鐵路專用線過渡段路基分層填筑施工技術(shù)分析

鄧厚良

（中鐵大橋勘測設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司武漢分公司，湖北武漢 430074）

0 引言

在鐵路工程施工中，路基填筑是非常關(guān)鍵的步驟，可以提高路基實(shí)際的穩(wěn)定性，保障鐵路專用線過渡段的運(yùn)行年限。當(dāng)前，由于外界環(huán)境及變化因素制約，大部分鐵路專用線路基填筑多采取單向方式，盡管能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定施工目標(biāo)，但總體施工沒有很好的針對(duì)性，所覆蓋的施工區(qū)域也比較小，從而影響路基的承載能力。為此，本文就鐵路專用線過渡段路基填筑施工，采用分層填料的方法，對(duì)其在鐵路專用線路上的應(yīng)用進(jìn)行探討。

在路基施工過程中，很容易因?yàn)槭┕げ划?dāng)發(fā)生路基沉降、坍塌等情況。對(duì)于專用線過渡段路基回填施工，可以采取分層壓實(shí)的方式來進(jìn)行路基施工，使結(jié)構(gòu)質(zhì)量性能完全達(dá)標(biāo)，符合鐵路工程的使用需要。考慮到目前鐵路工程項(xiàng)目的實(shí)施要求，分析各個(gè)方面的技術(shù)因素，優(yōu)化施工工藝方案，實(shí)現(xiàn)多種先進(jìn)技術(shù)的融合與應(yīng)用，構(gòu)建良好的施工環(huán)境，才能確保項(xiàng)目建設(shè)在有效的組織下開展。

1 鐵路專用線過渡段的施工方法

1.1 路基加固處理

為了減少路基側(cè)的工后沉陷，在橋梁過渡段進(jìn)行路基加固施工。路基加固可以采取CFG 樁、強(qiáng)夯、重錘夯實(shí)、沖擊碾壓和換填等方法進(jìn)行；在路基主體填筑完畢后，可以使用堆載預(yù)壓來加快填筑物的擠壓以及路基的沉降速度，通常情況下，堆載預(yù)壓時(shí)間不得低于6 個(gè)月，在卸荷時(shí)，還需要對(duì)其進(jìn)行卸荷評(píng)價(jià)，以達(dá)到預(yù)壓土的卸荷條件[1]。

1.2 橋梁及涵洞的回填法

結(jié)構(gòu)物的基坑可采取混凝土或級(jí)配砂礫石層兩種方法進(jìn)行回填。在回填體中，可通過一次性灌漿、泵送或滑槽等方法將其導(dǎo)入基坑中，當(dāng)其土體太厚時(shí)，可采取分層澆筑方法，并在施工過程中加大振動(dòng)力度，以確保其回填體品質(zhì)；在采用粒度分級(jí)的砂礫回填體時(shí)，應(yīng)采用小平面振動(dòng)器進(jìn)行壓實(shí)，并根據(jù)需要進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)。在進(jìn)行回填之前，必須先清理所有的積水、垃圾和廢土。

1.3 臺(tái)后粒料填筑

采用高強(qiáng)度、低變形、易于控制的粒徑大小的級(jí)配碎石，在更高的壓力下降低路基自壓力，使其在剛度和變形之間的轉(zhuǎn)換更加均衡。在結(jié)構(gòu)工程結(jié)束后，應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)級(jí)配碎石進(jìn)行充填，并將過渡段與相鄰路基、橋頭錐體同時(shí)填筑，在接槎上進(jìn)行主要的搭接碾壓，以降低工后沉降量。

采用大型振蕩式碾壓法進(jìn)行分級(jí)填筑，并對(duì)填筑物的含水量、分層厚度和檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測，以保證分級(jí)填筑物的壓實(shí)效果。為了在接近結(jié)構(gòu)物的地方，觀察管道周圍和拐角處的壓實(shí)情況，可采用小型振動(dòng)裝置進(jìn)一步壓實(shí)[2-4]。

1.4 過渡段排水

在路基表面進(jìn)行排水時(shí)，要結(jié)合施工環(huán)境情況，如電纜槽，接觸網(wǎng)地基，隔音屏障等，適時(shí)地增加側(cè)向的排水系統(tǒng)；在過渡段可以使用長方形邊槽進(jìn)行排水。可以在橋臺(tái)后設(shè)置一道無砂混凝土滲水墻，在滲水墻的末端，在橫置的位置上，將軟式透水管連接到橋臺(tái)錐體之外，這樣可以將臺(tái)后過渡段的水排出，防止出現(xiàn)積水軟化路基、加大沉降。

1.5 測量地面沉降和變形

1.6 混合料及施工設(shè)備選擇

在鐵路路基過渡段施工中，通常使用的混凝土拌和物以水泥為主要原料，并添加不同粒徑的砂礫等骨料。在將混凝土摻入級(jí)配碎石中時(shí)，加強(qiáng)各種原料的加入比例控制，尤其是骨料、水等材料，組合成為性能達(dá)到要求的混合料。在現(xiàn)場運(yùn)輸階段，選擇合理的運(yùn)輸車輛，做好必要的遮蓋與防腐措施，要保證不會(huì)給材料造成嚴(yán)重污染。通常情況下，混凝土初凝在4h左右，所以，必須在攤鋪完成后立即開始碾壓工作。同時(shí)要仔細(xì)地做好養(yǎng)護(hù)工序，確保混合完畢的混合物表面潮濕[5-7]。

2 鐵路路基過渡段施工的質(zhì)量控制

由于過渡段是鐵路施工中的薄弱部位，因此應(yīng)從設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)方面入手，提高質(zhì)量觀念，將過渡段視為結(jié)構(gòu)物進(jìn)行處理。在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)該對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行整體規(guī)劃，并且要在此之前進(jìn)行靜置預(yù)壓處理，以降低工后沉降量。根據(jù)過往過渡段施工經(jīng)驗(yàn)及數(shù)據(jù)累積，歸納出過渡段施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)：

2.1 路基加固

在施工過程中，需要對(duì)路基進(jìn)行加固，以減少路基的天然沉降量；嚴(yán)格控制深挖回填方的施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)接縫薄弱部位的殘留。

在路基填筑工作開展前，應(yīng)明確施工的要求和標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)現(xiàn)場測量放樣。當(dāng)前通用的做法是在軌道專用線段的核心部位設(shè)置中線和導(dǎo)線，同時(shí)對(duì)填筑的截面做標(biāo)記，使用專門的儀器，對(duì)基本的施工數(shù)值進(jìn)行加密測量。通過與原始數(shù)據(jù)的比對(duì)修正，計(jì)算出路基的對(duì)應(yīng)高程值。

結(jié)合目前施工要求和標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)各項(xiàng)管理工作措施，執(zhí)行相關(guān)技術(shù)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)現(xiàn)場填筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行檢查。按照工程項(xiàng)目測量放樣參數(shù)，明確各個(gè)結(jié)構(gòu)的要求，做好現(xiàn)場標(biāo)記工作，保證邊樁的精度合格，中心線、高程全面監(jiān)督管理，形成完善的監(jiān)督管理工作制度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各個(gè)結(jié)構(gòu)層控制。

2.2 控制好工藝流程

2.2.1 施工計(jì)劃和調(diào)度

一是自然方面因素，極端天氣影響頻繁。近年來，受厄爾尼諾現(xiàn)象影響，麗水市極端天氣氣候事件頻繁，加之麗水是受“臺(tái)汛”“梅汛”災(zāi)情嚴(yán)重的地區(qū)，“雙汛”期間大量集中強(qiáng)降雨、連續(xù)降雨，極易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。二是人為方面因素。工程活動(dòng)持續(xù)加劇。“十三五”是麗水與全省同步高水平建成全面小康社會(huì)的關(guān)鍵時(shí)期，該市“十三五”規(guī)劃明確，全面推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化，因此，隨著大交通、大水利等一大批基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的開工建設(shè)，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性極大地增加。

制訂合理的施工計(jì)劃和調(diào)度安排，明確各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的時(shí)間要求和先后順序。確保施工過程中的工藝流程有序進(jìn)行，并與相關(guān)工序協(xié)調(diào)配合。

2.2.2 質(zhì)量管理體系

建立完善的質(zhì)量管理體系，包括工藝流程控制、材料管理、檢驗(yàn)檢測和質(zhì)量記錄等。通過嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量管理要求，確保每個(gè)工藝環(huán)節(jié)符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3 工藝參數(shù)控制

根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范，控制好工藝參數(shù)。例如，混凝土拌和物的配比、攪拌時(shí)間、攪拌速度等。通過嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，確保混凝土的質(zhì)量和性能穩(wěn)定。

2.2.4 施工人員培訓(xùn)和技術(shù)支持

提供必要的培訓(xùn)和技術(shù)支持，確保施工人員具備良好的專業(yè)知識(shí)和操作技能。他們應(yīng)了解并正確執(zhí)行工藝流程，遵循相關(guān)的安全規(guī)范和操作規(guī)程。

2.2.5 質(zhì)量檢查和監(jiān)控

建立有效的質(zhì)量檢查和監(jiān)控機(jī)制，對(duì)施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行抽查和檢驗(yàn)。通過現(xiàn)場檢查、實(shí)時(shí)監(jiān)測和無損檢測等手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題，確保工藝流程的質(zhì)量可控性。

2.3 整平度

在進(jìn)行攤鋪、整平步驟時(shí)，應(yīng)使各層在縱橫方向上平整一致，沒有明顯的局部起伏，確保壓路機(jī)壓輪面與路面完全貼合，實(shí)現(xiàn)碾壓目的。并在水平方向上作4%的斜坡，使碾碎后的地層一直處在迅速排水狀態(tài)。對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)部分展開全面檢測，提高路基的穩(wěn)定性，標(biāo)高為25～35cm，并使用平地機(jī)初平。填筑部位的攤鋪和整平，應(yīng)按照一定次序進(jìn)行，盡可能減少攤鋪時(shí)間，使混合料攤鋪填充符合標(biāo)準(zhǔn)，保證各項(xiàng)材料的性能合格，且要將整平控制在合理范圍內(nèi)，路基結(jié)構(gòu)性能要合格。除此之外，根據(jù)實(shí)際填筑要求，對(duì)預(yù)先施工的路段進(jìn)行多輪碾壓，以加強(qiáng)路基緊固性。選用振動(dòng)水式壓路機(jī)，對(duì)過渡路段的路基上部進(jìn)行第一次碾壓，采用靜壓、振動(dòng)碾壓和靜壓整平三個(gè)工程，確定出此時(shí)路基的單向承載值[8]。

2.4 填筑物的篩選與檢查

使用攪拌機(jī)對(duì)原材料進(jìn)行混合，并對(duì)混合料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇與檢測，以確保材料與級(jí)配達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；為了保證填料的壓實(shí)效果，填料應(yīng)在工廠里完成攪拌，然后在現(xiàn)場直接使用，添加水泥的級(jí)配碎石混合料最好在2h 內(nèi)全部用掉，防止返工和填料浪費(fèi)等情況。

在對(duì)路基進(jìn)行分層強(qiáng)夯后，參照沿路干線的使用要求和目的，按照層次進(jìn)行橫向填筑，使整個(gè)施工層次保持平穩(wěn)，區(qū)分每個(gè)承層，測量出此時(shí)填筑基坑的大小，并設(shè)置相應(yīng)的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。一般而言，夯實(shí)基準(zhǔn)的設(shè)置要與填筑范圍和實(shí)施范圍相聯(lián)系，并根據(jù)真實(shí)的強(qiáng)夯基準(zhǔn)來設(shè)置每一層填筑指標(biāo)。根據(jù)各層次的填筑要求，確定填筑質(zhì)量，并設(shè)置填筑指標(biāo)，形成路基填筑結(jié)構(gòu)[9]。

2.5 結(jié)構(gòu)物附近回填的有關(guān)問題

在路基和橋梁的轉(zhuǎn)換部分，要同一時(shí)間進(jìn)行回填，從而保證結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定和不受破壞，在路涵過渡段內(nèi)，應(yīng)在路基兩邊均勻地澆筑。在大型壓路機(jī)無法到達(dá)的地方和在平臺(tái)后2m 以內(nèi)，采用小型壓路機(jī)進(jìn)行分層壓實(shí)，每層厚度為0.15m。在接近水平結(jié)構(gòu)時(shí)，大型壓路機(jī)的側(cè)向滾動(dòng)應(yīng)該與結(jié)構(gòu)相并行；結(jié)構(gòu)物上部填筑層厚度不足1m 時(shí)，為減少對(duì)結(jié)構(gòu)物造成的沖擊，禁止使用大功率機(jī)械進(jìn)行振動(dòng)式碾壓。

2.6 砌筑無砂混凝土滲水墻

要在過渡段內(nèi)同時(shí)進(jìn)行填筑無砂的水泥墻體，并且要保證其每次填筑都要達(dá)到2m 以上，以免在進(jìn)行碾壓過程中時(shí)，由于填筑物的堆積而坍塌，導(dǎo)致其進(jìn)行返工澆筑。

2.7 加強(qiáng)試驗(yàn)檢測過程控制

對(duì)施工過程中每一項(xiàng)指標(biāo)的檢測均應(yīng)按設(shè)計(jì)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并應(yīng)配置充足的檢測人手，以減少檢測周期。

3 鐵路路基過渡段施工中的注意事項(xiàng)

3.1 嚴(yán)格控制回填筑的層數(shù)

現(xiàn)場鐵路施工階段，應(yīng)加強(qiáng)控制填筑作業(yè)，松鋪厚度超過30cm 為標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)機(jī)械壓實(shí)處理工作，并且多次進(jìn)行檢測分析，使松鋪系數(shù)完全符合工程標(biāo)準(zhǔn)。在填筑過程中，必須嚴(yán)格控制填筑物的攤鋪層厚，保證不同粒徑填筑物的均一，避免發(fā)生離析。應(yīng)用推土機(jī)進(jìn)行推平處理，并做好現(xiàn)場的補(bǔ)料工作，預(yù)防產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損壞的問題[10]。

3.2 機(jī)械輔助填平

在進(jìn)行軌道路基過渡段施工時(shí)，要選擇具有填平高度比較高的機(jī)器，在填筑完成后，要對(duì)填料的水分進(jìn)行控制，在其水分達(dá)到接近最佳水分含量時(shí)，立即選擇推土機(jī)進(jìn)行粗平，然后要使用平地機(jī)進(jìn)行精平，在施工時(shí)要使用水準(zhǔn)儀控制填料的平面，在進(jìn)行刮平時(shí)，也要按照從中間到兩頭的順序進(jìn)行。

3.3 對(duì)變形情況進(jìn)行適時(shí)處理

所有施工過程都要嚴(yán)格遵循施工計(jì)劃要求，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過設(shè)置橫向、縱向以及立體的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)所有施工過程進(jìn)行嚴(yán)格管理，從而可以預(yù)防發(fā)生地基沉降變形。此外，還要對(duì)沉降量進(jìn)行全面監(jiān)測，掌握各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，確保結(jié)構(gòu)地基性能合格。在路基過渡段施工環(huán)節(jié)，填筑作業(yè)尤為重要，需要加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，并且落實(shí)各項(xiàng)填筑與碾壓質(zhì)量控制措施，達(dá)到均勻性的標(biāo)準(zhǔn)，壓實(shí)度合格，具備較高的安全性[11]。

3.4 做好基底處理

首先，對(duì)鐵路過渡段工程方案進(jìn)行詳細(xì)分析，嚴(yán)格按照工程要求進(jìn)行基坑開挖。其次，對(duì)過渡段工程的路基進(jìn)行承載能力測試，同時(shí)還要對(duì)過渡段工程的路基進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)檢測。最后，根據(jù)檢測結(jié)果，判斷過渡段工程的工程質(zhì)量是否符合工程要求。

4 結(jié)語

綜上所述，由于路基與橋涵隧道在強(qiáng)度、剛度、變形、材料等方面存在較大差別，使得在路基與隧道間的轉(zhuǎn)換路段容易發(fā)生不均衡變形，造成路面不平整，引起車輛在轉(zhuǎn)換路段的碰撞，影響行車的安全性。

本文通過在對(duì)鐵路專用過渡段路基分層填筑技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和探討。分層作業(yè)可以降低現(xiàn)場施工難度，各項(xiàng)工作措施有效落實(shí)到位，提高施工現(xiàn)場管理水平，預(yù)防發(fā)生路基沉降，塌陷等嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。

此外，要選擇合適的填筑技術(shù)，讓分層壓實(shí)作業(yè)有效落實(shí)到位，從而創(chuàng)造出一個(gè)更為安全的施工環(huán)境。通過對(duì)各過渡路段的搭接，可以有效提高鐵路的整體承載能力，進(jìn)而提高鐵路的運(yùn)行效率，為后期維護(hù)和修建工作夯實(shí)基礎(chǔ)。