高速鐵路路基施工技術(shù)及質(zhì)量檢測(cè)方法研究

甄相國(guó) 甄精蓮

摘? 要：為解決高鐵路基施工過(guò)程中面臨的路基與橋隧連接位置半剛性、剛性過(guò)度等相關(guān)問(wèn)題以及優(yōu)化相關(guān)檢測(cè)方法，在對(duì)高速鐵路路基影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，從填料原材料、樁體質(zhì)量、填筑施工等方面研究了高速鐵路路基施工的技術(shù)優(yōu)化策略，從承壓比檢測(cè)法、承壓板檢測(cè)法以及微電子技術(shù)放射性元素檢測(cè)法等方面探討了高速鐵路路基施工的質(zhì)量檢測(cè)方法，旨在為高速鐵路路基施工實(shí)踐提供一定的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：鐵路路基? 施工技術(shù)? 檢測(cè)方法? 優(yōu)化策略

中圖分類號(hào)：U215? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）10（c）-0045-03

Abstract： In order to solve the problems of semi-rigid and excessive rigidity in the connection position between subgrade and bridge and tunnel in the construction process of high-speed railway subgrade and optimize relevant detection methods， based on the analysis of influencing factors of high-speed railway subgrade， this paper studies the technical optimization strategy of high-speed railway subgrade construction from the aspects of raw material of filling， pile quality， filling construction， etc. This paper discusses the quality inspection methods of high-speed railway subgrade construction from the aspects of method， bearing plate detection method and micro electronic technology radioactive element detection method， so as to provide certain reference and reference for high-speed railway subgrade construction practice.

Key Words： Railway subgrade; Construction technology; Detection method; Optimization strategy

1? 高速鐵路路基影響因素分析

1.1 雙重載荷作用

高速鐵路在施工完畢并經(jīng)過(guò)驗(yàn)收繼而投入使用之后，在高速鐵路實(shí)際使用過(guò)程中，將產(chǎn)生下屬兩種載荷：第一，將產(chǎn)生永久載荷作用。永久載荷作用是指在鐵路軌道上不存在列車時(shí)，高鐵的路基部分將不間斷地受到源自上方鐵路的載荷作用。第二，高鐵路基將受到可變載荷的影響。可變載荷是指在鐵路上存在正在運(yùn)行的列車時(shí)，列車行駛過(guò)程中會(huì)對(duì)的路基產(chǎn)生可變載荷作用。可變載荷作用將在一定程度上會(huì)影響鐵路路基的使用壽命以及其穩(wěn)定性。當(dāng)路基穩(wěn)定性不足時(shí)，進(jìn)而會(huì)對(duì)行車過(guò)程產(chǎn)生一定程度的不利影響。

1.2 環(huán)境干擾

高速鐵路路基在使用的過(guò)程中還會(huì)長(zhǎng)時(shí)間受到較強(qiáng)的環(huán)境干擾。高強(qiáng)度的環(huán)境干擾主要是由高速鐵路路基的使用環(huán)境所決定的。高鐵路基的使用過(guò)程屬于完全暴露使用，其周圍區(qū)域的氣溫條件、濕度條件以及相應(yīng)的氣候條件都會(huì)對(duì)高速鐵路路基的使用壽命產(chǎn)生不利影響。舉例而言，如果高速鐵路路基位于西部干旱地區(qū)，西部地區(qū)風(fēng)沙情況比較嚴(yán)重。因此在通常情況下，位于該區(qū)域的高速鐵路路基都會(huì)出現(xiàn)不同程度的風(fēng)蝕現(xiàn)象，同時(shí)還伴隨有程度不一的風(fēng)沙掩埋。

2? 高速鐵路路基施工技術(shù)

2.1 填料原材料

高速鐵路路基施工過(guò)程中對(duì)填料的要求有諸多方面。但是從關(guān)鍵方面來(lái)看主要包括剛度和強(qiáng)度兩個(gè)方面。一般情況下，鐵路基床以下部分的路堤以及底層需要運(yùn)用基床底層小于或等于10 cm，路堤小于或等于15 cm粒徑的粗粒土進(jìn)行施工作業(yè)。實(shí)踐中，粒徑的具體參數(shù)可以根據(jù)具體施工區(qū)域做出相應(yīng)的調(diào)整，以滿足實(shí)踐要求。

在高速鐵路路基基床表層的施工過(guò)程中，由于此位置需要承擔(dān)鐵路投入使用后的永久載荷作用以及列車行車經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生的可變載荷作用。因此，在該區(qū)域內(nèi)對(duì)填料的要求相較于其他部分而言較高。結(jié)合我國(guó)相關(guān)工程實(shí)例的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)該部分進(jìn)行施工的過(guò)程中，需要采用級(jí)配較好的砂礫石、級(jí)配碎石等，該類別填料的0.075顆粒含量需要控制在4%～10%之間，在最大粒徑方面，參數(shù)為60 mm。

2.2 樁體質(zhì)量

在高速鐵路路基的過(guò)渡段施工方面，通常情況下將利用筏板基礎(chǔ)、碎石墊層、管樁以及墊層緩凝土相互結(jié)合的方式。具體而言，需要進(jìn)行關(guān)注的施工要點(diǎn)有以下兩點(diǎn)：一是試樁檢驗(yàn)施工流程。在該施工流程中，需要保證摩擦樁的有效樁長(zhǎng)保持在合理區(qū)間，端承樁樁端需要達(dá)到持力層。二是單樁豎向承載力的檢測(cè)環(huán)節(jié)以及成樁樁身的完整性檢測(cè)環(huán)節(jié)，在上述兩個(gè)環(huán)節(jié)中，需要保證樁體質(zhì)量符合工程的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 填筑施工

在高速鐵路路基施工的技術(shù)體系中，填筑施工是其中的重要組成部分。在施工實(shí)踐中，為了使路基施工質(zhì)量符合相關(guān)要求，施工主體需要按照對(duì)應(yīng)的操作標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展作業(yè)。

2.3.1 虛鋪厚度控制施工

在高鐵路基施工過(guò)程中，需要在結(jié)構(gòu)物外、放樣邊樁和中樁上利用油漆等材料對(duì)實(shí)層厚度以及虛鋪厚度進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)明。然后，利用網(wǎng)格線將全部網(wǎng)格中的卸料量進(jìn)行分析和計(jì)算。在網(wǎng)格間距尺寸控制方面，筆者認(rèn)為，橫向宜確定為6 m，縱向宜確定為7 m。在方法選擇方面，填筑施工將采用四區(qū)段、六流程的方法。除此之外，在實(shí)際施工過(guò)程中為了確保填筑施工高質(zhì)量完成，相關(guān)施工主體需要對(duì)料源進(jìn)行定期檢查，通過(guò)室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工實(shí)際中的控制指標(biāo)進(jìn)行及時(shí)科學(xué)的調(diào)整，以使工程最終質(zhì)量得到相應(yīng)保證。在壓實(shí)厚度方面，每層宜控制在25～30 cm之內(nèi)。運(yùn)用重型振動(dòng)碾時(shí)，以靜壓1次、輕壓2次、強(qiáng)壓3次的頻率進(jìn)行。對(duì)于擊振力的調(diào)整，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的不同情況做出具體判斷和調(diào)整。

2.3.2 骨料離析控制施工

在具體施工過(guò)程中，如果產(chǎn)生骨料離析的問(wèn)題將對(duì)施工過(guò)程產(chǎn)生一定程度的不利影響。為了解決該問(wèn)題，施工實(shí)踐中需要利用骨料離析控制技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)已經(jīng)通過(guò)拌和處理的級(jí)配碎石運(yùn)輸?shù)竭_(dá)工地時(shí)，要將其卸至網(wǎng)格線內(nèi)。除此之外，粗料集窩現(xiàn)象也會(huì)影響施工進(jìn)展，因此在有必要的情況下，在工地現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)其進(jìn)行二次拌和處理。

3? 高速鐵路路基施工質(zhì)量檢測(cè)方法

3.1 承壓比檢測(cè)法

在高鐵路基投入使用后，在多重因素的共同作用下，高鐵路基的荷載程度會(huì)到達(dá)一定指標(biāo)，此時(shí)鐵路墊層中的雜質(zhì)成分將在載荷達(dá)到一定程度時(shí)對(duì)路基產(chǎn)生負(fù)面影響。承載比檢測(cè)方法正是基于上述運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際情況產(chǎn)生。承載比檢測(cè)法的具體操作步驟為：將一種直徑約為5 cm的探測(cè)頭插入高鐵路基土中，當(dāng)探測(cè)頭進(jìn)入一定的深度后，依照承壓比檢測(cè)法的相關(guān)基準(zhǔn)對(duì)探測(cè)頭目前對(duì)應(yīng)的載荷情況進(jìn)行比對(duì)，從而對(duì)路基質(zhì)量進(jìn)行分析。該種檢測(cè)方法的檢測(cè)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是對(duì)鐵路路基雜質(zhì)在載荷作用下對(duì)鐵路路基影響情況的一種模擬，所以其檢測(cè)結(jié)論的準(zhǔn)確度相對(duì)較高。

3.2 承壓板檢測(cè)法

承壓板檢測(cè)法的檢測(cè)原理主要與鐵路路基本身的系數(shù)高度相關(guān)。上述系數(shù)主要包括了路基變形相關(guān)系數(shù)、強(qiáng)性層狀地基的剛度相關(guān)指標(biāo)等。該種檢測(cè)方法通常情況下降將采用變形模量E以及地基體系系數(shù)K30進(jìn)行對(duì)應(yīng)表示。通過(guò)該種檢測(cè)方法運(yùn)用可以分析計(jì)算出路基北側(cè)點(diǎn)2～3倍承壓板直徑深度范圍內(nèi)的填土壓實(shí)度情況。筆者以K30檢測(cè)進(jìn)行舉例，具體應(yīng)用方法和步驟為：使用直徑為30 cm的載荷板對(duì)鐵路路基的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估;其系數(shù)的計(jì)算方法為單機(jī)位面積壓力和載荷板的下沉量的比值即為結(jié)果。

3.3 微電子技術(shù)放射性元素檢測(cè)法

該種檢測(cè)方法是指利用微電子相關(guān)技術(shù)，運(yùn)用放射性元素對(duì)高鐵路基中的填土密度進(jìn)行評(píng)估的檢測(cè)方法。該種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)本技術(shù)可以較為方便快捷地對(duì)填土的含水量、容重等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)人員可以利用該技術(shù)對(duì)填土壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

4? 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過(guò)程中，高速鐵路在其中無(wú)疑扮演了重要的角色，在促進(jìn)我國(guó)各區(qū)域之間人員流動(dòng)、經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展過(guò)程中貢獻(xiàn)重大。高鐵路基是高速鐵路穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，因此保證其工程質(zhì)量極為關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)高鐵路基的高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，各施工主體要根據(jù)具體工程情況，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，科學(xué)選用路基質(zhì)量檢測(cè)方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工不足和漏洞，為我國(guó)高速鐵路建設(shè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖博.高速鐵路路基施工技術(shù)及質(zhì)量檢測(cè)方法的實(shí)際應(yīng)用研究[J].四川水泥，2019（1）：264.

[2] 陳若曦.新時(shí)期高速鐵路路基施工工藝的探析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（34）：84.

[3] 任大潘.高速鐵路路基施工檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用及實(shí)施要點(diǎn)分析[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2018，45（1）：44-45.

[4] 王博文.采用填料改良及地基處理的高速鐵路路基施工技術(shù)研究[D].石家莊鐵道大學(xué)，2017.

[5] 石達(dá).高速鐵路路基改良土填筑施工技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，12（32）：36-37.

[6] 郭小龍.高速鐵路路基與橋梁過(guò)渡段施工技術(shù)研究[J].中國(guó)住宅設(shè)施，2020（5）：119-120.