高速鐵路路基填筑試驗段施工方案

1、高速鐵路路基填筑試驗段施工方案為確保高速鐵路路堤填筑質(zhì)量，為后續(xù)大面積施工供應牢靠的資料及相應的沉降參數(shù)，避開盲目施工給工程帶來的損失，找出適合本地區(qū)施工的最佳施工方案，指導全線施工，特編制本方案。1編制依據(jù)1.1、鐵道部頒布新建時速200km客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定；1.2、鐵道部其次勘察設計院改建鐵路南同蒲線電氣化工程提速部分路基設計對施工的技術要求（初稿）；1.3、鐵道部頒布鐵路路基施工規(guī)范（TB10202-2002）;1.4、鐵道部頒布鐵路路基設計規(guī)范（TB10001-99）;1.5、鐵道部頒布鐵路工程土工試驗方法（TBJ102-96）;1.6、南同蒲鐵路改造提速工程施工圖設計；1.7

2、、建設單位、設計單位、監(jiān)理單位的相關文件通知。2工程概況2.1概述南同蒲鐵路電氣化提速改造工程（臨汾段）第八合同段有關單位如下建設單位：太原鐵路局南同蒲線電氣化提速改造工程建設指揮部設計單位：鐵道部其次勘察設計院監(jiān)理單位：太原鐵道學院建設監(jiān)理科技公司施工單位：中鐵六局集團有限公司本標段起迄里程K628+000K661+000,全長33km，管段內(nèi)現(xiàn)有4個車站，改造后保留4個車站。本標段內(nèi)共有15個雙線繞行路段，均為新建線路，改造后的路基標準高(開通時速達200km/h),曲線半徑大，符合線路提速要求。提速改造主要項目為：路基加寬、繞行地段新建路基、新建橋涵及改造、軌道新鋪、換岔、線路撥移及部分

3、站場房屋、信號、通信、電力等相關配套工程。在線路開通且路基穩(wěn)定后，支配在本標段工程竣工前更換無縫線路。本標段路基土石方155萬m3，其中填方69萬m3，挖方96萬m3。主要技術標準鐵路等級：級正線數(shù)目：雙線限制坡度：7.2最小曲線半徑：新建地段3500m。困難地段2800m，個別地段2200m。牽引種類：電力到發(fā)線有效長度：850m 2.2、試驗段的設置依據(jù)本標段目前施工圖到位狀況以及征地拆遷、取土場、現(xiàn)場交通、 水電狀況等綜合分析比較，將試驗段定在K632+230K632+430，全長200m，該地段原地貌為葡萄園、玉米地等經(jīng)濟作物區(qū)，填筑范圍內(nèi)設計無涵渠、通道等構筑物，具有填筑施工時連續(xù)、

4、完整的優(yōu)勢。地質(zhì)狀況：本標段地質(zhì)土層自上而下依次為：種植土、淤泥質(zhì)黏土，層厚0.10.5m；黏土，黃褐色夾灰色，硬塑，層厚1.23.0m 粉砂，黃褐色，中密，飽和，夾薄層黏土；層厚1.53.5m 黏土，青灰色，軟硬塑地下水埋深：2.23.2m該段路基的地質(zhì)及地表狀況能代表本地區(qū)路基填方施工的特點。該段路基設計基本狀況為：路基頂寬12.1m，平曲線半徑3500m，縱坡為6.0，平均填高3.5m。設計主要工程數(shù)量為路堤本體填筑995m3，基床底層填筑5268 m3，換填滲水性材料3750 m3，挖除松軟土3750m3，總填方量為10013m3。3試驗段試驗的目的和范圍3.1試驗段試驗的目的確定本地

5、區(qū)經(jīng)濟合理的填料，選定滿意施工要求的壓實機具、所用填料及壓實條件下合理的松鋪厚度、壓實遍數(shù)和施工最佳限制含水量等工藝參數(shù)，選定經(jīng)濟、合理、精確的檢測手段。驗證鐵道部頒布新建時速200km客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定，為今后的鐵路建設積累施工閱歷和現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)。3.2試驗范圍基床底層（基床下部1.9m范圍內(nèi)）填筑的施工工藝（含檢測手段）； 基床以下部分路堤本體填筑施工工藝（含檢測手段）；路基基底沉降觀測和路基面沉降觀測。4 人員、機械設備及測量、檢測儀器、設備投入狀況4.1參與施工人員進場狀況管理、技術、質(zhì)檢、檢測人員已全部到位，人員名單及相關資料（見表1）表1：主要施工人員表序號姓名文化程度職稱職

6、務參與工作時間1劉勃本科高級工程師指 揮 長1991.72賈本正本科高級工程師副指揮長1993.73張衛(wèi)東本科高級工程師總工程師1991.74應克忠本科工程師工程部部長（主管工程師）1997.75高雨本科工程師質(zhì)檢工程師1998.76寧國民中專助理工程師試驗室主任1988.77高琦本科助理工程師測量主管2001.78范君賢大專技術員測量員2002.89古榮城中學測量工1997.610宋盛林中學測量工1987.1011黃發(fā)連本科助理工程師技術主管2000.712吳星大專技術員技術員2002.813楊俊鵬初中工班長1985.7生產(chǎn)工人參與試驗段施工的生產(chǎn)工人有工班長楊俊鵬和14名機械、汽車司機，均

7、已經(jīng)到位。4.2投入試驗段施工的機械設備試驗段路基填筑主要采納挖掘機開挖土方，自卸車裝運土方，推土機初步平整，整動式壓路機碾壓，平地機修整填筑表面。所需機械設備（見表2）表2：所需機械設備表序號設備名稱規(guī)格單位數(shù)量狀態(tài)備注1挖掘機PC-200臺1良好2振動壓路機YZ18D臺2良好3推土機TY235,173KW臺1良好4自卸車CXZ18JHL,12t輛2良好5平地機PY180A,138KW臺1良好6灑水車CA10B,8000L輛1良好4.3 測量、檢測儀器設備的配備（見表3）表3：測量、檢測儀器設備表序號儀器設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量檢定狀態(tài)備注1全站儀瑞士LeicaTC702套1合格2水準儀南京

8、1002廠DS3E臺1合格3水準尺3m木尺把1合格4水準尺5m鋁合金尺把1合格5K30平板載荷儀YB-150,300mm套1合格6核子密度濕度儀日產(chǎn)MC-3臺1合格7重型動力觸探儀N63.5套1合格8灌砂筒150mm個1合格9案秤AGT-10套1合格5 路基試驗段的施工打算5.1 測量工作依據(jù)設計院的釘樁資料進行施工復測，復原線路中間樁位，加密水準點，測量路基橫斷面，放出征地紅線樁。5.2 開挖排水溝沿著地界線挖出排水溝，排出原地面積水，溝深80cm，并每隔100m在路基兩側對稱的開挖集水井，用水泵抽出積水。5.3基底處理依據(jù)地質(zhì)資料和基底輕型動力原位測試結果（依據(jù)設計文件松軟土地基承載力0

9、< 150kPa），本段試驗段路基在填筑前需進行基底處理。依據(jù)設計文件及現(xiàn)場實際狀況，須要挖除原地面以下50cm厚的種植土及淤泥質(zhì)黏土，然后換填合適填料。5.4填料選擇和室內(nèi)試驗經(jīng)過具體調(diào)查，本標段內(nèi)的利用方主要為砂黏土，屬B組填料，滿意新建時速200km客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定、鐵路路基施工規(guī)范及其他相關規(guī)范、標準的要求。（基床底層填料選擇A、B組填料或改良土；路堤本體填筑選擇A、B組填料及C組填料中的塊石、碎石、礫石等填料）依據(jù)土石方調(diào)配方案，試驗段土源定于K633+820K633+040段路基挖方。對填方土進行取樣后，分別進行顆粒篩分、土壤液、塑限、自由膨脹率、標準擊實等試驗以鑒定

10、土壤類別并確定指導現(xiàn)場施工的相關指標。依據(jù)取樣檢測表明，該土源為B組填料。（詳見編號為T2004-02-001、T2004-02-002的土工試驗報告）5.5棄土場選擇因基底處理需挖除大量非適用路基填料的種植土及淤泥質(zhì)土，故需選取合適的地點作為棄土場地。本著環(huán)保、經(jīng)濟、合理的原則，經(jīng)多次實地勘察，在本試驗段方圓10km范圍內(nèi)未發(fā)覺適用的棄土場，只有在K648+876處的汾河大橋上游岸邊有一個多年廢棄的水塘適用，可以聯(lián)系征用，儲量約5000m3，運距15km。5.6填前碾壓基底處理完成后，進行路基基床以下部分填筑。基底經(jīng)晾曬待含水量相宜時進行填前碾壓，達到規(guī)定的壓實度。本段填高均大于1.5米，填

11、前碾壓要求達到重型擊實試驗的82%。5.7、斷面復測填前碾壓完成并閱歷收達規(guī)定的壓實度后，對原地面進行斷面測量，以確定填方工程數(shù)量并作為以后計量支付的依據(jù)。斷面經(jīng)監(jiān)理工程師復核簽字認可后即可測設路基坡腳線及中線。6填筑施工方法本次試驗段施工內(nèi)容包括基底換填、路堤本體填筑和基床底層填筑。 6.1填料來源和挖運方法基底原位測試挖除非適用土基底承載力測試埋設沉降觀測樁分層填筑碾壓檢測沉降觀測本段土源來自于K633+820-K633+040線路經(jīng)過處的山坡挖方，對該挖方段進行表土清理、樹根挖除、清理非適用材料的工作，（該取土場已經(jīng)中心試驗室取樣試驗，試驗結果表明土質(zhì)滿意填方要求,土源土樣各種試驗記錄、

12、報告齊全）。依據(jù)土石方調(diào)配圖方案，試驗段土石方開挖由K633+820處往K633+040方向倒退開挖。施工便道利用K633+020K633+800處的既有機耕道，并用碎石土修整既有路面?，F(xiàn)場施工用電采納自備75kW發(fā)電機一臺，施工用水由線路右側河道內(nèi)接入。如圖：6.2工藝概述6.2.1基底換填挖掘機挖土，自卸汽車運輸至棄土場，推土機整平。棄土場綠化。6.2.2路基填筑挖掘機挖裝，自卸汽車運輸，按放樣寬度及松鋪厚度限制卸土量，檢查含水量，含水量相宜時推土機攤鋪整平，松鋪厚度及平整度符合要求后用壓路機按規(guī)定碾壓。按以往施工閱歷，一般碾壓三遍后起先檢查壓實度，之后每增加碾壓一遍即檢查一次壓實度，直至

13、達到要求的壓實度標準。6.3卸土限制填筑前首先放出線路中樁和填筑邊線，每10m釘出邊線木樁，為保證路基邊緣的壓實度，邊線應比設計線每邊寬出30cm。按自卸汽車每車的方量和松鋪厚度計算每10延長米范圍內(nèi)的卸土車數(shù)，以達到限制松鋪厚度的目地。6.4埋設沉降樁開挖基底經(jīng)碾壓檢測合格后，按20m間距在線路上埋設沉降觀測樁， 埋設位置分別為K633+240、K633+260、K633+280、K633+300、K633+320、K633+340、K633+360、K633+380中心處。沉降觀測樁由沉降底板、測桿、套管、套管接頭、套管蓋板、測桿頭組成。沉降板由鋼筋混凝土制成，尺寸為500mm×

14、500mm×30mm，用C15混凝土預制。測桿采納40mm鋼管制成，一端為外絲，另一端為內(nèi)絲，每根長為50cm，套管采納塑料管。工作原理：埋在地表的沉降底板隨地基沉降而下沉，通過連接在上面的測桿的傳遞測量其高程，測桿高程減去桿長即為沉降板高程，每次沉降差就是地表沉降值。6.5攤鋪整平本試驗段中基底換填滲水土、路堤本體及基床底層填料均采納同一種填料。首先檢查填料的含水量，當填料含水量和其最佳含水量之差不超過2%時馬上予以攤鋪整平，本次試驗段按松鋪厚度30cm、40cm、50cm分別進行試驗。填料的攤鋪采納推土機，保證每一填層的平整度及層厚的勻稱，攤平過程中不斷用鐵鍬挖洞檢查松鋪厚度。原

15、則上每一層填筑時均須形成2%4%的人字形橫坡，有困難時可在基床底層逐步形成。在相鄰兩區(qū)段上下兩層填筑接頭處須錯開不小于3m的距離。在沉降觀測樁四周1m范圍內(nèi)的路基采納人工填筑整平。6.6碾壓攤鋪整平后，松鋪厚度、平整度和含水量符合要求即起先碾壓。本試驗段采納18T(激振力為36T)振動壓路機兩臺，兩臺壓路機以中線為界，各壓半輻路基寬度，分別記錄各自的碾壓遍數(shù)及碾壓速度。碾壓時實行從兩側向中心的依次，縱向進退式碾壓，行和行輪跡重疊0.20.3cm，橫向同層接頭處重疊0.40.5m，相鄰兩區(qū)段縱向重疊1.01.5m，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓的勻稱性。碾壓方法為：靜壓一遍，弱振碾壓一遍，強振碾

16、壓26遍（同步檢測結果定），弱振碾壓一遍，最終再靜壓一遍消退輪跡。即：靜壓、弱振、強振、弱振、靜壓。碾壓行駛速度起先時用慢速（宜為2-3km/h），最大速度不超過4km/h。6.7壓實檢測在每一填層碾壓三遍后即用K30平板載荷儀、核子密度濕度儀檢測地基系數(shù)K30、孔隙率n。在運用核子密度濕度儀進行檢測的同時，采納灌砂法（或灌水法）進行平行對比試驗，以核準核子密度濕度儀的測試數(shù)據(jù)，檢測頻率為每層每遍（自碾壓三遍后起先）18個點，直至達到90%的壓實度。試驗過程中支配技術人員、檢測人員記錄壓路機的碾壓速度、碾壓依次、碾壓遍數(shù)及壓實度檢測等狀況，以便整理出指導大面積路基填筑施工的總結報告。試驗段第一

17、層達90%的壓實度，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查同意后，在其上進行壓實度為93%和95%的壓實試驗，從而確定填料在相宜的含水量和合適的松鋪厚時，不同噸位的壓實機械達到90%、93%、95%的壓實度時相應的碾壓遍數(shù)，最佳施工組織。7 路基凍害的探討7.1 基本的凍害狀況自2005年至2010年的k633一k634的凍脹量測量結果由侯馬北工務段供應數(shù)據(jù)信息，其中以1998年凍脹量為最大(50llun)，一般狀況為3Ollirn，測量以道尺為基準，每根軌測量三點，測量數(shù)據(jù)為相鄰道軌的高差，實際凍脹量大于測量數(shù)據(jù)(具體的凍害登記表數(shù)據(jù)太多這里沒有列出，只對數(shù)據(jù)進行了分析)。7.2 凍害成因的分析1、該段線路目前路

18、塹兩側排水溝均為干砌片石，深50cm，順坡砌筑，由于塊石之間的寬度不等的縫隙沒有水泥漿填充，多年雨水沖刷使溝底和溝側形成空洞，由于路塹的標凹凸于自然地面，客觀成為地表水的集水坑，側溝水不利，雨水雪水自溝底的溝側洞窟通過路基使路基土在雨水集中季節(jié)大量蓄水，為冬季土中水冷結成冰引起凍害供應了物質(zhì)基礎。2、路基土承載力不足且為凍脹土:K633+855處可明顯見到軌枕上附著泥漿，經(jīng)地質(zhì)勘查地下水位一3.2m，3.8m以上土層為黃色軟可塑，可塑粉質(zhì)粘土，w=26.7%，Ic二0.71在夏季動荷載作用下土體承載力不足，土體便擠壓泥漿向上運動，冬季土中脹力作用便土體上抬，軌道路面形成三角坑。依據(jù)最高水位條件

19、的凍脹量可知路基土的凍脹率3.8%，是凍脹性土，其凍脹力為st/mZ。7.3 整治原則側溝排水和石灰碎石樁復合地基聯(lián)合運用的原則:側溝排水是用來削減土體的含水量:由于路塹的標凹凸于自然地面，當大量雨水雪水集中排泄時，水向低處流，使路塹路基成為漫水路基，因此即時通暢的將地表水排至路塹之外使路基土不長期浸泡是削減土體含水理的極重要措施。結合提速后路肩加寬的要求，可采納漿砌片時，預制鹼溝渠等方法，特殊是溫度伸縮縫，溝底面肯定要處理好縫隙，避開形成洞窟，如有可能實行懸臂式溝槽措施也可考慮;石灰碎石樁復合地基是提高路基承載力的有效方法:石灰碎石樁采納擠擴式打人樁，如圖所示:夯擴樁示意圖樁頂5Ocm采納素

20、硅封頂，防止雨水浸入避開引起樁體失效，該復合地基將火車荷載傳給剛度大的石灰碎石樁，削減土體的受力，限制變形，同時石灰汲取土中水分;膨脹擠壓土體，使?jié)裢林写嫠紫断鳒p，孔隙率降低，引起凍脹的水量自然降低，凍脹量也就減輕。填料中碎石和水泥，粉煤灰形成類似素硅的固體，樁土應力比增大，承載力提高，樁位布置見附圖。其施工或采納人工或機械，該方法具有各樁位同時施工，技術簡潔易行速度快效果好的特點。夯填厚度要求每次不大于50cm。7.4 整治方法的檢算（一）檢算的基本依據(jù)1、采納石灰碎石擠密樁，樁長按2.2m2、現(xiàn)場勘測的地基土相關的試驗數(shù)據(jù)。3、鐵路特殊土路基設計規(guī)則(TBJ35一92)等規(guī)范。(二)、檢

21、算的項目l、分別按樁徑為2OOmm、250mm、3O0mm試算，然后分析結果，比較篩選，選擇處理方案。2、樁布置考慮每根枕木配置4根或6根。由于樁布置的連續(xù)性和重復性，計算時取一個設計單元為對象，尺寸如圖標注。3、檢算地基土的平均凍脹量，即各段路基勘察數(shù)據(jù)W、wp在該路段內(nèi)的平均值。4、檢算地基土的最大凍脹量，即各段路基勘察數(shù)據(jù)W隨機出現(xiàn)的較基四周凍脹量的大值。5、計算只考慮擠土樁干脆擠土所削減的孔隙比，而不考慮石灰吸水削減的水含量和因石灰吸水膨脹壓縮的孔隙量，也沒有計算擠土樁的承載力。6、凍脹率幾由室內(nèi)試驗公式=0.8(W一Wp)求得。（三）、檢算l、原狀土的平均凍脹量和最大凍脹量。2、當按

22、每排4根樁布置時，樁徑為200mm、250Imm、300mm處理后的平均凍脹量和最大凍脹量。(l)、當樁徑為200mm時(樁數(shù)4根)病害路段的、p取平均值時:=21.52%；p=16.7%(2)、當樁徑為250nun時(樁數(shù)4根) .病害路段的w、w尸取平均值時:(3)、當樁徑為300mm時(樁數(shù)4根)7.5整治結果的評價通過上述計算，該段路基處理前和處理后的平均凍脹量和最大凍脹量列于表3表3：四種方法布樁成果比較表樁徑200mm250mm250mm300mm樁長2.2m2.2m2.2m2.2m樁數(shù)4464處理前的平均凍脹量85mm85mm85mm85mm處理后的平均凍脹量45mm28mm處理

23、前的最大凍脹量169mm169mm169mm169mm處理后的最大凍脹量116mm86mm10.6mm17.6mm通過上述計算得知，樁徑25Omm、樁數(shù)6根和樁徑300mm、樁數(shù)4根兩種擠土樁的處理方法效果明顯，考慮到枕間凈距0.368m對直徑300mm的樁會造成施工上的不便，建議采納樁徑250mm、樁數(shù)6根的三灰碎石擠土樁為處理方法;此外，還應在設計時考慮到過渡段。8試驗成果1、對不同填層厚度，不同碾壓編數(shù)的檢測數(shù)據(jù)進行整理分析，繪出碾壓遍數(shù)和K30值和孔隙率n值改變曲線關系圖，確定出不同填層厚度的碾壓遍數(shù)。2、對不同填層厚度的合理碾壓遍數(shù)進行技術經(jīng)濟分析比較，確定最優(yōu)的填層厚度和碾壓遍數(shù)。3、依據(jù)沉降觀測結果計算整理觀測數(shù)據(jù)，繪制填筑日期和沉降量的關系曲線圖，以評估工后沉降是否能滿意設計要求。4、對路基病害進行整治計算，設計該段路基處理前和處理后的平均凍脹量和最大凍脹量。5、將以上各種施工記錄和檢測數(shù)據(jù)加以歸納總結，寫出試驗報告，