摘要:以某鐵路工程為案例,簡述了鐵路路基的施工標準、工藝與流程,然后進一步詳細探究鐵路路基施工技術,再結合實際情況分析施工防護措施的應用,以期為相關從業人員提供參考。
關鍵詞:鐵路工程;路基;防護措施
0" "引言
國民經濟的建設離不開運輸行業的發展,作為基本的運輸工具,鐵路工程的建設一直以來都被社會各界廣泛關注。近年來,我國對鐵路等基礎設施的建設的投入不斷提高,鐵路建設技術水平日益成熟。路基是支撐火車軌道的重要結構,為確保鐵路安全運行,并充分發揮其運輸職能,我國始終嚴格把控鐵路路基施工質量,制定相關標準對鐵路路基強度加以約束。正確應用鐵路路基施工技術,加強鐵路路基施工防護措施,能夠從根本上提高鐵路工程質量,提高運輸效率,增強我國基礎設施建設水平。
1" "工程概況
某鐵路工程項目全長350km,承擔東中西地帶客運、貨運的重要職能。該鐵路工程強度等級設定為一級,即可以承擔最高速度250km/h的列車行駛。該工程正式投入使用后,能夠很大程度上提高我國鐵路系統順暢性,為交通運輸提供極大便利,有效提高列車最高運行速度,節約運輸時間的同時縮減運輸成本,提高運營過程中的經濟效益。
該段鐵路受力方式較為復雜,受力程度不均勻,且該地區地質條件難以準確分析,導致鐵路路基施工難度提高,復雜性增強。要想在地質條件較差的環境中開展鐵路路基施工,必須應有有效的路基施工技術與防護措施,才能滿足驗收標準與后續使用需求。
2nbsp; "鐵路路基施工標準與流程
2.1" " 施工標準
鐵路路基施工的最基本要求有兩點,即路基平面寬度與邊坡坡度。路基平面寬度直接決定路基施工的占地面積,也會對工程整體造價產生一定影響。標準軌道單線鐵路中,直線路段的路基應在4.9~6.7m之間,路肩寬在0.4~0.6m之間。
邊坡坡度直接影響路基整體穩定性,通常坡度越大穩定性越弱,坡度越小穩定性越強。從大量實際施工經驗中可以看出,施工地點的土質是影響邊坡坡度的最主要原因。按照目前我國相關標準中的要求,在地質條件符合路基施工標準的前提下,若邊坡高度小于20m,則邊坡坡度應保持在1:1~1:1.75之間;若邊坡高度大于20m,則需進一步研究施工地點巖土的力學性質,并結合實際情況制定符合安全標準的坡度水平,確保路基安全與穩定性。
2.2" " 施工工藝
2.2.1" 試驗階段
在對鐵路路基進行填筑前,應對路基開展試驗,選擇長度大于100m 、能夠對該工程起到代表性的路段,在其上進行填筑壓實試驗,記錄填筑原料比例、壓實厚度、參數等內容,從而為后續填筑工作提供數據基礎。
2.2.2" "填筑階段
施工人員應嚴格遵守國家要求與行業規范,填筑前規范處理填筑路段,重點關注排水問題的處理。一般來說可以鋪設防水土工布,避免路基積水導致沉降、開裂等問題出現,影響路基整體穩定性。
2.2.3" "開挖階段
為防止路基開挖后出現不均勻沉降問題,導致路基后續變形,應在開挖路段設置土工格柵,或在開挖前對開挖路段進行夯實,提高填筑強度。正式開挖前,施工人員需要充分調查不同路段的地質條件信息,并因地制宜地采取不同工藝、機械開展開挖施工。
3" "鐵路路基施工技術
3.1" " 原地表及坡面基底處理技術
路基施工質量如何直接決定鐵路工程整體強度、荷載能力以及使用年限,在鐵路路基施工填筑前,應首先對原地面和坡面基底進行妥善處理,形成清潔平面。
先挖去路基范圍內的樹根、拔出地表的草叢,并采取人工方式或利用挖掘機等機械設備挖出路基施工范圍內表層的腐殖土,挖掘深度需要控制在30cm以上。若這一過程中發現地表存在裂縫、草灰層等,需要選擇合適的原料進行回填后再分層壓實。若鐵路路基施工范圍內經過耕地,則需要對地基進行換填,防止由于耕地土壤中有機質、雜質過多而影響壓實效果。
對坡面基底進行處理時,應根據坡面坡度不同采取不同處理方法,坡度小于1:5時,僅需要按照以上方式對地表進行處理。當坡度大于1:5時,則應當對坡面進行臺階處理,確保填料充分嵌入從而避免路堤出現變形,最終所形成臺階坡度在4%左右。此外,部分施工地點地下部位存在地下水,施工人員應提前做好地下水攔截引流,并做好排水、防水裝置的施工。
3.2" " 填土與壓實處理技術
路基填料的性質和壓實效果直接影響鐵路路基穩定性,因此提高填土與壓實技術,能夠大幅度加強鐵路路基強度,保證路基質量。在地表平整處理完成后,應根據實際地質情況明確填筑范圍,挖出原本土壤后采用填料填補。
路堤填筑通常采用石、土等具有良好穩定性、容易壓實、容易取得的材料。而路基填筑通常采用含水量較低的土和沙礫等材料,要注意避免使用淤泥、有機質含量較高的土、腐殖土、凍土、雜質較多的土。行業標準中通常要求路基填料塑性指數低于26,液限低于50。路基填料選擇完畢后應對其進行壓實處理,提高路基密實度,減少土體透水性,有效避免水分聚集而導致的路基軟化問題出現,即使土體出現凍脹現象也可將變形程度控制在一定范圍內。
施工地點地質情況的差異也會對壓實效果產生影響,其中影響較大的主要為潮濕地區的壓實和黃土路基的壓實,二者在土壤含水量指標上存在顯著差異。潮濕地區的路基很難充分壓實,施工人員需要適當降低壓實參數,或改善填料物理性質以降低土壤黏性與含水量,通常以在土壤中摻入生石灰或其他吸水材料的方式實現。
黃土本身含水量較低,很難被壓實緊密,因此需要施工人員對其均勻加水后反復碾壓,確保最終含水量在適宜程度。若黃土已經板結形成土塊,難以粉碎,則應采取分層壓實方法,并通過篩選方式選出直徑超過10cm的土塊,采取機械設備將其打碎后回填并碾壓密實。
4" "鐵路路基防護措施
4.1" " 土工格柵施工技術
為對鐵路路基形成有效防護,土工格柵施工是關鍵舉措之一。土工格柵具有較高強度,在外力作用下不容易出現形變問題,能夠適應各類環境。在開展土工格柵施工時,施工人員應首先平整施工地點地表。可以采用鋪設粗砂墊層的方式保證平整度,鋪設厚度最低應達到0.5m,注意粗砂墊層中的含泥量,盡量控制在5%以內,防止影響路基透水性。
土工格柵的鋪設過程中,重點關注鋪設范圍與方向,最佳的鋪設方式是沿著道路和路堤底部進行橫向鋪設,然后采用拉撐樁、地釘或其他方法固定,在土工格柵全部鋪設完成后,施工人員應采取從先四周后中間的方式,對土工格柵網格進行回填,進一步提高土工格柵的強度與承載力,防止在外界因素的影響下出現損壞。
土工格柵的厚度需要施工人員結合實際情況進行調整,避免機械設備或車輛直接碾壓后破壞格柵,改變格柵厚度。一般來說可以將格柵厚度控制在標準值的一半,再填土至孔隙承受壓力達到最大值。這一施工方法難度較低,施工效率高,且最終成果也容易滿足鐵路路基的強度要求。
4.2" " 錨孔鉆進施工技術
要想提高鐵路路基牢固性,需要在巖土邊坡地點進行錨固,在這一施工過程中,錨孔鉆進技術是最為常用的施工技術。
為提高錨孔鉆進施工的穩定性,施工人需要根據鐵路路基進行測量與運算,然后搭建相應的施工框架,對坡面進行測量后精確鉆進點位與深度,設置相應的鉆進設備并將其固定,防止在鉆孔過程中由于外界因素影響而降低鉆孔精度,影響整體固定強度。要注意,最終呈現錨孔僅允許橫向50mm、縱向100mm、傾角1°以內的誤差。
錨孔鉆進施工過程中,應隨時觀察是否對路基穩定性造成影響。若發現鉆孔出現塌陷、歪斜或難以繼續鉆進的問題,應停止鉆孔,并探究問題成因,解決后對已經形成的鉆孔進行灌漿加固,提高強度后重新鉆孔。本文案例工程中錨孔鉆進施工所采用的方法為無水干鉆,因此應避過降水天氣與地下水,鉆進過程中隨時記錄鉆孔底層變化情況、鉆壓鉆速、地層滲水情況。
4.3" " 預應力錨索施工技術
錨孔鉆進施工完成后,應安裝相應的錨索體,從而完成鐵路路基施工的防護工作,為路基強度形成保障。施工人員應將錨索體全部置于錨孔之中,然后在錨孔中灌注水泥砂漿,直至水泥砂漿充滿錨孔后出現外溢現象。完成后施工人員應記錄每個錨孔的灌注情況,并持續監測錨孔中水泥砂漿的凝固情況,一般來說凝固度超過80%以后,就應當開始后續錨索張拉施工環節。
錨索張拉主要環節是對錨索整體以與各構件的強度進行檢測、分析預應力情況,若在這一過程中發現預應力短缺,應及時對其進行補充。錨索張拉環節需要持續48h以上,期間施工人員應全程跟蹤監測,并進行封錨鎖定工作。
除此以外,預應力鎖錨施工還要注意以下幾點:
第一,確定錨孔位置時應同步采取水準測量、拉線尺量兩種方式,確定錨孔位置后使用紅色油漆在其上標準中心點和編號,為后續施工提供便利。
第二,應根據地質的差異選擇不同的錨桿鉆機,若基巖層裂縫較小,可以單獨使用風動潛孔錘,若裂縫較大,則需要配合潛孔管共同鉆入。
第三,錨桿鉆機應始終緊緊貼合巖面并鉆進,同時施工人員應適當給予壓力,嚴禁采取高壓空氣清潔方式清理孔內雜質。
4.4" " 樁板墻施工技術
樁板墻能夠有效防止鐵路路基受到外界氣象與地質因素的影響,避免路基土層出現崩塌問題。按照流程開展樁板墻施工工作時,應當注意以下幾點:
第一,在正式開孔前應進行放樣,確定樁位,從而便于后續擋土板的安裝。
第二,在樁孔開挖到一定深度后,應添加組合鋼模板并進行混凝土灌注,對路基形成有效防護。
第三,在安裝鋼筋籠前,施工人員應對其進行詳盡檢查,確保鋼筋籠、混凝土護壁、樁孔均滿足設計要求,然后再進行放樣確定安裝位置,完成吊裝后再對鋼筋籠進行焊接,確保其牢固性。
第四,鋼筋籠吊裝完成后,施工人員應對樁孔進行仔細清理,去除其內部中的表面雜質與積水,再開展混凝土澆筑工作。將混凝土運輸至樁底部分后,應對其進行振搗。受環境的限制通常采用插入式振搗法,利用插入式振動棒等設備,去除混凝土中的氣泡,提高混凝土密實度,避免出現蜂窩等現象。
第五,在澆筑振搗完成后,需要經歷7~15天的養護工作,直至混凝土最終質量通過相應的檢測,最后安裝擋土板,進入驗收環節。
5" "結語
本文以某鐵路工程為案例,簡述了鐵路路基的施工標準、工藝與流程,然后進一步詳細探究鐵路路基施工技術,再結合實際情況分析施工防護措施的應用。正確應用鐵路路基施工技術,加強鐵路路基施工防護措施,能夠從根本上提高鐵路工程質量,提高運輸效率,增強我國基礎設施建設水平。