秦沈客运专线路基工程施工新技术应用实例.pdf

第七章!秦沈客运专线路基 工程施工新技术应用实例 第一节!概述 秦沈铁路客运专线是我国第一条全线一次铺成双线跨区间无缝线路! 也是我国第一 条铁路客运专线! 其开通时速! “ “ 5 -! 正式营运时速! “ “5 -以上! 其中山“ 海关# 绥“ 中# 段“q #!q 3标段# 为时速% “ “ 5 -的综合试验段$ 中国铁道建筑总公司所属的中铁十一% 十二% 十四% 十五% 十六% 十七% 十八% 十九局集 团公司承担了秦沈铁路客运专线q #!q $标段及q # 4标段的路基工程施工! 其中q #标 段_ . % ,=“ “ “!_ . 3 “=“ “ “为秦沈客运专线西部路基试验段! 承担秦沈客运专线路基 填筑工艺试验任务$中铁十三% 二十局集团公司在总公司的安排下以劳务分包方式分别 参加了q 3和q 4标段的路基工程施工$ 一! 技术标准 “ 一# 全线主要技术标准 #7线路类别2;#;#确定# 表!;2;#;#曲线地段路基加宽值 曲线半径2;#;# 图!;2;#;#!路堤标准横断面! 单位“-# $ !% 石质路堑 标准断面见图!;2;#;!# $ % 土质路堑 标准断面见图!;2;#;%# $#2;#;!硬质岩石路堑标准横断面! 单位“-# 图!;2;#;%!土质路堑标准横断面! 单位“-# 37基床 ! #“ 基床由表层与底层组成#表层厚“7 , -$ 底层厚#7 $ -$ 总厚度为!7 +-# ! !“ 基床表层采用级配碎石$ 其材料规格及压实标准应符合下列规定% #材料粒径2;#;!的规定# , %$2;#;! 级配碎石基床表层厚度及压实标准 填料厚度!- 压实标准 地基系数.% “! “8#$ 孔隙率,!6 适用范围 级配碎石 “7 , “# $ “%# + 路堤 级配碎石 “7 + “# $ “%# + 易分化的软质岩% 分化严重的硬质岩及土质路堑 中粗砂 “7 # “# % “%# + !注! 孔隙率,采用毛体积密度计算“ 其计算式为,! + “# “ “ “ % “!# “ “ *):! 北京人民矿山机械厂破碎大料 二筛分设备 # 给料机 0 ,! “ “!3 “ “ *):# 北京人民矿山机械厂装送毛料 ! 皮带机 b 4 “ “# 48! “ “!3 “ “ *):3 北京人民矿山机械厂输料 % 皮带机 b + “ “# +8! “ “!3 “ “ *):% 北京人民矿山机械厂输料 3 振动筛 _ # 4 “ “+ “ “ “ ! “ “!3 “ “ *):# 北京人民矿山机械厂筛分3 ) -及以下的成品料 + 振动筛 ! _ ! + + “+ “ “ “! “ “!3 “ “ *):# 北京人民矿山机械厂双层! 把成品料分三种规格 三拌和设备 a_ b % “ “ q 按配比需求拌成级配碎石 # 配料仓 ,- % ! “ “!3 “ “ *):3 山东维坊通用机械有限责任公司配料 ! 皮带秤 b 4 “ “%7 +8! “ “!3 “ “ *):3 山东维坊通用机械有限责任公司配料 * *% * 序号设备名称规格型号生产能力数量生产厂家生产过程中的作用 % 皮带秤 b 4 “ “! “8! “ “!3 “ “ *!:! 山东维坊通用机械有限责任公司输料 3 搅拌机 ! “ “!3 “ “*!:# 山东维坊通用机械有限责任公司搅拌 + 储料仓 , - % ! “ “!3 “ “ *!:# 山东维坊通用机械有限责任公司储料 四配套设备 # 装载机 3 “ b% 夏工机械厂上料 ! 发电机 ! “ “ 5a=# “ “ 5a#=# 太原备用电源 % 变压器 % “ “ 5 1q# 太原电源 $如需掺加水泥“ 则在拌和过程中一定要控制加水量“ 一般控制在36!46#这不 仅有利于成品料级配良好不易离析“ 而且使级配碎石更容易碾压密实# %填料配比要经过反复试验比选“ 要从$ 暂行规定% 的颗粒级配要求和碾压是否容易 达到质量要求这两方面验证“ 还要兼顾各种集料的生产比例“ 以保证施工质量“ 降低成本# 2;4和表!;2;$# ! 级配碎石摊铺 #一个摊铺作业区段长度以# ! “!# + “ -为宜#摊铺前“ 对下承层进行地基系数复 测“ 对不合格地段进行处理“ 确保下承层无质量隐患# $基床表层分上下两层铺筑#下层虚铺% $ ) -“ 碾压后为% + ) -“ 下层铺筑两侧各超宽 % “ ) -“ 碾压成型后再挖掉) 上层虚铺! 4 ) -“ 碾压后! + ) -“ 铺筑前先砌护肩“ 以便控制路基 面高程#靠护肩% “) -范围“ 用冲击夯夯实# %对摊铺过程中形成的填料窝“ 应在碾压前进行换填处理# % 碾压遍数 #基床表层下层“ 合理的碾压遍数是( 先静压!遍“ 再弱振#遍* 强振%遍* 弱振#遍“ 再静压!遍后平整表面# $基床表层上层“ 合理碾压遍数是( 先静压!遍“ 再弱振#遍* 强振!遍* 弱振#遍“ 最 后静压!遍对表面进行平整收光# 3 施工含水量的控制 #级配碎石铺筑碾压的含水量应在%7 +6以上#含水量小于%7 +6将使级配碎石的 碾压变得很困难“ 难以达到规定的地基系数和孔隙率#考虑运输及填铺过程的水分损失“ 填料出厂时含水量宜提高#6!6# $含水量在%7 +6!+6范围内“ 级配碎石碾压后即可达到较高强度“ 要达到规定的 地基系数所需放置的时间较短#从工序安排角度考虑“ 铺筑基床表层下层宜采用这种含 + !% + 水量填料! %含水量在26!46范围内“ 级配碎石碾压后不能很快达到较高强度“ 要达到规定 的地基系数所需放置时间为% t左右!但是“ 含水量较高有利于碾压时面层收光和板结“ 故此含水量的填料适用于基床表层的上层! +# 质量检测 #!% “检测$ 级配碎石压实后“!% “检测指标能够达到# $ “ 8“ , 4手扶振动压 路机等小型设备进行夯实“ 既可达到压实标准又不影响涵洞稳定!其中“ 冲击夯的作用是 夯实“ 手扶振动压路机的作用是初压找平和终压整平! %采用上述设备组合施工“ 填料的合理虚铺厚度为! + ) -“ 合理的夯实程序为$ 手扶振 动压路机压实!遍=冲击夯3遍=手扶振动压路机压实!遍!松铺系数为#7 % “! 2;!;3! 表!;2;!;3试验用填料性能指标 种类与等级测试项目 细 粒 土 名称 填料 等级 天然含 水量6 比重 液限 6 塑限 6 塑性指数 重型击实 3t - 9 a $r() - ;% 4( o *6 粉黏土 j# %7 2!7 2 #! 27 !# +7 2# #7 +#7 $ ,# “7 4 填 料 土 名称 填料 等级 视比重 3!f $ r() -;% 颗粒分析$ 累计筛余% 6 重型击实 3t - 9 a $r() - ;% 4( o *6 , “ ! “ +7 “!7 “7 +“7 ! +“7 # 中砂土 b!7 , +!7 + “$7 “! “7 4 3 ,7 , + ,7 3 , +7 3!7 “ !# “7 ! 粗砂土 b!7 , +!7 + #%7 4! “7 “ + !7 4 , 27 ! 4 “7 “!7 “ 2$7 , 角砾土 b!7 , 3!7 + # 47 “ 3 !7 + , %7 “ 4 47 + $ ,7 , $ 27 2 $ $7 % 根据) 暂行规定* “ 这两类填料的适用填筑部位及相应压实标准有所不同“ 见表!;2 ;!;+ ( %“ ( 表!;2;!;+试验用填料适用范围及技术标准 填料名称细粒土粗粒土 适用填筑部位基床以下路堤基床以下路堤基床底层 技术标准 !“7 $ “ ,!6%! +%! “ !% “! “8#$“$ “# # “# ! “ “ !$ 施工机械选型配套 秦沈客运专线与过去的铁路相比% 压实标准更高% 要求更严% 击实标准均采用重型击 实% 填料压实系数要求达到“7 $ “!“7 $ +2;!;#和表!;2;!;!# , “ j平 地 机#台% ab # 4 “ % _自行式振动压路机#台%l / # 4 b拖式振动压路机#台# , “ j平 地 机#台% l / # 4 b拖式振动压路机#台# $ # “ 3 # “7 4 ! 3# “ 3“ *%月# 则日生产能力2; ! “$ ! 一般为# “6!% +6! 经室内试验和现场压实试验证明! 具有较好的击实曲线特性! 适 合用压实系数!来检测其压实质量“因此! 用空隙率测试结果与压实系数!的检测标 准相比较! 哪种方法的测试结果与2;3;2路基基床以下外形尺寸检验标准) 频次检验标准的要求$ 表!;2;3;2基床以下检测方法及频数 检测方法检!测!频!数 核子密度仪法每层沿纵向# “ “ -检测+点# 梅花形布置# 距路基边#-处3点# 中间#点 !% “载荷仪法 每填高约“7 $ -# # “ “ -范围内检查!点# 距路基边! -处#点# 中间#点 灌砂法每填高约“7 $ -# ! “ “ -范围内检查#点 + “! + +7检验! 试验及压实标准 “ # 细粒土填料的检验 检测项目为填料的液! 塑限和重型击实效果$ 按+ “ “ “ - % 一次的频数进行检测% “ !# 细粒土路堤压实质量检测方法及要求 路基填土压实的质量检测应随分层填筑碾压层进行%检测方法及要求见表!;2;3 ;2% “ %# 基床以下压实检验标准 基床以下细粒土填料的压实标准见表!;2;3;4% 表!;2;3;4细粒土基床以下路堤压实标准 填料压实标准细粒土 b$j组填料 !% “#“$ “ !“7 $ “ 3# 基床以下路堤外形尺寸检验标准! 频数见表!;2;3;$% 表!;2;3;$基床以下外形尺寸检验标准! 频次 检查项目允许偏差范围频次 中线至边缘高程2;3;# “% 2;3;# “ 细粒土基床底层压实标准 填料厚度!-压实标准细粒土 b组填料#7 $ !% “! “8#$“# # “ !“7 $ + ,!6 37路基整修 基床表层成型后% 其整修应按设计结构尺寸进行% 为保证路基宽度可适 当加宽+) -% 路基整修应达到表!;2;3;# #基床底层外形尺寸检验标准2;3;# #基床底层外形尺寸检验标准! 频数 检查项目允许偏差范围频数 中线至边缘高程!- z+ “ 每# “ “ -用水准仪检查+点 宽度!- 0设计值 每# “ “ -检查%处 横坡 z“7 +6 每# “ “ -检查!个断面 边坡 0%6设计值每# “ “ -检查%处 平整度!- 1# +每# “ “-用!7 +-直尺检查# “点 总厚度 z% “ - 每# “ “ -检查%点 “ 三$ 基床底层施工质量保证措施 #7相邻作业段之间的搭接 路基质量的薄弱环节是相邻作业段的接头部位% 施工中尽量水平分层同步填筑( 施工 中确实不能同步施工的% 在交接处要开挖台阶进行处理) 在已填筑好的路堤端头开挖台 阶% 台阶宽度不小于! -% 高% “ ) -% !7填料的含水量控制 夏季填筑细料土时% 土中水分易被蒸发据我们在,月上旬的试验% 当户外气温为 ! 4h时% 细粒土从摊铺到整平这一时段间% 水分散失约#6左右% 从整平到碾压成形期间 水分将散失“7 36% 因此% 在夏季施工时应考虑采取措施控制填料水分的损失% 并将摊铺 作业尽量安排在日照强度弱的时间内进行 %7采用先进的检测仪器% 如用!% “载荷板检测路基地基系数% 用核子仪检测路基压实 系数和孔隙率% 检测速度快% 数据准确2;3;,% %7施工工艺 同填筑细粒土一样! 粗粒土路基填筑施工也是按 三阶段2;3;# !% 表!;2;3;# !粗粒土基床以下路基压实标准 填料等级压实标准细粒含量大于# “6的粗粒土细粒含量小于# “6的粗粒土 q#$“# # “# # “ ,“6%! + !“7 $ “ # 3$ 路基基床以下外形尺寸检验标准2;3;# %$ 基床底层填筑完成后! 按前述检测方法和频数进行检测# 表!;2;3;# %粗料土基床底层压实标准 填料厚度%-压实标准细粒含量大于# “6的粗粒土细粒含量小于# “6的粗粒土 q!b组填料#7 $ 地基系数!% “% #( “# ! “ “# ! “ !“7 $ + ,%6%! “ 37路基整修基床底层成型后! 其整修应按设计结构尺寸进行! 为保证路基宽度可适当 加宽+ ) -! 路基整修应达到表!;2;3;# #所列基床底层外形尺寸检验标准和检测频数 要求# 2;3;# 3# 表!;2;3;# 3碎石土主要性质 编号填料名称填料等级最佳含水量%6毛体积密度% %( 最大干密度% %( 不均匀系数 # 碎石土 q组# #7 3!7 , #!7 “ #! “ ! 碎石土 q组# “7 !7 + 4!7 “ !# + 2;3;# +“ 基床底层碎石类土填料的压实标准见表! ;2;3;# ,# 表!;2;3;# +碎石类土路基基床以下压实标准 序号项目细粒含量大于# “6的碎石土细粒含量大于# “6的碎石土 #!% “$ %8#2;3;# ,碎石类土路基基床底层压实标准 序号项目细粒含量大于# “6的碎石土细粒含量大于# “6的碎石土 #!% “$ %8#2;+;#要求# 表!;2;+;#级配碎石的级配范围 方孔筛边长- 3 +! +# ,27 #7 2“7 +“7 #“7 “ 2 + 通过筛孔重量百分率 # “ “4 !# “ “ , 2!$ # 3 #!2 + # %!3 ,2!% !“!# #“!2 !7级配碎石与上部道床道碴及与下部基床底层填土之间的颗粒级配均应满足/# +% 3%# +的要求 ! 当基床底层填料为改良土时不受此限制“ # %7 “7 +-筛以下的细料中通过“7 “ 2 +-筛的颗粒含量应小于等于,7 ,6# 37粒径大于#7 2-的颗粒的洛杉矶磨耗率不大于+ “6# +7粒径大于#7 2-的颗粒硫酸钠浸泡损失率不大于# !6# ,7粒径小于“7 “ +-的细料的液限不大于! +6$ 塑性指数小于,# 27黏性土团及其它杂质含量的质量百分率不大于“7 +6# ! 二“ 生产设备的配备 采用天然卵石和砂砾石为料源生产级配碎石的生产设备$ 见表!;2;!;%# ! 三“ 生产工艺流程 采用天然卵石和砂砾石作原料生产级配碎石的工艺流程见图!;2;+;#采用外 购碎石% 石屑粉配制级配碎石原则上不用破碎$ 只要筛分% 拌和两道工序$ 所以其工艺流程 为2;+;# ( #! ( 图!;2;+;#!级配碎石破碎筛分系统 !7级配碎石生产中筛孔尺寸决定其颗粒组成! 是否合适须经试配和试生产确定“ %7破碎后颗粒成分稳定是级配碎石质量稳定的基础“用河床砂卵石和砂砾石作为原 料时! 进场后必须集堆脱水! 以避免细料粘裹粗料! 造成糊堵筛孔和颗粒粒径不准确! 影响 级配稳定“ 37拌和过程中要控制加水量! 一般将含水量控制在+6!46“这不仅有利于成品料 生产均匀而不易离析! 而且使级配碎石更容易碾压密实“ +7级配碎石的配合比要经过反复试验比选! 既要从颗粒级配要求和是否容易达到压 实质量要求这两方面验证! 还要兼顾各种集料的生产比例! 以保证施工质量! 降低工程成 本“ 二! 级配碎石的填筑 # 一$ 施工方法及工艺流程 #7工艺流程 基床表层填筑! 多数单位分两层施工! 下层为“7 % + -! 上层为“7 ! + -“每层施工工艺 流程分四区段六流程! 四区段指% 验收基床底层区段2;+;!所示“ !7施工方法 # #$ 检测2;+;!级配碎石填筑工艺流程 摊铺时! 根据摊铺机的摊铺能力配置运输车! 尽量减少停机待料情况“ # 3$ 碾压% 级配碎石摊铺好后! 及时碾压! 以防止水分散失“选用自重为# ! *以上的重 型振动压路机进行碾压! 先静压两遍! 初步压实填料! 然后按弱振2;+;!的项目及频次进行试验$ 表!;2;+;!基床表层填料的复查项目及频次 填料 试验项目及频次 颗粒级配比重毛体积密度 级配碎石2;+;!和表!;2;+;%规定的压实标准和检测方法对施工质 量进行检测$ “# !表!;2;+;% 基床表层压实检测方法 检测方法检!测!频!数 核子密度仪法每层沿纵向每# “ “ -检测+点! 梅花形布置! 距路基边# -处3点! 中间#点 !% “载荷仪法 在表层! 每# “ “ -范围内检查!点! 路基中间#点! 距路基边! -处#点 灌水法在表层每# “ “ -范围内检查#点 %7级配碎石在摊铺碾压过程中进行跟踪测量! 全程控制! 严格控制基床表层顶面高 程“ 横坡及平整度! 确保达到设计规定值# 第六节!路堑 一! 土质路堑 $ 一% 浅路堑施工要求 浅路堑的典型横断面见图!;2;,;# 图!;2;,;#!浅路堑横断面“ 单位#-$ 当基底位于黏性土地层时! 路基基床表层换填厚“7 +-的级配碎石及厚“7 #-的中 粗砂! 基床表层下铺一层规格为, “ “ r2;,;#“ * # * !表!;2;,;# 质量检测项目! 频数和方法 序号检测项目抽检数量检验方法 # 边坡坡度每# “ “ -每侧!点! 上“ 下部各#杆尺或坡度尺量 ! 变坡点位置 % 平台位置 3 平台宽度 每# “ “ -!%点水准仪测或尺量 ! !# 竣工后的边坡应完整“ 平顺“ 无渣堆“ 杂物“ 坑穴和凹槽$ ! %# 路堑上坡侧严禁弃土% 置于下坡侧时2;#;!# ! 二“ 石质路堑施工 #7路堑挖石方施工工艺流程 审核施工图纸及资料/测量放线/开挖截水沟/爆破方案审核/布置孔眼/钻眼/ 爆破/挖运/清底至基床下/填筑基床/碾压/检测 !7施工方法 ! #“ 测量放线 利用全站仪测设路堑开挖边线等$ 控制边坡开挖# ! !“ 开挖施工 一般石质路堑地段采用爆破开挖时$ 应沿边坡面钻孔$ 实施预裂爆破$ 以保证边坡稳 定% 美观#然后用无声破碎剂破碎断面内岩石$ 以反铲或正铲挖掘机开挖装车#高效无声 破碎剂是一种新型破碎材料$ 其与水调和成浆体灌入岩石中$ 依靠本身水化产生% “! 4 “ 82;,;! 渗水暗沟沟底高程% 净空尺寸允许偏差见 表!;2;,;%“ 表!;2;,;!侧沟各部分允许偏差 序 号 项目 允许偏差 石质沟铺砌沟 检验数量检验方法 # 沟底中心位置 z+ “ - 每# -检查+点尺量 ! 沟底高程 z% “ -z! “ - 每# “ “ -检查+点水准仪测 % 净空尺寸# 上下宽% 深度$ z% “ -z! “ - 每# “ “ -检查+点尺量 3 边坡坡度# 偏陡量$ +6设计值 每# “ “ -检查+点坡度尺量 + 铺砌厚度 ,6设计值 每# “ “ -检查+点尺量% 查施工记录 , 沟底平整度 % “ -# +- 每# “ “ -检查+点 !-长直尺量测 2 平台宽度 z+ “ - 每# “ “-检查+点尺量 * *# * 表!;2;,;%渗水暗沟沟底高程! 净空尺寸允许偏差 序号项目允许偏差抽检数量检验方法 # 沟底高程 z! “ - 每! “ - #段水准仪测 ! 渗滤层厚度 z! “ - 每层每#-高%组尺量 % 暗沟净空! 高“ 宽度# z% “ - 每3 “ -%组尺量 三! 地下水路堑 地下水的存在往往引起各种路基病害$ 尤其是路基顶面在地下水位之下的路堑$ 我们 称这种路堑为地下水路堑%下面就地下水路堑的施工做一总结% ! 一# 对付地下水的主要措施 #7排水措施 线路两侧设“7 3 -“7 3 -的j # %级混凝土预制侧沟%下设渗水沟$ 渗沟内填充洗净 碎石$ 下设j # %级混凝土基础$ 厚“7 ! -$ 其上设m % # + 2;,;3和表!;2;,; +“ 表!;2;,;3渗水暗沟质量检测项目! 方法和允许偏差 序号项目允许偏差检验数量检验方法 # 沟底高程 z! “- ! 净空尺寸% 上下宽 深度2;,;+检查井质量检测项目! 方法和允许偏差 序号项目允许偏差检验数量检测方法 # 井底高程 z% “ - 每个检查井水准仪测 ! 净空尺寸% 内径 深度2;#;3! 图!;2;#;+! 图!;2 ;#;,! 图!;2;#;2和图!;2;#;4# 在上述多种过渡方式中“ 路堤与软质岩或土质岩路堑的过渡方式较为简单“ 而且未涉 及级配碎石填筑施工“ 因此这里将不作进一步总结# #7级配碎石性能及配合比设计 2;2;# 表!;2;2;#级配碎石性能统计 编号 配合比*6通过筛孔重量百分比 ! “!3 “ - # “! “ - %# “ - 石屑 3 + - ! + - # , - 27 # - #7 2 - “7 + - “7 # - “7 “ 2 + - 毛体积密度 * % 视 比重 #号# +% “+ +# “ “$ 27 3 2 37 3 + 47 4 +% %7 2 + $7 ! + ,7 2 + !7 ! +!7 + $!7 , % !号# +% “% “! +# “ “$ 32 37 $ !+ %7 $ !% %7 + !# #7 # $ !7 ! 2 #7 $ 3!7 + $!7 , % !注! 栏中石屑指采用石灰岩碎石破碎后“ 得到的小于# “-的集料# + $# + ! !“ 配合比设计 设计配合比方案见表!;2;2;#表!;2;2;#中两种配合比均能满足施工要 求$ 经比较后$ 现场采用#号配合比# 通过击实试验表明$ 当含水量在36!+6范围内时$ 易击实$ 相应的干密度最大$ 可 达!7 # 4!7 ! ! r%) - %$ 现场施工控制含水量取37 $6# !7施工工艺 ! #“ 设备配备 过渡段施工机械设备! 不含级配厂设备和填料运输车辆“ 配备见表!;2;2;!# 具体机械设备型号可根据现场地形等情况选定#一般而言振动碾应选择行走较灵活 的自行式振动碾#推土机不宜过大$ 过大则自重较大$ 在摊铺时对填料易形成较大的局部 压密$ 对后期碾压的均匀性构成不良影响#手扶小型夯实机具$ 经试用结果表明日本的 /1 4 “ m.夯实效果较好# 表!;2;2;!机械设备配备 名称型号2;2;# ! %“ 施工要点 #填前准备 过渡段填筑前应做好原地面处理和测量放样工作$ 原地面处理包括桥台后基坑2;2;#!过渡段施工工艺流程 进行适当时间的晾晒来达到预定含水量范围! 虽然我们通过试验取得了一些特定场合下的含水量控制方法“ 但由于现场气温的变 化# 施工机具的差别以及操作时间的差异“ 使得级配碎石含水量的控制不易把握“ 晾晒时 间的长短也不易掌握“ 这些都给施工安排带来一定难度“ 因此这方面还有待今后进一步研 究! %碾压工艺 现场施工表明“ 基床表层以下的级配碎石碾压“ 以静压和弱振为主“ 不宜过多采用强 振“ 对于松铺厚度为! + ) -的填料“ 其合理的碾压顺序和遍数为$ 静压#遍/弱振!遍/ 强振#遍/弱振#遍/收光“ 其中强振时“ 应适当提高振动碾行走速度! 2;2;%# 表!;2;2;3!% “值采用!% “载 荷仪检测“ ,值通过核子密度湿度仪测出级配碎石的密度和含水量“ 然后计算求得!其它 各项指标详见% 秦沈客运专线铁路路基工程质量检验评定及验收标准2;2;%过渡段基床表层压实质量检测标准和频数 检查项目级配砂砾石级配碎石频!数 !地基系数试验!% “ (8#*“# $ “# $ “ !每填高一层“ 每过渡段检查!点“ 距路基边 ! -处两侧各#点 !颗粒空隙率试验( 核子密度湿度仪* ,6 %# + %# + !每填高一层“ 每过渡段检查!点“ 左# 右各# 点 ) “$ ) !表!;2;2;3!过渡段基床表层以下级配碎石压实质量检测标准和频数 检查项目检验标准频!数 地基系数试验!% “! “8#$ “# + “每填高一层% 每过渡段检查#点% 距路基边! - 空隙率试验“ 核子密度湿度仪$ ,!6%! “ 每填高一层% 每过渡段检查%点% 左2;2;+要求进行 表!;2;2;+!过渡段断面尺寸的允许偏差! 检测数量和检测方法 序号项目允许偏差检验数量检验方法 # 顶面高程 z+ “ - 每过渡段检查%点水准仪测 ! 中线至边坡距离 z+ “ - 每过渡段检查%点尺量 % 宽度 0设计值 每过渡段2;2;!$ % 进行过渡段施工将使两涵洞级配碎石 填筑区出现部分重叠或相接近% 而级配碎石填筑区间将存在较软弱的填土层% 因此% 为保 证基床刚度平顺过渡% 应在两涵洞之间全部按过渡段填筑 图!;2;2;!紧邻涵洞间过渡段设置方式 !7挖方地段的涵洞回填 涵洞在挖方地段时% 涉及其相邻挖方路堑2;2;%所示% 这样路基基床刚度便得到平顺过渡 # 2;2;%!挖方地段路涵过渡段设置方式 四! 有关问题的探讨 #7涵洞基坑回填填料的探讨 采用渗水土作为涵洞基坑回填填料! 我们认为可能会形成路涵过渡段结构上的缺陷! 其原因有两个方面“ # #$ 渗水土压实机具一般采用小型手扶压实机具! 检测标准为相对密度/“7 , 2! 这 使得其后期存在较大的压密下沉量! 当涵洞基坑较深时此情况尤为显著! 同时级配碎石施 工! 大型碾压机械一般难以靠近涵洞“!#-范围! 加之填筑速度也较快! 这样涵洞背后“ !#-范围填料工后下沉值将比相邻地段大得多! 在此形成一个坑% # !$ 由图!;2;2;%可看出! 原地面在横断面中部因基坑回填形成一条状凹槽! 当涵 顶位于基床内! 基床填料又为透水性填料时! 雨水将透过基床填料进入涵背过渡段中! 然 后由过渡段下渗至基坑渗水土中! 因两端封闭! 水无法排出! 从而对路基形成一个潜在隐 患% 由此! 我们以为涵洞基坑回填! 如参照桥台基坑施工方法采用混凝土回填会更合理一 些% !7加强过渡段施工质量的配套施工措施 提高过渡段施工质量! 还应从施工全局出发! 统筹安排! 重点做好以下几个方面工作% # #$ 工前! 对过渡段范围路基进行全面补勘! 找出局部的软弱土层! 并采取换填和其它 措施进行处理! 消除隐患! 避免过渡段范围产生局部沉降% # !$ 在经济条件许可的情况下! 尽量调配优质填料作为与过渡段相邻路堤填筑施工用 料! 以增加路基本体刚度! 减少路堤的工后沉降! 降低过渡段与相邻路堤的沉降差% # %$ 优化施工组织设计! 桥台2;4;#$ 操作要点如下2;4;#!正六边形混凝土板生产工艺流程 -细砂按#!#拌制“ t 7上料 将拌制好的混凝土放入加工好 的木箱# 木箱容积稍大于每块混凝土板的体 积$ 即“7 “ “ 4- % “再将木箱中的混凝土倒入 模具内并加盖顶模“ g y混凝土板顶压成型 顶压程序为! 平推 模具# 使其准确对位于压砖机压杆下顶模/ 启动压砖机# 压杆下压顶模/提升压杆# 拉出 顶模至顶杆位置上/提升顶杆# 将模具内的 混凝土板连同底模顶出侧模# 混凝土板即成 型“ ? 7堆放养护 将混凝土板连同底模一起搬 运堆放至临时存放平台# 混凝土板倒立摆放# 并卸掉底模# 及时洒水养护# 4:后可集中堆 放至存放场# 堆放层数不大于! +层“ r 7 施工要求 混凝土块所需材料必须经 试验检测合格方可进料2;$;#所示! 落锤 仪包括% 脱钩装置) 落锤) 导向杆) 阻尼装置) 承载板等! 沉陷测定仪主要包括传感器) 放大 图!;2;$;#!动态变形模量测试仪 器) 数据处理器) 打印机和电源$ 动态变形模量测试仪的工作原理是% 采用一定质量的落锤! 从一定高度自由落 下! 通过阻尼装置) 承载板! 对路基面产生 瞬间冲击! 使路基面产生沉陷$也就是采 用一定质量的落锤! 从一定高度自由落下! 模拟列车运行时对路基面产生的动荷载效 应冲击路基面! 在冲击能相同的条件下! 测 试路基面的垂直变形值! 以此计算路基的 动态变形模量“w 9$从理论上讲! 路基碾压 越密实! 沉陷值越小! 路基的“w t值越高! 反 之! 路基的“w 9值越低$根据平板压力公 式! 动态变形模量可按下式计算 “w t#7 + 3 ! c 式中% #7 +*承载板形状影响系数( 3*承 载 板 的 半 径!这 里 为 # + “ -( !*路基面最大动应力( c*承载板的沉陷值!-$ 此公式表示按照弹性各向同性半空间理论! 并假定横向变形系数l“7 ! #时! 圆形刚 性板在竖向集中荷载作用下的地面沉陷$ 根据公式计算的动态变形模量值即代表被测点的承载力$冲击力“ 动应力# 由落锤的 落高和阻尼装置控制! 它的大小及延时时间要符合列车高速运行时对路基产生的冲击力! + 暂行规定, 中规定! 路基面最大设计动应力为“7 #82;# “;#所示#研究内容包 括( 收集_ . % 2=2 3 “!_ . % 4=+ “ “段施工质量控制资料“ 了解路基填筑过程中的质量状 况) 对有代表性的路段“ 通过运梁车的荷载作用“ 分析研究荷载作用次数与基床表层的车 辙变化规律及表面破坏程度# 2;# “;#!加载试验段路基纵断面 #7表面车辙沉降测试 在全长2 , “ -的试验范围内! 每! “ -设一沉降观测断面! 每个断面设置+个表面观测 点“观测点用m # !的钢筋! 端部焊接钢板! 钉入级配碎石表面“用水准仪测量各沉降观 测点在运梁车通过时的高程变化情况“沉降观测点的设置如图!;2;# “;!所示“ 图!;2;# “;!沉降观测点布置 !7表面密度及刚度测试 在全长2 , “ -的试验范围内! 每3 “ -按梅花型布点! 计+ “组测点! 在沉降观测点的沈 阳侧! 用核子密度仪测基床表层的表面密度! 用!% “仪测基床表层的!% “值! 用落锤仪测基 床表层的动刚度! 以得到运梁车通过路基表层后密度和刚度的变化情况“ %7基床表层面波测试 在全长2 , “ -的试验范围内! 在典型断面处用面波仪测试基床表层直达波的波速! 以 得到运梁车通过路基表层后! 其波速的变化情况“ 37基床表面土压力测试 在级配碎石厚度“7 % + -和“7 , “ -段! 各埋设!个土压力盒! 直接测试运梁车对基床 表面作用荷载及应力分布情况“埋设位置见表!;2;# “;#“ 表!;2;# “;#压力盒布放位置 里程位置 _ . % 2=2 4 “ 线路右侧! 距线路中心!7 % 2- _ . % 2=2 4 “ 线路右侧! 距线路中心%7 3 “- _ . % 4=“ , “7 + 线路右侧! 距线路中心!7 % 4- _ . % 4=“ , “7 + 线路右侧! 距线路中心%7 3 “- # %( # +7路基侧向变形测试 在级配碎石厚度“7 % +-和“7 , “ -段! 钻孔埋设竖向测斜管! 用测斜仪测试运梁车对 基床表面作用后路基本体的侧向变形情况“埋设位置见表!;2;# “;!“ 表!;2;# “;!测斜管布放位置 里程高程#-位置孔深#- _ . % 2=2 4 $7 +% 47 “ ! “ 线路右侧! 距线路中心+7 #- 27 4 + _ . % 2=4 # “% 27 $ 3 “ 线路右侧! 距线路中心+7 %- 47 ! # _ . % 4=% 3 %7 !3 37 2 + + 线路右侧! 距线路中心37 $ +- +7 “ “ ,7运梁车有关参数 运梁车自重# “ 4 *! 配载重量# 4 ,7 4 2 *! 经换算每轴承重3 +7 3 2 4 *! 每延米重% “7 # 2 , *! 轮 胎对地压强“7 2 3 8# “-! 第# “ “次时变形较大可能是其它原因造成的“测试结果如图!;2;# “;% 至图!;2;# “;2所示“ 图!;2;# “;%!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的沉降量! 左!测点“ !7表面干密度测试 干密度测试结果如图!;2;# “;4至图!;2;# “;# “所示! 随着运梁加载次数的增 加! 表面干密度有所下降! 特别在表面有局部破坏的部位下降较明显“从现场实际观察到 在_ . % 4=! + “!_ . % 4=! 2 “长约! “ -! 宽约+ -的范围内! 表面较为松散“经了解该处 (%( 图!;2;# “;3!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的沉降量! 左#测点“ 图!;2;# “;+!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的沉降量! 中测点“ 是基床表层的施工缝! %7表面!% “测试 表面!% “值经+ “次运梁车荷载作用后“ 有所降低“ 随着荷载次数的增加. % “值有所增 加“ 其值离散性较大“ 如图!;2;# “;# #至图!;2;# “;# %所示! 37动刚度测试 基床表层动刚度经过+ “次后有所增大“ 其离散性较大“ 见图!;2;# “;# 3至图!; 2;# “;# ,“ 但绝大多数点在允许范围内! +7土压力盒测试 土压力盒测试结果表明运梁车加载后“ 对基床表层的荷载作用实测基面压力如图! ;2;# “;# 2至图!;2;# “;# 4所示“ 其峰值压力在+ % !, , $ 5 2;# “;,!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的沉降量! 右#测点“ 图!;2;# “;2!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的沉降量! 右!测点“ ,7表层面波测试 表面波速测试结果如图!;2;# “;# $所示! 级配碎石表层波速在3 “ “!+ “ “ -“d之 间# 27测斜测试 根据观测数据! 未发生侧向位移# $ 五% 结束语 在_ . % 2=% 3 “!_ . % 4=+ “ “段! 基床表层级配碎石厚度为“7 % + -和“7 , “ -! 路堤填 筑段自基床底以下+7 “ -范围内系用山皮土填筑! +7 “ -以下填有碎石土! 其填筑质量符 合2;# “;4!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数的干密度! 左#测点“ 图!;2;# “;$!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的干密度! 中测点“ 起砂! 只在基床表层施工接缝处有局部表面破坏“ 通过表面沉降观测# 表面密度测试# 土压力测试!% “测试# 动刚度测试# 面波测试# 测 斜管测试! 试验表明运梁车通过此段路基是可行的“为避免局部表面破坏! 应尽量减少基 床表层的施工接缝“ 二# 箱梁运架前路基评估 $ 一% 箱梁运架路基评估的意义及目的 运梁车或运架梁车加箱梁总重达2 “ “!4 % +*! 运行过程中对路基施加的荷载远远大 于运营荷载“全线# #个预制梁场的约# , “ “多榀箱梁! 要通过秦沈线刚刚填筑完成的路 基! 架设到, “座桥上“为了保证箱梁运架通过高填方# 桥头或有软基处理地段时的安全 2;# “;# “!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的干密度! 右#测点“ 图!;2;# “;# #!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数的!% “值! 左#测点“ 稳定! 有必要事先对路基的安全性进行评估“ # 二$ 评估步骤及方法 #7确定路基填筑质量 通过审查施工资料! 检查路基填筑材料% 工艺及隐蔽工程质量2;# “;# !_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数的!% “值! 中测点“ 图!;2;# “;# %!_ . % 2 = 2 “ “ !_ . % 4 = + “ “不同碾压次数下的!% “值! 右#测点“ %7安全性评估 根据内外业质量检查结果确定第一趟运架梁车是否可以通过!根据运梁车通过次数 与路基表层沉降值的变化关系曲线确定运架梁过程中路基是否稳定安全!在规定的频次 内“ 当沉降观测发生突变时“ 应及时报警! # 三$ 完成的工作内容及结论 从! “ “ “年4月! ,日至! “ “ !年%月“ 为保证运架过程的安全“ 秦沈建设总指组织铁 道科学研究院和各相关施工单位在中国铁道建筑总公司系统运梁车通过的路基段上“ 设 置了动态沉降观测断面“ 完成了3 !座桥的+ $ 3榀箱梁架设的安全保证工作! 通过现场踏勘% 内外业检查% 实际检测% 沉降资料分析“ 表明运架梁车通过期间路基是 安全和稳定的! 2;# “;# 3!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的动刚度变化! 左#测点“ 图!;2;# “;# +!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的动刚度变化! 中测点“ 三# 路基工后沉降观测 中国铁道建筑总公司系统在秦沈客运专线承担的路基工程除辽河特大桥两端路基工 程外! 其余主要位于秦沈线西段! 软基“ 松软路基主要为零星分布! 在施工中均按设计要求 # %“( # 图!;2;# “;# ,!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数下的动刚度变化! 右#测点“ 图!;2;# “;# 2!% + ) -级配碎石段基面压力实测曲线 图!;2;# “;# 4!, “ ) -级配碎石段基面压力实测曲线 进行了彻底处理! 同时在路基填筑过程中严格填料和工艺控制! 加强试验检测! 保证填筑 质量“同时按要求在桥头# 高填路基及涵洞处埋设沉降观测设备进行沉降观测! 根据观测 成果推算! 可以保证工后满足设计工后沉降要求“ $ “( $ 图!;2;# “;# $!_ . % 2=2 “ “!_ . % 4=+ “ “不同碾压次数所产生的表层波速 四! 铺轨前路基质量评估 ! 一“ 铺轨前路基评估的意义及目的 基床表层填筑完毕后# 由于下步工序的需要# 路基上要通过许多施工车辆# 对级配碎 石表层有一定的破坏作用$为了保证铺轨前其各项指标仍然满足设计要求# 铺轨前应对 路基质量进行全面检查评估$ ! 二“ 路基评估内容及分析 #7审查路基填筑调查表 对施工单位提交的路基填筑调查表重点审查路基填料种类% 路基本体和基床底层的 检测控制指标% 级配碎石表层的检测控制指标以及基床表层的程检表# !和程检表# %$ 秦沈线的路基填料属q% b组的较多# 西部除移挖做填外# 附近取土场填料较好2;# “;! “% 图!;2;# “;! # 并求得平均压实度为 $ +6# 平均.% “值为# + “82;# “;! “!部分路基本体的压实度抽检统计 图!;2;# “;! #!部分路基本体的!% “抽检统计 %7地质雷达检测 为了解路基填筑的整体质量! 对全线采用地质雷达进行了检测“主要检测路基填筑 是否均匀# 过渡段范围分界是否明显# 级配碎石厚度是否满足设计要求# 路堑段开挖是否 符合设计要求等“对个别地质雷达检测结果有怀疑的路段! 还采用动力触探或钻探的方 法进行了补充检测“ 37级配碎石表层抽检 级配碎石表层完成后! 由于下道工序作业对级配碎石表层有一定的影响! 铺碴前需要 对其进行恢复整理“路基评估时对级配碎石表层进行检查! 主要抽查!% “和孔隙率“!% “ 抽检了$ $组! 其抽检统计结果如图!;2;# “;! !所示$ 孔隙率抽检了3 2 +组! 其抽检统 计结果如图!;2;# “;! %所示“平均!% “值为! ! “ 82;# “;! !级配碎石表层!% “抽检统计!图!;2;# “;! %!级配碎石表层孔隙率,抽检统计 的表层起砂进行压实整平处理! 特别对车辆通过路段及桥头过渡段应做好整平处理! 铺轨 前又进行了复查“ !7审查了各局填报的路基填筑调查表! 认为基床表层的实测!% “和孔隙率符合设计 要求! 基床底层和路基本体的实测!% “和压实度也符合设计要求“ %7铺碴前对级配碎石表层进行了抽检! 抽检结果符合设计要求! 详见表!;2;# “; %# 表!;2;# “;3和表!;2;# “;+“ 表!;2;# “;%孔隙率抽检结果 序号里程湿密度$ % r% 含水量$6干密度$ % r% 孔隙率$6 #_ . , !=$ 3 “!7 ! + ,!7 “ %!7 ! # # %7 % !_ . , %=2 ! “!7 ! 3 2#7 4 3!7 ! “ ,# %7 + %_ . , 3=, “ “!7 ! ! %!7 “ !7 # 2 $# 37 + 3_ . , +=4 “ “!7 ! ! +!7 # 4!7 # 2 4# 37 , +_ . , ,=, “ “!7 ! 3 +!7 # ,!7 # $ 4# %7 4 ,_ . , 2=2 “ “!7 ! + 3!7 ! 4!7 ! “ 3# %7 , 2_ . , 4=, + “!7 ! + ,#7 $ 2!7 ! # !# %7 % 4_ . , $=2 3 “!7 ! 3 +!7 3 #!7 # $ !# 37 “ $_ . 2 “=4 “ “!7 ! + %!7 $ ,!