高速鐵路工程路基填筑施工工藝

XX高速鐵路XX+465.53～XX+332段大部分為丘陵緩坡，巖層多為裸露花崗片麻巖，局部覆蓋粉質(zhì)粘土。按照設(shè)計圖紙，本段路基總長約4.44km，其中挖方約65.6萬m3，填方約29萬m3，B組填料均來自相應段挖方料，均為碎石類土；共計46處過渡段，含路堤與橋臺、路堤與涵洞、路堤與隧道、路堤與路塹等過渡段類型。路基填筑包括：基床表層、基床底層及基床以下路堤填筑，其中含過渡段填筑。基床表層厚度為40cm，采用級配碎石填筑；基床底層厚度為2.3m，采用A、B組填料或改良土填筑；基床以下路堤為A、B、C組填料或改良土填筑。路基結(jié)構(gòu)型式見如下示意圖。2.1基床底層及以下路堤B組填料填筑施工工藝2.1.1填筑施工工藝流程基床底層及以下路堤填筑按“三階段、四區(qū)段、八流程”的施工工藝組織施工。填筑施工工藝流程框圖準備階段準備階段施工階段整修驗收階段填土區(qū)段平整區(qū)段碾壓區(qū)段檢測區(qū)段路基整修施工準備網(wǎng)格分層填筑攤鋪整平灑水晾曬碾壓夯實基底處理檢驗填至頂層不合格合格，填筑下層2.1.2施工方法（1）施工準備階段1）排水溝施工沿地界線挖出排水溝，排除原地面積水，形成臨時排水系統(tǒng)，達到永臨結(jié)合。2）基底處理人工配合推土機、挖掘機將原地面雜草、樹根及表層軟土等清理干凈，并清土至設(shè)計高程，將棄土用自卸車運送至指定棄碴場；再用推土機將原地面從線路中心至兩側(cè)按4%的橫坡進行整平、壓路機靜壓，并在路基兩側(cè)挖出排水溝。3）根據(jù)設(shè)計及《客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》，清表靜壓之后按要求進行基底觸探試驗，地基應滿足Ps≥1.8Mpa或[σ]≥0.2Mpa。4）地面橫坡大于1:5時，原地面挖臺階，臺階寬度不小于2m，臺階高度略大于鋪層厚度。當基巖面上的覆蓋層較薄時，先清除覆蓋層再挖臺階。當覆蓋層較厚且穩(wěn)定時，在原地面挖臺階后填筑路堤。5）對基底土進行晾曬或加水處理，待含水量達到試驗確定的最佳含水量時，再進行填前碾壓達到規(guī)定的壓實度。（2）施工階段1）網(wǎng)格法分層填筑首先測出下承層標高，依據(jù)設(shè)計資料精確測放路基邊線及線路中心線，采用插標桿或打樁標識：直線地段每20m釘出一個樁，曲線地段每10m一個樁。為保證路基邊緣的壓實度，邊線應比設(shè)計線每邊寬出50cm。在場地中劃出5m×6m方格網(wǎng)，并用白灰灑出網(wǎng)格，人工堆設(shè)層厚控制土墩，按自卸汽車每車的方量和松鋪厚度，計算每方格范圍內(nèi)的卸土車數(shù)，以便現(xiàn)場領(lǐng)工員指揮車輛進行按順序傾倒填料，根據(jù)現(xiàn)場地形由低向高分層進行填筑。2）攤鋪平整為保證每填層的平整度及層厚的均勻，路基邊線以標桿為準，每隔15米釘攤鋪層厚樁，在樁上用紅油漆標出松鋪厚度，以便進行厚度檢查核實；中間部位厚度用土墩控制，并用鋼釬測量。根據(jù)工藝試驗結(jié)果，確定基床以下路堤及基床底層B組填料碎石類土填筑攤鋪厚度為35cm。先用推土機沿路堤縱向由兩側(cè)向中間進行初平，再用平地機由中間向兩側(cè)縱向平整2～4遍，靜壓一遍后再采用水準測量指導平地機精平作業(yè)，人工配合低墊高鏟，清除多余填料。填料在攤鋪過程中，容易出現(xiàn)大顆粒骨料集中現(xiàn)象，在推土機和平地機攤鋪工程中，輔以以人工配合，對大顆粒骨料集中地方進行二次拌和或撒細顆粒以確保所攤鋪的填料均勻填料攤鋪平整，在沉降觀測樁1m范圍內(nèi)路基采用人工填筑整平。每一層填筑形成4%的橫向排水坡，按設(shè)計要求控制線路縱坡。3）灑水或晾曬當B組填料含水量不能滿足要求時，須在路基上采用翻曬或灑水補水等措施調(diào)整填料含水量，使路堤填料含水量控制在最佳含水量的+2%之內(nèi)。4）碾壓夯實攤鋪整平后，松鋪厚度、平整度和含水量符合要求即開始碾壓。根據(jù)工藝性試驗確定的施工參數(shù)，采用20-22t振動壓路機進行壓實，以中線為界，半幅路基寬度進行碾壓。碾壓方法為：第一遍靜壓，然后先慢后快，由弱振至強振，達到壓實遍數(shù)后用平地機刮平表面，然后采用靜壓的方法將路面處理平順光滑。碾壓時采取從兩側(cè)向中心的順序，縱向進退式碾壓，行與行輪跡重疊0.4m，縱向搭接長度不小于2.0m，上、下兩層填筑接頭錯開不小于3.0m，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓的均勻性。禁止橫向碾壓路基和在路基上隨意轉(zhuǎn)彎。碾壓行駛速度宜控制在2-3km/h，最大速度不超過4km/h。碾壓過程中，應保護好沉降板（桿）不受機械損壞，沉降板周圍1m范圍內(nèi)采用人工填筑壓實。3.2基床表層填筑施工工藝3.2.1基床表層級配碎石填筑施工工藝流程框圖為保證基床表層施工質(zhì)量，每一填筑區(qū)段不少于200m，并嚴格按“四區(qū)段、八流程”施工工藝組織施工，各區(qū)段或流程內(nèi)嚴禁幾種作業(yè)交叉進行。其施工工藝流程框圖如下：拌合運輸區(qū)段驗收基床底層區(qū)段攤鋪碾壓區(qū)段檢測修整區(qū)段修整養(yǎng)護測量放樣檢驗拌合運輸區(qū)段驗收基床底層區(qū)段攤鋪碾壓區(qū)段檢測修整區(qū)段修整養(yǎng)護測量放樣檢驗拌合運輸攤鋪碾壓夯實修正基床底層檢驗填至頂層不合格合格，填筑下層3.2.2施工方法（1）根據(jù)設(shè)計精確測放的路基邊線及線路中心線，打樁標示：直線地段每10m一個樁，曲線地段每5m一個樁，并在樁間掛線標示出填料分層攤鋪厚度。（2）級配碎石拌制：級配碎石拌合料在級配料拌合站集中進行拌制，拌合料需拌制均勻，采用不同粒徑的碎石和石屑，按試驗室的配合比成果進行拌制。（3）級配碎石運輸：汽車裝料時，車要有規(guī)律的移動，使拌合料在裝車時不致產(chǎn)生離析，車輛運輸過程中用防水篷布覆蓋；將級配碎石生產(chǎn)廠拌和好的級配碎石混合料用自卸汽車快速運輸至現(xiàn)場，防止水分蒸發(fā)損失過多。（4）采用攤鋪機按工藝試驗確定的攤鋪厚度攤鋪，曲線超高段將超高均勻分攤到每層上，但每層厚度不宜超過25cm，且應保證每層的最小填筑壓實厚度不小于15cm。攤鋪前根據(jù)測量標線調(diào)整好攤鋪機左右的控制高度。（5）攤鋪時，在攤鋪機后面配備人員及時消除粗細集料離析現(xiàn)象。對于粗集料“窩”和粗集料“帶”，應添加細集料并拌和均勻；對于細集料“窩”，應添加粗集料并拌和均勻。攤鋪時為保證基床表層邊緣碾壓密實，滿足要求的壓實度，其兩側(cè)應各加寬50cm攤鋪。（6）整形后，當表面尚處于濕潤狀態(tài)時應立即進行碾壓。如表面水分蒸發(fā)較多、明顯干燥失水時，應在其表面噴灑適量水分，再進行碾壓。用平地機攤鋪的地段，應用輪胎壓路機快速碾壓一遍，暴露的潛在不平整再用平地機整平和整形。加入水泥的級配碎石混合料宜在2h內(nèi)使用完畢。（7）碾壓時，應采用先靜壓，后弱振，再強振的方式，最后靜壓收光。碾壓遍數(shù)根據(jù)試驗參數(shù)確定。直線地段應由兩側(cè)路肩開始向路中心碾壓，曲線地段應由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進行碾壓。壓路機的碾壓行駛速度開始采用慢速，以后幾遍逐漸加快，但最大速度不超過4km/h。（8）橫向接縫處填料應翻挖并與新鋪的填料混合均勻后再進行碾壓，并注意調(diào)整其含水率，縱向應避免工作縫。（9）表面修整養(yǎng)護。局部表面不平整，要灑水補平并補壓，使其外形質(zhì)量達到設(shè)計要求。已施工的基床表層禁止任何車輛通行，防止表層擾動破壞。完工后，應覆蓋或灑水養(yǎng)護不少于7d。3.3過渡段填筑施工工藝為保證路基的縱向剛度均勻性變化，在軌道基礎(chǔ)豎向剛度出現(xiàn)突變的路基與橋臺、路基與涵洞、路基與路塹、路基與隧道等分界處均設(shè)置了相應的過渡結(jié)構(gòu)。3.3.1過渡段施工工藝流程過渡段施工工藝流程框圖過渡段施工工藝流程框圖測量放線平地機整型碾壓晾曬或灑水翻拌含水量測定推土機攤平軟透水管埋設(shè)養(yǎng)護等強涵洞基坑澆筑分層填筑填料運輸基礎(chǔ)清理、處理施工準備試驗檢測檢查簽證整形否否是是3.3.2施工方法（1）路堤與橋臺過渡段級配碎石采用分層填筑，每層鋪設(shè)厚度為35cm，壓實后為30cm，即壓實前是壓實后的1.17倍。碾壓遍數(shù)根據(jù)試驗參數(shù)確定。橋臺后2.0m范圍外大型壓路機能碾壓到的部位應采用大型壓路機械碾壓，大型壓路機碾壓不到的部位及在臺后2.0m范圍內(nèi)應采用小型振動壓實設(shè)備進行壓實。在錐體與橋臺之間，自基底開始，高度至橋臺頂面、基礎(chǔ)襟邊上面及四面臺身與錐體、路基基礎(chǔ)部分均設(shè)置厚度10cm空心磚隔離層，應與錐體填筑同步進行。（2）路堤與橫向結(jié)構(gòu)物過渡段過渡段級配碎石施工方法與要求同橋臺過渡段施工，且每壓實層路拱坡面符合設(shè)計要求，無積水現(xiàn)象。橫向結(jié)構(gòu)物兩端的過渡段填筑對稱進行，并與相鄰路堤同步施工。（3）路堤與路塹過渡段過渡段填筑前，應平整地面表面，碾壓密實，并應挖除路塹交界坡面的表層松土。基床以下部分順原地面縱向挖成1：2～1：5的坡面，坡面上開挖臺階，臺階高度0.6m。其開挖部分填筑要求同路堤，并在塹堤過渡分界處路塹側(cè)基床表層以下橫向排水砂溝內(nèi)設(shè)置直徑為100mm軟式排水管。（4）路塹與隧道過渡段土質(zhì)、軟質(zhì)巖及強風化硬質(zhì)巖路塹與隧道連接處，在路塹基床范圍內(nèi)設(shè)置過渡段，采用級配碎石摻入5%水泥厚度漸變過渡的型式。過渡段長度不小于20m，厚度從仰拱厚度漸變到基床表層厚度0.4m。過渡段基床表層以下需換填AB組土范圍內(nèi)，嚴格按靜壓、弱振、強振、靜壓收面、靜壓的施工順序按網(wǎng)格法進行填筑。地基處理完成檢測合格后，填筑摻入5%水泥的級配碎石，施工方法、工藝與基床表層摻入水泥級配碎石填筑相同。在路基填筑過程中，要加強標高、中線至邊線的寬度、縱橫坡坡度、平整度等外觀質(zhì)量指標的控制；壓實完成后要及時進行效果檢測，一是進行外觀質(zhì)量指標的檢測，檢測結(jié)果應符合鐵道部頒布的《客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》（鐵建設(shè)[2005]160號）相關(guān)標準；二是進行試驗檢測。下面，將著重闡述試驗檢測方法。4.1檢測項目路基壓實質(zhì)量應同時滿足密度指標和剛度指標的規(guī)定。密度指標是指壓實系數(shù)K和空隙率n兩項指標，剛度指標是指地基系數(shù)K30、變形模量Ev2（Ev2/Ev1）、動態(tài)變形模量Evd三項指標，其檢測結(jié)果應符合《客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》（鐵建設(shè)[2005]160號）相關(guān)標準。4.2檢測方法4.2.1地基系數(shù)K30試驗（1）檢測儀器本試驗采用儀器包括：剛性承壓板、千斤頂、百分表或位移傳感器、基準支架和反力裝置。（2）現(xiàn)場檢測1）場地測試面應進行平整，并使用毛刷掃去表面松土。當測試面處于斜坡上時，應將承載板支撐面做成水平面。安裝加載裝置和測量裝置根據(jù)測試要求合理選擇測點位置。2）平整試驗場地：應注意保持試驗主體的原始狀態(tài)，特別要避免松動大顆粒的碎石或石塊；將承載板放置于測試地面上，應使承載板與地面良好接觸，必要時可鋪設(shè)一薄層干燥砂（2～3mm）。安裝時不得對測點表面進行壓實。3）放置承壓板：利用承載板上水準泡或水平尺來調(diào)整承載板水平。將反力裝置承載部位安置于承載板上方，并加以制動。承載板外側(cè)邊緣與反力裝置支撐點之間的距離不得小于1m。將千斤頂放在承載板的中心位置，使千斤頂保持垂直，用加長桿和調(diào)節(jié)絲桿使千斤頂頂端球鉸座與反力裝置承載部位緊貼，組裝時應保持千斤頂垂直不出現(xiàn)傾斜。4）安置測橋。測橋支撐座應設(shè)置在距離荷載板外側(cè)邊緣及反力裝置支撐點1m以外，測表的安放必須相互對稱，并且應與荷載板中心保持等距離。5）加載試驗預先加0.01MPa荷載約30s，穩(wěn)定后卸除荷載，讀取百分表讀數(shù)作為下沉量的初始讀數(shù)或?qū)俜直碚{(diào)零。以0.04MPa的增量逐級加載，每增加一級荷載，當1min的沉降量不大于該級荷載產(chǎn)生的沉降量的1%時，讀取荷載強度和下沉量讀數(shù)，然后增加下一級荷載。當總下沉量超過規(guī)定的基準值（1.25mm）,或荷載強度超過估計的現(xiàn)場實際最大接觸壓力，或達到地基的屈服點，試驗即可終止。6）試驗點下的下挖工作：當試驗過程出現(xiàn)異常時（如荷載板嚴重傾斜，荷載板過度下沉），應將試驗點下挖相當于荷載板直徑的深度，重新進行試驗。如遇到石塊，或不太密實或含水很多或含水很少的土時，均應在試驗記錄中注明。（3）資料處理根據(jù)試驗結(jié)果繪制荷載強度與下沉量關(guān)系曲線，并按照相關(guān)公式計算出地基系數(shù)。（4）誤差校正：由被測土體表面狀態(tài)影響，所出現(xiàn)的隨機誤差可通過作圖或K30ADTUST程序進行校正。4.2.2靜態(tài)變形模量Ev2試驗（1）檢測儀器變形模量Ev2測試儀器應包括承載板、反力裝置、加載裝置、荷載量測裝置及沉降量測裝置。輔助工具包括：鐵鍬、鋼板尺、毛刷、刮鏟、水平尺、干燥中砂等。（2）現(xiàn)場檢測場地測試面應進行平整，并使用毛刷掃去表面松土。當測試面處于斜坡上時，應將荷載板支撐面做成水平面。測試儀器安置應符合下列要求：1）將承載板放置于測試點上，使承載板與地面完全接觸，必要時可鋪設(shè)一薄層干燥砂2～3mm或石膏膩子。同時利用承載板上水準泡或水準儀來調(diào)整承載板水平。當用石膏膩子做墊層時，應在承載板底面上抹一層油膜，然后將承載板安放在石膏層上，左右轉(zhuǎn)動承載板并輕輕擊打頂面。使其與地面完全接觸，被擠出的石膏應在凝固前清除，直至石膏凝固以后方可進行測試。2）將反力裝置承載部位安置于承載板上方，并加以制動。承載板外側(cè)邊緣與反力裝置支撐點之間的距離不得小于0.75m。3）將千斤頂放在承載板的中心位置，使千斤頂保持垂直。用加長桿和調(diào)節(jié)絲桿使千斤頂頂端球鉸座與反力裝置承載部位緊貼。4）安置測橋時應將沉降量測裝置的觸點自由地放入承載板上測量孔的中心位置，沉降量測表必須與測試面垂直。測橋支承座與反力裝置支撐點的距離不得小于1.25m。5）試驗過程中測測橋和反力力裝置不得得晃動。6）沉降量測裝置置應有遮陽陽擋風設(shè)施施。預加載時，應預預先加0.011MPa荷載約30s，待穩(wěn)定定后卸除荷荷載，將沉沉降量測表表讀數(shù)調(diào)零零。加載與卸載應符符合下列要要求：1）變形模量Evv2試驗第第一次加載載應分為6級，并以以大致相等等的荷載增增量（0.088MPa）逐級加加載，達到到最大荷載載為0.5MPa或沉降量量達到5mmm時所對對應的應力力后，再進進行卸載。2）承載板卸載應應按最大荷荷載的50%、25%、0三級進行行。3）卸載后，按照照第一次加加載的操作作步驟，并并保持與第第一次加載載時各級相相同的荷載載進行第二二次加載，直直至第一次次所加最大大荷載的倒倒數(shù)第二級級。4）每級加載或卸卸載過程必必須在1min內(nèi)完成。5）加載或卸載時時，每級荷荷載的保持持時間為2min，在該過過程中荷載載應保持恒恒定。6）試驗中若施加加了比預定定荷載大的的荷載時，應應保持該荷荷載，并將將其記錄在在試驗記錄錄表格中，加加以注明。當試驗過程中出出現(xiàn)承載板板嚴重傾斜斜，以至水水準泡上的的氣泡不能能與圓圈標標志重合或或承載板過過度下沉及及量測數(shù)據(jù)據(jù)出現(xiàn)異常常等情況時時，應查明明原因，另另選點進行行試驗，并并在試驗記記錄表中注注明。（3）資料處理：根據(jù)據(jù)試驗結(jié)果果繪制應力力-沉降量曲曲線，應力力-沉降量曲曲線上應用用箭頭標明明受力方向向。4.2.3動態(tài)態(tài)變形模量量Evd試驗（1）檢測儀器動態(tài)變形模量測測試儀器由由加載裝置置、荷載板板和沉陷測測定儀三部部分組成。（2）現(xiàn)場檢測測試前的準備工工作1）測試面必須用用工具或者者通過荷載載板的轉(zhuǎn)動動、推移來來整平。如如果還達不不到要求的的平整度，那那么也可用用少量的細細砂或中砂砂補平。2）必須檢查導向向桿的垂直直度和測試試面的傾斜斜度不大于于50。3）必須嚴格檢查查儀器標明明的落距。測試步驟1）將荷載板輕輕輕放置在準準備好的測測試面上，安安裝上導向向桿并保持持其垂直。2）將落錘提升至至脫鉤裝置置的臨界點點位置，然然后讓落錘錘自由落下下，在阻尼尼裝置上產(chǎn)產(chǎn)生沖擊力力后再將彈彈回的落錘錘抓住。3）以上述2）的的方式首先先進行一次次沖擊（即即預沖擊），目目的是消除除在結(jié)果上上可能產(chǎn)生生的塑性變變形的影響響，并可使使荷載板下下得到精確確的平整面面。4）按2）的方式進行三三次測試沖沖擊。測試試時可通過過腳踩固定定來避免荷荷載板的移移動和跳躍躍。5）測試時，應記記錄每個測測點的工程程名稱、檢檢測部位、檢檢測時間、土土的種類、含含水率以及及相關(guān)的參參數(shù)。測試結(jié)果按平板板壓力公式式Evd=222.5/SS計算。4.2.4孔隙隙率n孔隙率檢測有兩兩種方法：：灌水法試試驗和灌砂砂法試驗。（1）灌水法檢測儀器本試驗采用儀器器設(shè)備包括括：儲水筒筒、臺秤、塑塑料薄膜袋袋（由聚氯氯乙烯薄膜膜制成）、水水準尺、鋼鋼卷尺、鐵鐵鍬、盛土土容器等。現(xiàn)場檢測1）將選定試驗坑坑位置處的的地面鏟平平，其面積積略大于試試驗坑直徑徑150mm