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1、第二章路基填筑施工技术第一节概述一、路基在铁路客运专线中的地位和作用(一)、路基的重要性1 、在线路中占的比重大路基在铁路客运专线中,虽然许多不良地质和高填方地段将采用高架桥梁通过,但在线路中所占的比例也能达到3050%故此,路基工程质量的好与否,直接影响到铁路客运专线的运行速度。2 、强度和刚度高铁路客运专线要求路基稳定性好、沉降小、刚度均匀。只有具备这些条件,列车才能高速安全行驶。因此,地基处理和路基填筑以及检测手段都必须采用新标准,从主观上尽最大可能地提高强度和刚度,消除不均匀沉降,严格控制工后沉降,把路基当作结构物来对待。(二)、路基的主要作用1 、保证线路的平顺和稳定路基是直接承受和
2、分散由轨道道床传递来的列车荷载。因此,其首要目的是为列车高速行驶的线路提供平顺和稳定的轨下基础,保证轨道线路在高速行驶的列车反复荷载作用下能保持平顺和稳定。2 、保证高速运行的轨道线路不变形铁路客运专线的路基必须提供一个较普通铁路更加坚实稳定的轨道基础,以减少变形,尤其是随着无碴轨道线路的增加,作为轨下基础的路基更为关键,同时保证线路适当的弹性也是至关重要。二、路基的特点(1) 、以动应力为特性的设计思想控制线路变形路基是引起整个线路变形的最大因素,铁路客运专线为满足高速行驶的列车所产生的动荷载对路基稳定的影响,在设计上以动应力为特征,改变了传统的普通铁路设计思想。因此,必须以全新的思想和观念
3、来看待客运专线的建设。即使在路基的排水和挡护工程上,都应将其视为路基结构的一部分,不应当作附属工程来看待。(2) 、基床厚度的增加和形式的多样化普通铁路的基床厚度一般为0.91.2m,而客运专线的基床厚度为2.5- 3.0m。在材料的使用上,客运专线明确使用级配碎石作基床,随着工程实践及研究的深入,还将有加铺沥青砼防水层之类的基床在客运专线上使用。(3) 、压实标准的提高和检测方法的更新对于路基的压实标准。普通铁路的细粒土、粘砂、粉砂,基床以下的K值为0.850.90,基床表层0.95。而客运专线在检测上采用了地基系数K30值和孔隙率n以及动态变形模量Ed值来检测,采用了全新的标准来表征。就是
4、对基床以下的细粒土,其压实度也要求大于0.90以上,而且设置了0.7m以上厚度的级配碎石基床表层。(4) 、强化特殊路基的处理即将修建的九条铁路客运专线,地域广泛,而且绝大部分集中在东部沿海经济发达地区,软土地段多,地质条件复杂。客运专线建设,除不良地质和高填方地段采用高架桥梁通过外,对于大量存在的膨胀土、黄土、软岩等填料,将采用以石灰水泥为主的掺和料进行改良。对于低矮路基,除换填外,还将使用桩-网、桩板结构一体化的方法进行加固处理。(5) 、在桥涵与路基相接处设置了以正梯形为特征的级配碎石过渡段为使列车在刚性的桥(涵)台与柔性的路基平稳过渡,使路桥连接处不致于因两者的沉降差异而在该处产生轨道
5、弯折,影响列车的安全行驶。铁路客运专线在桥涵与路基的连接处,从原地面起至基床面的高度内按照正梯形的模式设置一段较长的过渡段。此外,在路涵(横向构造物)、路堤与路堑、隧道与路基、无碴桥面与路基连接处,也参照此方法设置不同形式的过渡段。(6) 、路基断面结构相对较宽客运专线的路基断面、以及路肩和护道的尺寸都必须较普通铁路宽大,以满足列车在高速行驶的条件下,给日常维护和检修提供安全保证和施工方便,并给将来的扩建发展预留一定空间。第二节施工工艺一、路堤本体施工(一)、路堤基底1、路堤基底处理要求基底符合路堤填筑地基条件时,其处理应符合设计及下表的要求表2-1-1路堤基底处理要求堤高度地基类箝HK0.7
6、m0.7m<HK3.0mH3.0m粘性土水位距地表>0.5m换填级配砂砾石或级配碎石满足基床表层厚度,地基系数K30>190Mpa/m基床表层以下换填0.5m渗水土,地基系数K30A130Mpa/m挖除0.3-0.5m整平,地基系数K30>110Mpa/m压实系数K>0.95按设计要求进行处理水位距地表<0.5m换填0.5m渗水土,地基系数K30>130Mpa/m砂性土(中、粗砂)地基系数K30>120Mpa/m砾石、碎石土地基系数K30>150Mpa/m岩石按风化情况分别比照上述要求进行处理,坚硬岩石不作处理注:上表数据来源于京沪高速铁路
7、设计暂行规定(上册)2、处理后的基底外观应符合下列要求:(1)基地无草皮、树根等杂物。(2)原地面松软表土及腐植土清除干净,翻挖回填、换填的深度与填料种类及其技术条件符合设计要求,基地密实、平整。(3)原地面坑穴处理彻底,无质量隐患;开挖台阶宽度不小于2ml(4)对填土高度小于基床厚度的路堤,当基床范围内的地基存在ps<1.5Mpa或<0.18Mpa的土层,具基床表层应用级配碎石(砂碎石)作为填料,基床底层应用A、B组土及改良土。不能满足时应采取地基加固处理等措施。(5)当路基高度大于基床表层厚度时:当地基为粘性土时,应挖除地表0.5-1.0m,填筑渗水土,并碾压至K30A130M
8、pa并于顶部设置两布一膜复合土工布,两侧坡脚外设置排水沟,排除基床表层积水和地下水。当地基为砂类土时,应将地表整平碾压至K3o>130Mpa当地基为砾卵石(碎石)类土时,碾压至K30A150Mpa当地基为岩石时,视其风化程度分别处理。坚硬岩石表面应清除凹凸不平面,或采用C25以上硅填平后,直接在其上填筑;强风化硬质岩和软质岩应清除风化层,整平岩石面后填筑A、B组土,应保证基床底层换填厚度不小于1.0m,并于基床底层顶部设置两布一膜复合土工布,岩石地基顶面应做成向外4%的排水坡。(6)当路基高度小于基床表层厚度时,基床表层填料应采用级配碎石(砂砾石)填筑。当地基为粘性土时,在基床表层下换填
9、AB组渗水性填料,厚度不小于1.0m,碾压密实至K30A130Mpa并于顶部设置两布一膜复合土工布,两侧坡脚外设置排水沟,排除基床表层积水和地下水。当地基为砂类土时,应将地基翻挖回填厚度不小于0.5m,并碾压至K30A130Mpa当地基为砾卵石(碎石)类土时,应将地基翻挖回填厚度不小于0.5m,并碾压至K30A150Mpa当地基为岩石时,视其风化程度分别处理。坚硬岩石表面应清除凹凸不平面,或采用C25以上硅填平后,直接在其上填筑;强风化硬质岩和软质岩应清除风化层,整平岩石面后填筑A、B组土,应保证基床底层换填厚度不小于1.0m,并于基床底层顶部设置两布一膜复合土工布,两侧坡脚外设置排水沟,排除
10、基床表层积水和地下水。岩石地基顶面应做成向外4%的排水坡。注:以上内容中数据来源于京沪高速铁路设计暂行规定(上册)(二)、路堤本体填筑1 、施工准备(1)路堤正式开工前,作好线路复测和路堤横断面及现场核对,并将线路中桩和水准点基桩增设加密至满足和方便施工生产的需要,根据复测的路堤横断面进行土石方调配;(2)做好路堤坡脚和路堑堑顶的永久及临时排水设施,截断地表水流入路堤施工场地内;(3)用作路堤填筑的填料按施工规范要求进行取样试验,对土的液限、塑限、塑性指数、天然稠度或液性指数进行试验、颗粒大小分析试验、含水量试验、土的击实试验等,以确定路堤填料最佳含水量和最佳密实度。2 、试验路段的施工组织(
11、1)、试验路段在路堤大规模填筑前,先选取几段在地质条件和断面形式具有代表性且长度不小于100m的路段作为路堤试验段,对不同的填料,采用推土机、平地机平整土层,用激振力不同的振动压路机分别碾压,得出满足路堤密实度的各种参数,包括分层松铺厚度、松铺系数、碾压速度、碾压遍数、振动频率以及确定最佳机械组合等工艺参数,同时根据室内击实试验确定的最佳含水量进行碾压含水量试验,并进行总结以便作为路堤填筑施工控制的依据,指导大范围路堤施工。(2)作业程序:测量人员在作业区内对基底面按划分区段进行精确放线,打桩标示,并在桩上作出松铺厚度的标记。施工人员按划分区段采用“划格上土、挂线施工”的方法摊铺不同松铺厚度的
12、填料,以便取得不同填料的松铺系数。在平整工序上,首先用推土机粗平,压路机快速静压一遍,以消除暴露潜在的凹凸面,再用平地机进行精平,局部凹凸处用人工找平。洒水或晾晒。当填料含水量较低时,应及时采用洒水措施;当填料含水量过大,应进行摊铺晾晒。根据松铺厚度不同的填料分别采用不同的压实机具进行碾压,程序如下:A、平地机整平并作出路拱后,用振动式压路机开始振压。每进行一遍压实后检测一次高程、孔隙率、K30值、Evd值及含水量,绘制压实遍数与孔隙率、K30值及Evd值曲线图,直至碾压合格,根据检测结果及曲线图总结出试验报告。然后再按同样施工组织顺序进行下区段施工,只是将松铺厚度改变,然后再对不同松铺厚度的
13、试验报告进行比较,以确定出最佳的松铺厚度、碾压便数、机械配套和施工组织。B、填料要确保合格。C、压路机碾压时,应遵循先慢后快,先外侧后中央的程序,为保证全断面压实效果一致,应在推土机粗平时,用推土机全断面压两遍,压路机在回转区作减速掉头,轮迹应重叠40cm。(3)施工总结施工队负责压实机具的选择组合、碾压速度、施工机械合理组织与配合等方面小结。测量队负责整理测量资料,并计算出各施工区段相同的沉降量时的碾压遍数与松铺系数。试验室负责确定填料的检测方法,确定其松铺系数,松铺厚度及与碾压遍数的关系,找出K30值与Evd值的对比关系,并严格控制填料的质量。领导小组根据施工小结,编写出试验路段施工报告,
14、报监理工程师审批后,在全标段推广使用。3 、一般填土路堤施工工艺一般路堤填筑施工按“三阶段”、“四区段”、“八流程”的工艺分层填筑压实。其工艺流程见“图2-1-1路堤填筑压实工艺流程图”(1)测量放样测量人员在作业区内对基底面按划分区段进行精确放线,打桩标示,并在桩上作出松铺厚度的标记。(2)备土粉碎用自卸车运土,运输前先用粉碎机将土块打碎,粒径大小按大于40mm和20mm颗粒分别不超过10%和30%,小于5%的颗粒不少于35%控制。路堤填筑压实工艺流程准备阶段施工阶段整修验收阶段检测区段路堤整修检验签证碾压区段 碾压夯实洒水晾晒平整区段填土区段摊铺平整分层填筑基底处理施工准备图2-1-1路堤
15、填筑压实工艺流程框图(3)分层填筑采用按横断面全宽纵向水平分层填筑压实方法。填筑松铺厚度按照试验路段确定的参数进行控制,一般不得大于40cm且不得小于10cmi采用自卸车卸土,采用“划格上土”的方法,根据车容量计算堆土间距,以便平整时控制每层厚度。为了保证边坡压实质量,一般填筑时路堤两侧宜各加宽3050cm。利用粗粒土填筑地段,为了绿化环境,须采用细粒土包边。(4)摊铺平整首先使用推土机进行初平,压路机快速静压一遍,再用平地机进行精平,局部坑穴处用人工找平,直到符合要求为止。平整时,路堤面须做成向两侧4%的横向排水坡,以利于排水。为有效控制每层松铺厚度,初平时须路堤两侧挂线,并用水平仪控制每层
16、的虚铺厚度。(5)洒水晾晒细粒土和粉砂、粘砂土填料碾压前应控制其含水量在由试验压实工艺确定的施工允许含水量范围内。当填料含水量较低时,应及时采用洒水措施,加水量可按一般规定中加水量公式计算,洒水可采用取土场内提前洒水闷湿和路堤内洒水搅拌两种方法;当填料含水量过大,可采用取土场内挖沟拉槽降低水位和用推土机松土器拉松晾晒相结合的方法,或将填料运至路堤摊铺晾晒。(6)碾压夯实碾压前应向压路机司机进行技术交底,其内容包括碾压起讫范围、压实遍数、压实的速度等。根据填料的不同和路堤的不同部位,必须采用大吨位重型振动压路机进行压实,压实的顺序直线段先两侧后中间,曲线段先内侧后外侧,先慢后快,先静压后振动压的
17、操作程序进行碾压。各区段交接处应互相重叠压实,纵向搭接长度不小于2m,沿线路纵向行与行之间压实重叠应在0.4m左右。非绿化区边坡压实采用挖掘机改装的夯实设备或其它边坡压实机具进行边坡压实,对于设计有绿化要求的地面采用人工夯拍与种植植被相结合的方法进行。(7)检验签证检测人员须检查路堤宽度、填筑层厚度是否符合超过规定厚度、路堤面横坡是否符合要求;试验人员在填筑施工前必须检查填料是否符合要求,碾压区段是否压实均匀。路堤填土压实的质量检验应分层填筑碾压施工、分层检测。路堤每层填筑压实质量经按规定检验达到设计及验收标准规范要求后,方可进行下一层填筑施工,否则应下达质量不合格通知单,要求重新处理、压实,
18、直到合格为止。(8)改良土按设计要求的养生期洒水养生。(9)路堤整形包括路堤面的排水横坡、平整度、边坡等整修内容,路堤应严格按照设计结构尺寸进行,对于加宽部分应在整修阶段人工挂线清刷夯拍,并须达到路堤验收标准规范要求。4、加筋土路堤施工方法及工艺图 2-1-2土工格栅施工工艺流程图为了路堤边坡的稳定,保证其压实质量,从边坡向里宽2-3m作加筋处理。工艺流程见图2-1-2土工格栅施工工艺流程图。( 1) 、材料要求采用双向拉伸的塑料土工格栅,禁用单向拉伸及经编制、玻纤类格栅和土工网。双向拉伸的塑料土工格栅的抗拉强度不小于20kN/m,横向延伸率不大于10%。( 2) 、土工格栅加固填方路堤施工程
19、序土工格栅随路堤填筑分层铺设,铺层垂直间距按设计要求。基底合格压实两层后再铺设土工格栅,从边坡向里宽2-3m,土工格栅铺设时,尽量用人工拉紧,不打褶皱,两幅格栅搭接宽度采用30cm,各层的接头错开3m以上。在搭接处采用竹钉或U型钢钉锚固在路堤中,另外铺设土工格栅时,土层表面应平整,不得有坚硬凸出物,严禁碾压机械直接在土工格栅上表面进行碾压,钢钉采用010钢筋弯制而成,锚固深度35cm。填土时从中心向两侧对称填土,利用填土使土工格栅受拉。严禁运料车在已摊铺好的格栅上直接碾压,以免损坏土工织物,影响铺设效果。5、填石路堤填筑施工方法填石路堤按横断面全宽分层填筑,提前进行边坡码砌,每层填筑采用级配良
20、好的岩块混合填筑。石料强度不应小于20MPa石块最大粒径不得超过压实厚度的2/3。填石路堤填筑按水平分层,先低后高,先两侧后中央填筑。将石块逐层水平填筑,分层松铺厚度由试验段确定,且不大于50cm施工中布设测点用水平仪进行高程控制。大面向下摆放平稳,紧密靠拢,所有缝隙填以小石块或石屑。在路床顶面以下50cm的范围内铺填适当级配的砂石料,最大粒径不超过10cmi将超粒径石料破碎至符合填料颗粒要求。采用推土机推平,个别不平处配合人工用细石块找平;然后采用激振力400KN以上的重型振动压路机分层洒水压实。压实时继续用小石块或细料填缝,直到压实顶面稳定、不再下沉(无轮迹)、石块紧密、表面平整为止。碾压
21、程序为先两侧后中间平行操作,横向行与行之间重叠0.30.4m,纵向前后相邻两区段重叠11.5”碾压遍数严格按试验段确定的遍数执行。填石路堤施工工艺流程见“图2-1-3”。图2-1-3石方填筑施工工艺流程图6、追密压实为了有效减少路堤工后沉降,保证压实质量,根据有关资料和工程实践表明:冲击式压路机的有效压实深度为1.5m,而压实影响深度可达5m,采用冲击式压路机对已成型路堤(一般每填筑3m左右追密碾压一次)进行追密补强碾压是一种行之有效的方式。(1)、压实原理冲击式压实机是一种拖式压实机械,是由35瓣(通常为3瓣)的凸轮构成的轮压实机。它的凸点与地面接触时,产生巨大的冲击力使路堤在较大深度范围内
22、逐渐密实,连续冲击能加速土体沉降,从而达到压实和使被压土体压实度均匀的目的。冲击压路机的压实是靠冲击力、振动力和静压力三者的共同作用,冲击力可达2200-2500KN并且它是一种高振幅低频率的振动作用。(2)、施工方法路堤按照正常施工填筑3m左右后,冲击压路机从一侧边缘开始碾压转弯后沿中心线的另一侧碾压,行驶至出发端后往路中心方向错一个轮宽,轮迹重叠.0.2m,整个场地压完6次算一遍(3瓣式)。在选择冲击碾压段落时,最好避开涵洞,如经过涵洞时要确保涵顶填土厚度不小于3m且冲击式压路机应与路堤边沿保持至少0.8m的安全距离,与挡墙内侧保持1m的安全距离。如果路堤全幅加筋则不得进行追密压实;如果路
23、堤部分加筋,则在加筋范围内不得进行追密压实。现场控制时应高度重视横向重叠和纵向错轮问题,务必使路堤均匀受压。一般路堤补充碾压两遍(12次)即可。冲压后路堤表面呈波浪状,且局部松散,需平整后再用光轮压路机碾压平整。0km/h产生的冲击压实效果不理想,应尽量采用大功率牵引机械。二、基床施工(一)基床的组成及填料要求1、基床组成客运专线的路基基床由表层和底层组成,其厚度根据设计时速有所不同,具体见表2-2-1:表2-2-1基床设计厚度表设计时速(km/h)表层厚度(m)底层厚度(m)2000.61.92500.72.33000.72.33500.72.3注:上表数据来源于京沪高速铁路设计暂行规定(上
24、册)、时速200KM/h客贷混运铁路设计暂行规定、时速250KM/h客运专线设计暂行规定。(1)、基床底层基床底层应采用A、B组填料或改良土填筑,基压实标准应符合表2-2-2之规定,施工方法与基床以下路基施工相同。表2-2-2基床底层压实标准填料厚度(m)压实标准细粒土粗粒土碎石类A、B组填料及改良土1.92.3地基系数K30(MPa/m)>110>130>150压实系数K>0.95孔隙率n<28%<28%注:上表数据来源于京沪高速铁路设计暂行规定(上册)(2)、基床表层基床表层是轨道的直接基础,是路基最主要的部分,受到列车动力荷载的剧烈作用,因此基床表层的
25、材质和强度应能承受列车荷载的长期作用,刚度应使列车运行时产生的弹性变形控制在一定范围内,厚度应使扩散到底层面上的动应力不超出基床底层土的允许承载力,并能防止道碴压入基床及基床土进入道床,防止地表水侵入基床土中导致基床软化及产生翻浆冒泥等基床病害。我国基床表层填料一般选用级配碎石及级配砂砾石。基床表层与底层之间的防渗防刺入夹层可选用中粗砂之间夹铺一层两布一膜土工布。2、填料要求(1)、级配碎石(砂砾)基床表层基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料,其材料规格及实标准应符合下列规定:采用级配碎石时应符合下列技术要求:a.碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行铁路碎石道床底硝的规定。b.与上部道
26、床碎石及下部填土之间应满足Di5<4d85的要求。当与下部填土不能满足此项要求时,基床表层应采用颗粒级配不同的双层结构,或在基床底层表面铺设土工合成材料。但当下部填土为改良土时,可不受此项规定限制。压实标准应符合表2-2-3的要求表2-2-3路基表层级配碎石的压实标准填料设计时速厚度(m)压实标准备注地基系数K30(MPa/m动态义形模量Evd(MPa孔隙率n级配碎石2000.60>190>55<18%路堤2500.70>190>55<18%3000.70>1903500.70>190级配碎石2000.50>190>55<
27、18%当为软质岩、强风化硬质石及土质路堑时2500.55>190>55<18%300350中粗砂2000.10>130>45<18%2500.15>130>45<18%300350注:基床表层K30、Evd、n三项指导要求必须同时满足上表数据来源于京沪高速铁路设计暂行规定(上册)、秦沈客运专线铁路路基施工技术细则(试行)»0表2-2-4砂砾石级配范围级配通过筛孔(mm)质里百分率(。%编R605040302010520.50.07511009710095999019084947685657754674051232332100100
28、90938085657045553035152010104310010090957570505530301520101044100100858060503030152010104采用级配砂砾石时,应符合下述技术要求:a.颗粒的粒径应符合表2-2-4的规定b.级配曲线应圆滑,某种尺寸的粒径不应过多或过少。a.与上部道床及下部填土之间应满足Di5<4d85的要求。当与下部填土之间不能满足此项要求时,基床表层应采用颗粒级配不同的双层结构,或在基床底层表面铺设土工合成材料,但当下部填土为改良土时,可不受此项规定限制。d.颗粒中细及扁平颗粒含量不应超过20%,黏土团及有机物含量不应超过2%。e.粒
29、径小于0.5mm的细集料液限应小于28%,其塑性指数应小于6。f.压实标准应符合表2-2-5规定。基床表层K30、Evd、n三项指导要求必须同时满足。表2-2-5基床表层级配砂砾石的压实标准填料厚度(项压实标准地基系数K30(MPa/rm动态义形模量Evd(MPa孔隙率n级配碎石0.70>190>55<18%注:上表数据来源于京沪高速铁路设计暂行规定(上册)(2)配碎石原材料的选定与配合比设计基表层接近轨道,受较大动荷载作用,上层对耐磨性有较高的要求,而基床表层下层的作用偏重于下卧填土,颗粒粒径必须满足Dl5<4d85,使填土颗粒不能进基床表层;基床表层填筑后渗透系数至
30、少小于10-4m/s。综合以上因素,宜选用石英质母岩或花岗岩等石质坚硬耐磨的母岩作为原料;为提高基床表层刚度,颗粒的最大粒径和粗粒料含量不宜太小;0.075mm的细粒料含量不宜太少;从经济的角度考虑,原料破碎筛分后,各种粒径的料在数量上要基本平衡。在选料时,要对样品进行洛杉矶磨耗、硫酸钠溶液浸泡损失、筛分、粘土及杂质含量等方面的测试。配合比设计配合比的设计主要遵循以下原则:a、施工中较易达到压实标准,易于板结密实。b、充分利用加工出的各种粒径的料,提高利用率,减少浪费。c、压实后的基床表层抗渗透性强。d、基床与基床底层和道硝层的颗粒关系均应满足Di5<4d85。根据以上要求,进行室内各种
31、试验,设计出多组配比方案,经现场铺筑试验后,选定最优配合比,用于基床表层铺筑施工。为便于操作,集料一般只用2040mm、1020mm、小于10mm三档筛分集料。(二)基床施工工艺1 、基床底层施工基床底层施工与路基本体基本相同。2 、基床表层施工工艺级配碎石施工过程是一项精密的控制技术,是路基施工的难点和重点。可根据基床表层的设计厚度及压实试验段的情况确定每层铺筑厚度,分多层进行施工。为确保填筑质量,每层均采用摊铺机摊铺。工艺流程如2-2-1图2-2-1级配碎石基床施表层工工艺流程图(1)摊铺前的准备基床底层的压实标准、断面、标高、中线、纵横坡、平整度等应符合规范及设计要求。每层施工前清除表面
32、杂物,松散石硝,摊铺前底层应适当洒水湿润。摊铺前每隔10m放中线及边线控制桩。根据试验段施工,调整拌合、运输、摊铺、碾压等工艺达到合理,并确定级配料的松铺系数。(2)模板安装a.当使用摊铺机摊料时,摊铺前应在中线、路基边坡侧面安装钢模板,防止摊铺料向外流动。b.当使用推土机及平地机摊铺料时,为确保边缘压实到位,每侧边缘应加宽0.20.3m,待基床表层压实成型后立即将其挖除。(3)拌合及运输基床表层级配碎石用大型拌合站进行厂拌,拌合前根据级配确定每个料斗传送带传送速度、加水流量、调整拌合机生产率,使拌和能力与摊铺能力匹配。拌合好的混合料要尽快运至铺筑现场进行摊铺。在夏季或有风时在运输及摊铺过程中
33、水份会丧失,所以拌合时含水量应高于最佳含水量12个百分点。(4)摊铺可用德玛克140型(DEMAG)摊铺机或其它与其性能相当的摊铺设备,分左右两幅施工,每层摊铺厚度不大于20cm,且不小于10cm,摊铺机摊铺速度控制在1.01.5m/min,摊铺速度与车辆运输量相匹配,避免停机待料。摊铺机前后2-4人配合,及时进行人工辅助找平。现场技术人员要及时检查摊铺的平整度、宽度、横坡度及平曲线、竖曲线、标高等。为方便施工及防止水份散失造成两幅纵向接合部位压实不好,两幅摊铺前后距离以不超过100m为宜,并及时碾压。(5)碾压选用适当吨位震动压路机。碾压时遵循先轻后重先慢后快的原则。静压2遍再振压数遍,最后
34、静压1遍以使表面平整光洁。直线段由两侧向中心碾压,曲线段由内侧向外侧碾压,碾压时纵向重叠不小于0.4m,横向搭接不小于2m。施工碾压含水量在6%-7%最易达到压实标准。摊铺时,若有局部凹坑,需用人工补平,补坑时,不能掺2-4cm碎石。只用0.51cm碎石和石粉按适当配合比拌和后用铁锹抛撒补平,压路机进行补压。路基两侧及左右幅衔接处在碾压过程中需人工配合补平。碾压作业时,机械设备不得在作业面上调头和拐弯,因未压实的级配碎石(砂砾石)在扭转外力的作用下,极易发生位移,其次也要避免过多强振,因振动压实后的级配碎石(砂砾石)再施振反而易松散离析。(6)接缝处理某一施工层的作业段施工完后,在进入本层下一
35、段施工前,将已压实地段的横向接头部位1m范围垂直切割,清除干净,再适当洒水,上下两层的施工缝应错开至少10m,压路机严禁在已完成的基床填层上振动碾压。一幅摊铺完后,在摊铺另一幅时,当纵向接缝处的拌和水份散失不大,含水量适中,接缝处两幅可同时碾压,碾压至少重叠0.4m,否则应对纵向接缝处拌合料洒水湿润后再进行碾压。(7)施工含水量控制级配碎石的生产含水量应根据不同的气温,气候条件和不同填筑部位的要求的碾压含水量范围来调整,通常情况下,天晴刮风时,含水量较最佳含水量增加1.5%左右,阴天时增加1%。(8)机具设备施工机械设备要求性能优越,生产效率匹配,完好率高,满足施工总体进度要求。检测设备要求检
36、测精度满足设计规范要求,检测速度满足施工进度要求。施工机械设备见表2-2-6,检测设备见表2-2-7。表2-2-6基床表层施工机械设备表厅P名称型号规格单位数量备注1粒料拌合站WBL300台12摊铺机DEMAG140台2考虑左右幅向时施工3压路机YZ180台44自卸车5t辆10根据运距调整5洒水车15t辆26装载机50L台2表2-2-7基床表层检测仪器一览表厅P名称数量1电烘箱2台2砂、石、土工筛各一套3灌砂法测定仪3台4灌水法测定仪1台5电动液塑限联合测定仪1台6电动重型击实仪1台7核子密度仪2台8电子天平4台95kg静水力学天秤1台10K30柿鼓仪2台11轻型动力触操仪2台12重型动力触操
37、仪1台13静力触操仪1台14Evd动态平板柿鼓仪1台(9)劳动组织每班施工劳动组织可参照表2-2-8。表2-2-8级配碎石基床劳动组织表厅P工种人数分工1总指挥1负责整个施工现场的组织、协调2拌合站指挥1负责拌合站的协调3拌合站控制台操作手2同、拌合、卸料4装载机司机2拌合站上料及料场整理5自卸车司机10运送级配碎石6洒水车司机2洒水7摊铺机司机4摊铺级配碎石8压路机司机4压实9摊铺机前后杂工6清理、配合整平、碾压10技术员、测工5检测、控制、标高、平整度11试验员2检测12电工1供电及电器维修合计37(9)质量标准及质量控制质量标准见表2-2-9试验段各工序必须派专人负责,技术人员跟班作业。
38、坚持日常检查,严格控制主要技术参数,主要控制内容有:每2000m3级配碎石取样进行筛分试验、检验配合比偏差;检测每层的平整度、纵横坡度、标高、宽度;检查拌合设备计量是否准确;碾压质量随时抽检,不合格加强压实。施工完成的路段及时封闭,严禁车辆从人员通行,以免破坏路面表2-2-9基床表层级配碎石检验标准厅P项目规定值或允许误差检测方法检测频率1路肩高程±mm水准仪每20m测1点2横坡±0.5%水准仪每20m测5个断面点3路基顶宽设计值尺量每20m测1处4平整度>15mm2.5m直尺每10m检查1处5轴线偏位A30mm尺量每20m检查1处6地基系数>190Mpa/mK
39、30检测仪每10m检查2点7孔隙率<18%灌水法每10m检查2点8动态及形模量Evd>55MpaEvd检测仪每10m检查2点注:上表数据来源于京沪高速铁路设计暂行规定(上册)、高速铁路路基工程质量检验评定暂行标准。3、其它特殊基床表层(1)碎石基床表层上铺5cm厚沥青硅。铺设5cm沥青硅,目的是增加道床道硝在接触部位的摩擦阻力,应付横压和防止雨水渗透。沥青硅的施工工艺与高速公路沥青硅基本相同,具下的碎石基床施工方法与普通的级配碎石基床表层相同。(2)基床表层采用水硬性的级配高炉炉硝,主要成份量氧化钙、二氧化硅、三氧化铝,与水泥成份相似。施工后很长时间会继续硬化,承载能力相应提高。这
40、种材料的无侧限抗压强度在1200Kpa以上,弹性模量在300Mpa以上,大大提高了基床表层的强度。(3)法国根据路基的等级和填料质量情况,将基床表层分为三层。第一层为硝底层,由粒径n30mm颗粒含量不小于30%的级配粒料组成,其压实系数达到重型击实标准的100%,碴层加上道碴层厚度不得小于60cm。第二层为基础层,由级配良好的砾石填筑,压实系数不小于95%,厚度根据基床土的性质决定,但不小于15cm。第三层为防污层,由砂和土工材料组成,用于改善基础层与道床之间的反滤作用,厚度不小于15cm。(4)德国在路基基床和道硝之间增设一层路基保护层(即PSS层),PSS层采用的材料必须具有一定的颗粒级配
41、,含有一定比例的粗粒石和一定数量的细粒黏土,经过高标准压实(Evd>120)后形成坚实的结构层,增加了线路的强度,使路基更加坚固稳定PSS层的厚度根据基床土的变形模量确定,基床土白变形模量越大,PSS层的厚度越小,但最小不小于20cm。注:以上资料源于中国铁道出版社出版的高速铁路路基设计与施工。三、过渡段施工(一)、路堤与桥台过渡段1 、过渡段应按下式确定L=2h+a式中L过渡段长度(m)h台后路堤高度(m)a常数(35m)2、过渡段路堤基床表层与路堤基床表层填料一致,并在与桥ck连接的20m范围内基床表层的级配碎石(砂砾石)内掺3-5%的普通硅酸盐水泥,基床表层以下过渡段范围内采用级配
42、碎石(砂砾石)掺入3-5%水泥分层填筑。3、基底处理(1)一般地基处理过渡段一般地基处理,地基处理方法与路堤地基处理相同;粘性土地区要求把原地面做成人字型坡,以利排水,原地面压实可选用18t以上光轮振动压路机或冲击式压路机。(2)黄土地基处理湿陷生黄土地区地基,在设计没有特殊地基处理时应选用冲击式压路机进行原地面碾压。(3)软土地基软土地基一般设计上都有特殊处理,只要在处理好的软土地基上采用光轮压路机压实即可。4、桥台基坑回填料(1)级配碎石(砂砾石)回填采用级配碎石(砂砾石)作为基坑回填料,适用于基坑面积较大,便于机械能直接施工的基坑且施工条件较好。填料要求填料采用与路基表层相同范围的级配碎
43、石(砂砾石),要求级配碎石(砂砾石)含泥量不大于5%。施工方法a.级配碎石(砂砾石)的拌合应首选拌合站拌合,特殊条件下采用现场拌合,二者均应确保拌合均匀。b.层厚度当采用大型压实机械施工时,其级级配碎石(砂砾石)压实后厚度应不大于20cm,当采用小型夯实机具施工时,夯实后厚度不应大于15cm,c.压实基坑回填压实施工时,由于受场地及结构物限制,当压路机对基边及结构物边缘压实不到位时,应配合小型夯实机具进行补充夯实。d.当结构物与边缘间范围狭窄,无法用小型夯实机具时,应用水泥级配碎石(砂砾石)掺35%的普通硅酸盐水泥,用木棒等工具分层进行捣实,其分层捣实厚度应不大于10cm。e基坑回填高程基坑回
44、填至原地面高程,基坑回填原地面高程允许误差±10cm。(2)中粗砂回填采用含泥量不大于5%的中粗砂作为基坑回填填料,施工时要严格控制填层厚度,每填一层后,用水浇灌中粗砂,使中粗砂含水量达到饱和状态,用平板振动器进行压实。(3)、施工及质量控制级配碎石(砂砾石)填筑施工工艺流程填料生产、拌合地基处理、检测检 测分层循环顶面及边坡整修图2-3-1级配碎石(砂砾石)施工工艺流程图施工要点A.基底处理及检测清除过渡段原地面植被、杂草、树根及生产垃圾,并应按下列措施处理。一对于高度小于基床厚度的路堤,当基床范围内的地基存在Ps<1.5MP口或00<0.18MP%的土层时,应采用换填
45、等措施处理;软弱地基应结合地基的深层处理确定处理措施;当基床范围内的地基不存在Ps<1.5MRx或(to<0.18MP%的土层时,可按下列情况分别进行处理。当路堤高度大于基床表层厚度时:a.当地基为粘性土时,应挖除地表50100cmi填筑渗水土,并碾压至K30A130MPX/m,并于顶部设置二布一膜复合土工布。b.当地基为砂类土时,应将地表整平碾压至Ko>130MRc/m。c.当地基为砂砾石(碎石)类土时,应将地表整平碾压至150Mp%/m。d.当地基为岩石时,视基风化程度分别处理。坚硬岩石表面应清除凹凸不平面,或采用C25以上混凝土填平后,直接在其上填筑;强风化硬质岩和软质
46、岩应清除风化层,整平岩石面后填筑路基同等填料,应保证基床底层换填厚度不小于100cm,并于基床底层顶面铺设两布一膜土工布。岩石地基顶面应做成向外4%的排水坡。一原地面坡度陡于1:10的地段,先开挖高度不小于60cm的搭接平台,并进行搭接平台的处理。8. 测量放样基底面处理好后,根据过渡段填筑高度及边坡坡率计算出两侧护坡土填筑宽度,并钉出标桩,以确定级配碎石(砂砾石)的填筑范围,填层厚度用红油柒在桥台背墙标出每一层厚度。过渡段断面形式比较复杂,必须放大样控制,级配碎石(砂砾石)在桥台背后画出标识线控制外,另一端做一排架按设计要求标示出施工填筑界限线,对于边缘的填筑高度,则用钢钎拉线标出,以便于施
47、工控制。a. 两侧护坡土及锥坡填筑过渡段两侧护坡边填料应为粘性土,在过渡段底面全宽(除锥坡外)范围内,分三层铺筑50cm厚的级配碎石(砂砾石),每层1020cm,留作泄水通道,然后再填两侧护坡土。底面50cm厚级配碎石(砂砾石)施工完后,在进行两侧护坡土及锥坡填筑时,为使锥坡和护坡土每层压实后能与同层级配碎石(砂砾石)压实厚度保持一致,摊铺时主要控制两种不同填料的松铺厚度,以免影响整体压实质量,当两侧护坡土及锥坡土每层松铺厚度难以一次压实时,应分层进行压实,确保级配碎石(砂砾石)和两侧土及锥坡土的压实满足设计要求。护坡土及锥坡土压实时,困作业面狭窄,大型机械难以展开,应尽量采用小型施工机具,局
48、部可采用人工配合机械施工,做到护坡土及锥坡土顶面平顺,边缘到位,厚度均匀。填筑两侧护坡土及锥坡土时,其边缘应较设计加宽30cmi利于压实,此加宽部分待路基和过渡段施工完成后,刷坡整形时一同刷去。b. 级配碎石(砂砾石)填筑级配碎石(砂砾石)可因地制宜,选择采石场的片石或河道卵石进行加工,其规格性能与路基基床表层填料相同,其粒径级配品质应符合铁路碎石道床底硝(TB/T28-97)的有关规定。采用稳定土拌合机在拌合站集中拌合,用自卸车运输,普通级配碎石(砂砾石)每层松铺厚度以不大于25cm为宜,卸料时根据运输车的载重容量计算每车卸料间距,并使料堆呈梅花形布置。摊料时尽量使用小型推土机初平,平地机精
49、平,人工及手推车配合补料。有特殊要求时,可采用水泥稳定碎石(砂砾石),水泥稳定级配碎石(砂砾石)即在拌合好的普通级配碎石(砂砾石)中再掺入3-5%普通硅酸盐水泥,若使用人工拌合时不少于三遍,并要求严格控制配合比。在两侧护坡土整形后,即可进行水泥稳定碎石(砂砾石)施工,在机械施工不到位的地段,只能用人工摊铺整平成型,但采用人工摊铺要厚度比机械摊铺厚度增加15%左右,才能保证压实顶面高程一致。c. 碾压碾压用的机械设备型号应根据工艺试验结果选择碾压参数,一般振动碾压应选择行走灵活的自行式大吨位光轮压路机,桥台耳墙底部等大型机械不能到达的部位,则可采用小型夯实机具,小型机具不能到达的部位或压实质量不
50、能满足设计要求时,也可采用浆砌片石或灌C10混凝土。压实时应遵循“先两侧后中间,先静压后振压”以及“先轻后重,先慢后快”的原则。静压时速控制在2km/h,施振时速控制在5-6km/h效果最佳。碾压作业时机械设备不得在作业面调头和拐弯,因未压实板结的级配碎石(砂砾石)在扭转外力作用下,极易发生位移,其次也要避免过多强振,因振压密实后的级配碎石(砂砾石)再施振反而易松散离析。级配碎石(砂砾石)振动碾压遍数视工艺试验而定。d. 检测过渡段级配碎石(砂砾石)检测内容及检测方法,根据规范,对集料级配碎石复验主要通过对现场铺筑的级配碎石(砂砾石)进行抽样;地基系数采用K30承载板检测;动态变形模量采用动态
51、变形模量测试仪检测;孔隙率采用灌砂(灌水)法检测;两侧土及锥坡土压实度采用核子密度仪或环刀及灌砂法检测。e. 施工注意事项经筛分后的级配碎石(砂砾石),应按不同粒径分类堆放,不得混堆,以免配合比失真,造成填筑效果不能满足要求。级配碎石(砂砾石)振动碾压时最佳含水量按试验确定,但从拌合运输到摊铺,含水量会有所损失,应根据不同季度适当加大含水量。施工加宽部分,刷坡成型后应尽快进行边坡防护工程施工,以免雨水冲刷影响路堤稳性。(2)加筋土施工加筋材料加筋材料可选用土工网(经挤压或热粘而成的平面网状土工合成材料)或土工格栅(用高密度聚乙烯等聚合物经挤压加工成型再进行拉伸制成的格栅状土工合成材料)。应用范
52、围当过渡段填料为细粒土时采用加筋土设计。工艺流程基地处理、检测测量、放样L铺设土工格栅分层循环填料摊铺整平补水晾晒I碾 压,* 检 测顶面及边坡整修图2-3-2加筋土过渡段施工工艺流程图操作要点A. 地基处理与检测过渡段地基处理及检测与级配碎石(砂砾石)过渡段地基处理和检测的方法相同。B. 测量放样基底面处理好后,根据过渡段填筑高度及边坡率,计算出过渡段(包括锥坡)填筑宽度,填筑宽度应比设计填筑宽度每侧加宽30-50cm,以确保路堤设计宽度范围内压实到位。用红油柒在桥台背墙标出每一填层的厚度,对于过渡段的平面位置(包括锥坡)要用白灰线标示清楚。土工格栅布放施工时,要测量出过渡段路堤设计宽度,将
53、土工格栅外侧铺至路堤边坡内侧10cm处(并用白灰划线使土工格栅边缘布放整平),布放土工格栅后,严禁大型机械设备及车辆通行。C. 土工格栅施工a. 过渡段土工格栅布置一般分为边坡加筋和过渡段分层满铺二种设计;土工格栅的性能及回拆长度应符合设计要求。b. 土工格栅每3060cm(垂直距离)铺设一层,边坡加筋时土工格栅宽度一般为200250cm。c. 土工格栅应在下承层验收合格后才能铺设。d. 土工格栅铺设时应拉紧,不起皱,并紧贴地面,土工格栅铺平后必须用竹钉或采用8#铁丝制成"U'字型钉打入地下加固,确保土方施工时不发生位移。e. 土工格栅铺设完成后要及时铺料覆盖,避免曝晒,施工时严禁机械及车辆直接在土工格栅上面行走。D.堆料摊铺及整平a. 在土工格栅上卸料时,必须先从过渡段与路堤连接处卸料,然后用推土机逐步推料向桥台前进,卸料及推料时要严格控制料量,防止填层厚度超限。b. 推土机进行摊铺粗平,平地机精平。c. 每作业面配合4-6个劳动力及2台手推车,对作业面内凹凸不平处进行挖除或补料。保证作业面平整,利于压实。d
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