防護統(tǒng)籌有序進行。路塹開挖時按設(shè)計的邊坡由上至下分層逐一進行，開挖面的排水坡要保證不小于百分之四，并且保持邊坡平順。開挖時不要挖斷巖層，采取防止振動的措施，減少對原巖層的擾動。開挖時經(jīng)常檢查塹坡頂、坡面，對危石和裂縫等不穩(wěn)定情況進行處理。如果坡頂距離開挖線較近有建筑物或重要的結(jié)構(gòu)（如高壓電鐵塔）、危石等必須做好防護或在清除危險后再進行施工。當路塹開挖達到設(shè)計要求的標高值時，核查土質(zhì)是否和勘察設(shè)計資料一致，否則及時提出變更申請。路塹地段的附屬工程同時施做盡早完工，并制訂相應(yīng)的成品與半成品保護措施，確保邊坡的穩(wěn)定性和路基本體的整體性密實性。

2.1 路塹排水系統(tǒng)施工

路塹施工前先做好臨時或永久排水構(gòu)筑物的施工，時刻形成一套完善的排水系統(tǒng)。塹頂為土質(zhì)、軟質(zhì)巖時，天溝及時鋪砌或采取防滲措施，開挖區(qū)保持排水系統(tǒng)通暢，提前排走不利于邊坡穩(wěn)定的各種地面水流或地下水，并與既有的排水系統(tǒng)形成匹配，排出的水流禁止沖刷路基，不得影響附近的道路和耕地，更不能危害到附近房屋、塔臺的地基穩(wěn)定。每段開挖工作完成后，對邊坡進行及時防護，深路塹開挖要做到一個平臺、防護一個平臺，當防護不能及時隨開挖進行，要留夠滿足工序要求的保護層，等做防護工程時再進行刷坡[1]。

2.2 深路塹開挖施工

深挖路塹采用“先縱向分段、后豎向分層，再階梯挖掘”的方式施工;深挖路段優(yōu)先安排施工，在太興鐵路西張至土堂段，已逐漸進入山區(qū)地段，路塹開挖深度多處深達十幾米，進入柳林河汾河二庫區(qū)段，路塹開挖深度達三四十米，中間設(shè)置平臺多，這就要求防護、排水與路塹成型科學組織有序進行，開挖一個臺階防護一個臺階，直至達到塹底的設(shè)計標高。開挖過程中隨時檢查測量邊坡位置，防止邊坡出現(xiàn)超挖和欠挖;邊坡部位預(yù)留一定厚度的土層，然后人工進行邊坡修整。開挖到有邊坡平臺的時候，也必須預(yù)留保護土層，待施工平臺及截水溝時再整修，表面的排水坡度一定要達到向外側(cè)傾斜4%的要求，坡面上的坑洞、低洼處的樹枝等雜物清除后，要補填緊實。防護構(gòu)筑物緊跟開挖，盡早完工。砌筑側(cè)溝時，嚴格按照設(shè)計坡度來控制，基底整平壓實，基底地基承載力一定要達到設(shè)計的要求。側(cè)溝通常采用人工開挖，有條件的可借助小型機械以加快施工進度，待砌筑的漿砌片石或澆筑的混凝土強度等級滿足設(shè)計值后，及時把基坑回填夯填密實。

2.3 膨脹土與黃土路塹施工

膨脹土路塹和黃土路塹避開雨季施工，太興線太靜段路基有1.5公里的黃土路塹，施工時就充分考慮到這些不利因素，在汛期來臨前及早完工。若遇到因工期等外部的原因必須在雨季施工時要集中力量快速施工，并隨時保持大于4%的坡度。路塹邊坡務(wù)必不能受水浸泡、沖刷，否則形成溝壑甚至造成邊坡失穩(wěn)，給后期的施工帶來額外的工作量和經(jīng)濟損失。

2.4 石質(zhì)路塹爆破開挖

石方路塹開挖根據(jù)巖石的類別、風化程度等多種因素確定施工方法。在太興鐵路太靜段太原至鎮(zhèn)城底增建二線工程中，挖石方量高達20萬立方米，個別石質(zhì)路塹地段需要爆破開挖，路基爆破的效果要達到計劃的爆破形狀和石方量，同時還得保證邊坡和塹頂?shù)纳襟w不要受到破壞。后期需要外運的石塊大小要方便鏟車挖運和裝卸。在爆破之前要清理山體表層的植被和覆蓋層。覆蓋層較厚的時候，借助機械機具清除后再進行鉆眼;覆蓋層較薄地段，人工清理植被后即可進行鉆眼。為保證邊坡的穩(wěn)定性和外觀平順，路塹開挖一般采用淺孔爆破技術(shù)。若是邊坡中部設(shè)置有平臺，要分平臺來作業(yè)施工。如塹坡面較低沒有設(shè)置平臺，可直接從路塹的最頂部順著坡面設(shè)計鉆孔，一次鉆到路塹坡腳進行爆破，切記要嚴格控制用藥量。經(jīng)科學組織施工，太靜段石質(zhì)路塹施工順利完成，對路塹邊坡和鄰近的橋隧等構(gòu)筑物也得到了應(yīng)有的保護。

3路基填筑與檢測

3.1 填筑原料選定

按照設(shè)計對路基填料的要求，對沿線就近的填料進行調(diào)查取樣，進行試驗比對分析。再從填料的質(zhì)量、運輸路線和經(jīng)濟性三個方面來權(quán)衡考慮，確定所采用的取土場。最后經(jīng)對土質(zhì)取樣、篩分檢測，確定其質(zhì)量是否滿足設(shè)計要求。由于在太興鐵路工程中土石方量大填少挖多，且棄方量大，按照土石方調(diào)配原則就近選擇合格的填料。路基基床底層多利用棄碴AB組土，路塹的基床底層采用石灰改良土來進行換填。改良土的配合比必須進行試驗確定，根據(jù)設(shè)計標準和所用土料的塑性指數(shù)、液限、塑限等指標來進行。改良土施工時采用拌和設(shè)備集中進行，拌和時保證拌和均勻，同時配合碎土機具破碎土壤中的土塊，混合料中不能有大的土塊和未消解的石灰顆粒;每次拌和依據(jù)天氣情況控制混合料的含水率，使碾壓施工時能達到最佳的碾壓效果來保證密實度要求。

3.2 確定路基試驗段

選擇斷面形式具有代表性的一個區(qū)段作為試驗段，一般長度不小于100m。為便于比較，路基試驗段先后以25、30、35厘米三類松鋪厚度來做試驗。填土厚度控制采取兩種方法：一是掌握每車土的方量數(shù)據(jù)，依據(jù)攤鋪厚度，計算出該車土攤鋪后能達到的面積，填筑地段上灑灰線形成網(wǎng)格，按照每格內(nèi)卸入一車料進行填筑;二是在路基坡腳附近每隔10m立上竹竿，在竹竿上用紅布條標記好試驗攤鋪厚度的位置線，用以控制推土機作業(yè)厚度。對試驗段的路基碾壓一次檢測一次，壓實一段檢測一段，整個過程認真記錄填料虛鋪的厚度、壓實后的厚度、采取靜壓或是振動碾壓，碾壓的次數(shù)、密實度或K30和孔隙率檢測值等相關(guān)數(shù)據(jù)，待到壓實指標穩(wěn)定后即可結(jié)束碾壓，得出結(jié)論。試驗段參數(shù)確定后，所有同類型的路基施工均按照該工藝流程分層分段逐層填筑碾壓并檢測[2]。

3.3 路基填筑施工

路基填筑采取橫斷面整幅寬度進行，線路縱向分段。采土場配備挖掘機、裝載機挖裝填料，使用大型自卸翻斗車運輸至路基工點，按路基邊線和網(wǎng)格線進行卸料，采用方格網(wǎng)控制填料量，確定堆放密度，嚴格控制標高。每一填筑層必須滿足設(shè)計的路拱，以確保路基面在雨天無積水。路拱務(wù)必在第一層填筑時形成，方便以后每層均可以等厚度填筑。若采用多種不同填料進行填筑施工時，須將其分層施作，同層須使用同一類填料。為確保路基路肩的壓實度，施放邊線時預(yù)留出半米的加寬，當路基防護工程施作時再做機械刷坡。底層的路基填筑壓實完成后，放邊樁，灑石灰邊線，以決定上層填筑的寬度，確保設(shè)計值和刷坡余量。若是拌和料要盡快運到現(xiàn)場，為減少水分損失在運輸中進行全覆蓋。混合料按整個橫斷面勻稱攤鋪，中途不宜中斷，假如施工中沒能連續(xù)施工，且中斷時間超過兩個小時，要在橫向設(shè)置施工縫。

（2）路基平整使用推土機粗平，再操作平地機進行精細整理，將填筑面做成朝向路基雙側(cè)外均為4%的橫向排水坡。平地機作業(yè)軌跡從雙側(cè)路肩開始縱向行駛，逐漸向線路縱軸中心整平，必要時上人工填平小的坑洼。鋪筑時，按時檢測路基填料的含水量。對于細粒土和粘砂土的含水率，試驗段試驗中有測算出的最佳含水率，要保證碾壓前不超過百分之二的正負偏差。當含水量較低時，在土場加水悶料，以保證填料的含水量達到最佳含水量。當含水量超過規(guī)定值時，在路堤填筑面上用機械設(shè)備翻曬，并酌情降低填層虛鋪厚度，降低填料的含水量，以確保最佳的壓實密度。如果條件許可，可在填料中添加生石灰來做改良以減少含水量，提高填筑效率。

（3）路基碾壓采用振動壓路機，根據(jù)“先穩(wěn)后振、先快后慢、縱向貫通、橫向盡收、輪跡重疊”的原則，沿線路縱向從路肩邊緣向路基中心進行反復進退碾壓或正反45度角碾壓，按照試驗段確定的工藝流程依次進行靜壓、弱振、強振等，完成初壓。碾壓時，注意壓路機走行輪跡，要有重疊有搭接，以保證無漏壓。對路肩、路基邊坡的壓實，先粗壓到路肩穩(wěn)固無下沉，然后再進行靜壓。碾壓時壓路機外輪邊緣距離路基邊緣線要時刻保持大于0.3米，對壓路機不方便碾壓的地方，使用小型機械夯實。

（4）整形按設(shè)計的路拱和坡度進行，在整形過程中，禁止車輛行駛。路基初步成型后檢查填層的厚度，必要時進行補料或減料。再次進行碾壓，當填料含水率最佳時，碾壓至要求的壓實密度，碾壓完成后表面沒有明顯的碾壓輪痕跡才合格。碾壓時，各區(qū)段交接處相互搭接重疊密實，縱向搭接長度大于2米，上下兩層填筑接頭應(yīng)錯開大于3米。若是改良土碾壓后，不能連續(xù)施工須養(yǎng)生，保濕養(yǎng)生不能小于7天。養(yǎng)生期間改良土保持合適的濕度，除灑水車外禁止車輛通行。

3.4 壓實度檢測

檢測采用密實度或K30或孔隙率兩項指標共同控制。在中鐵六局施工的太興鐵路工程中，路塹基床底層AB組料或改良土填料采用核子密度儀和K30雙控檢測。路塹基床表層A組填料采用K30和孔隙率雙控檢測。按照試驗確定的工藝流程，各檢測值均能達到設(shè)計要求值。

3.5 預(yù)留沉降量

路基按設(shè)計標高填筑時，按照路基高度預(yù)留一定的沉降量，在此基礎(chǔ)上再進行修整和復核測量。恢復線路中線，施放路肩邊樁，每20m設(shè)一樁，進行水平標高測量，計算修整高度，路基整修依照設(shè)計圖紙結(jié)構(gòu)尺寸進行，并用壓路機再次碾壓，使路基面平整，橫坡縱坡均達到設(shè)計要求。對于加寬的部分刷去余量，修整后達到轉(zhuǎn)折處線條分明，直線順直，曲線圓順。軟基處理地段等設(shè)計有沉降和位移控制的要求時，在第一層填料填筑后，在路基中心埋設(shè)沉降觀測板、設(shè)置沉降觀測樁。碾壓完成后，進行沉降觀測。路基面形成后在線路中心和兩側(cè)路肩設(shè)置路基面的觀測樁，縱向間距不要大于l00米，每段路堤至少保證1個觀測斷面，路堤較高（大于8米）地段進行加密，并且保證至少有6個月的沉降觀測和調(diào)整期[3]。

4質(zhì)量與安全控制

路基工程施工質(zhì)量控制嚴格按照設(shè)計文件和相應(yīng)的鐵路工程標準《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標準》進行驗收檢驗。認真按照對應(yīng)的質(zhì)量檢測項目、批次進行檢查控制，并填寫檢查記錄。

隨著近年來安全及環(huán)保要求逐漸提高，因太興工程太靜段為在原太嵐線旁增建二線，大部分施工屬于營業(yè)線作業(yè)，鄰近營業(yè)線施工空間小，對運營干擾較大，部分工點位于太原市市區(qū)和汾河二庫景區(qū)，對施工的安全標準、環(huán)保要求就更高了。項目部在施工中嚴格執(zhí)行鐵路局施工計劃，施工區(qū)域設(shè)置警示標志，在重點地段設(shè)置視頻監(jiān)控設(shè)備，禁止非施工人員進出。現(xiàn)場每個工點設(shè)一名專職安全員負責現(xiàn)場的安全工作。針對爆破這項特殊工程，成立了爆破領(lǐng)導小組，在安全距離范圍內(nèi)設(shè)置安全警示標志，專人指揮過往車輛和人員。施工場地專人灑水養(yǎng)護，避免揚塵。生產(chǎn)中的廢棄物品及時處理，按環(huán)保規(guī)定清運到指定地點棄置。在村莊和車站施工時設(shè)置圍檔。保護自然植被，做好對棄土場的防護工程，對裸露面進行整治和防護。施工和各項臨時設(shè)施、施工機械均設(shè)在遠離居民區(qū)常年主風向的下風區(qū)，并采取防塵降噪等環(huán)保措施。

5結(jié)束語

在鐵路路基的施工中，只有做好充分的施工準備，嚴格控制好每一個環(huán)節(jié)，科學處理遇到的問題，才能對整條的線路質(zhì)量提供有力的保證。本文回顧的是太興鐵路路基施工中的一些技術(shù)措施和注意事項，希望可以為大家提供一定的參考價值。

參考文獻

[1] TB10001-2005.鐵路路基設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2005.

[2] TB10414-2018.鐵路工程施工質(zhì)量驗收標準[S].北京：中國標準出版社，2018.

[3] TB10301-2009，J944-2009.鐵路工程基本作業(yè)施工安全技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2009.