喬安文

(中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司,濟(jì)南 250002)

1 工程概況

武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)內(nèi)XXTJⅢ標(biāo)Ⅱ單元地處湖南省湘潭縣、衡陽(yáng)市衡山縣境內(nèi),沿線(xiàn)以丘陵地貌為主,沖積階地次之,地質(zhì)情況復(fù)雜,地勢(shì)高低起伏。正線(xiàn)里程范圍為DK1 656+097.08～DK1 675+200,全長(zhǎng)19.103 km，軌道形式為CRTS-Ⅰ型雙塊式無(wú)砟軌道,其中路基長(zhǎng)度6.996 km,其中土方為195萬(wàn)m3,石方54萬(wàn)m3。

2 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基過(guò)渡段設(shè)置的必要性

為達(dá)到高速鐵路無(wú)砟軌道路基工后沉降、強(qiáng)度、剛度以及列車(chē)高速運(yùn)行及自然條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定的技術(shù)要求,同時(shí)因交通、灌溉、排水等的需要,沿線(xiàn)路基地段在設(shè)計(jì)過(guò)程中橫向結(jié)構(gòu)物設(shè)置密度較大。為了避免剛性構(gòu)筑物與土工構(gòu)筑物間的剛度差異以及由不同構(gòu)筑物間的差異沉降而影響列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)的平順性和舒適度,在不同構(gòu)筑物連接處設(shè)置了不同形式的過(guò)渡段(橋路過(guò)渡段、隧路過(guò)渡段、涵路過(guò)渡段、橋隧過(guò)渡段等)使其剛度與變形實(shí)現(xiàn)均勻過(guò)渡,確保列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)的安全性和平穩(wěn)性。

3 過(guò)渡段路基填筑技術(shù)要求

3.1 路基與橫向結(jié)構(gòu)物(立交框構(gòu)、箱涵)過(guò)渡段填筑幾何尺寸的確定原則

(1)當(dāng)路基面距橫向結(jié)構(gòu)頂面的垂直高度≥2.0 m時(shí),則按圖1設(shè)置過(guò)渡段。

圖1 路堤與橫向結(jié)構(gòu)物連接(軌頂至涵洞頂高度≥2.0 m)(單位：m)

(2)當(dāng)路基面距橫向結(jié)構(gòu)頂面的垂直高度小于2.0 m時(shí),如圖2所示,涵洞兩側(cè)不小于20 m范圍內(nèi)的基床表層采用級(jí)配碎石摻5%水泥填料填筑；表層以下涵頂及每側(cè)頂寬2.0 m的正梯形范圍內(nèi)采用級(jí)配碎石摻5%水泥填料填筑。

圖2 路堤與橫向結(jié)構(gòu)物連接(軌頂至涵洞頂高度<2.0 m)(單位：m)

(3)當(dāng)橫向構(gòu)筑物軸線(xiàn)與線(xiàn)路中心線(xiàn)斜交時(shí),應(yīng)使過(guò)渡段的設(shè)置與線(xiàn)路中心垂直,避免橫向的剛度差異。當(dāng)涵洞門(mén)有翼墻時(shí)基底混凝土回填層應(yīng)做成向涵洞外側(cè)傾斜的排水坡,將路基填料滲水引至翼墻邊緣,經(jīng)橫向排水管將水排出路基,形成閉合的排水系統(tǒng)。

圖3 路基與斜交框架箱涵過(guò)渡段示意(單位：m)

3.2 過(guò)渡段基底處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1不同土質(zhì)條件下過(guò)渡段基底處理后地基承載力的技術(shù)指標(biāo)

(1)黏性土地基:地基應(yīng)滿(mǎn)足靜力觸探比貫入阻力Ps≥1.8 MPa和地基基本承載力[σ]≥200 kPa。

(2)粉質(zhì)土地基:地基應(yīng)滿(mǎn)足靜力觸探比貫入阻力Ps≥3.0 MPa和地基基本承載力[σ]≥200 kPa。

(3)砂類(lèi)土地基:地基應(yīng)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N63.5≥15和地基基本承載力[σ]≥200 kPa。

(4)卵礫碎石類(lèi)土地基:地基應(yīng)滿(mǎn)足地基基本承載力[σ]≥250 kPa。

3.2.2不同換填厚度過(guò)渡段沖擊壓實(shí)后Ev2及壓實(shí)系數(shù)K值檢測(cè)指標(biāo)

(1)基床底層換填厚達(dá)2.3 m時(shí),滿(mǎn)足Ev2≥45 MPa的要求；

(2)當(dāng)基床底層換填厚小于2.3 m時(shí),換填底面Ev2≥60 MPa；

(3)填高大于3 m的過(guò)渡段基底,沖擊壓實(shí)后或清基換填后,滿(mǎn)足Ev2≥45 MPa；

(4)過(guò)渡段基底有加固樁時(shí),且地基加固樁穿過(guò)了換填層,換填層的壓實(shí)度應(yīng)滿(mǎn)足壓實(shí)系數(shù)K≥0.9。

3.3 過(guò)渡段級(jí)配碎石填料(級(jí)配碎石摻入5%水泥)的生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)用于過(guò)渡段級(jí)配碎石的配比、試驗(yàn)檢測(cè)性能(表1)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的技術(shù)要求。

(2)級(jí)配碎石和級(jí)配碎石摻入5%水泥(P.O 32.5),按試驗(yàn)配合比在拌和站進(jìn)行統(tǒng)一拌制,級(jí)配碎石中水泥摻量允許偏差為試驗(yàn)配合比的0～+1%。

3.4 過(guò)渡段填筑填料壓實(shí)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.4.1過(guò)渡段倒梯形A、B組填料的壓實(shí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(表2)

3.4.2過(guò)渡段基床表層及基床底層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)(表3)

表1 級(jí)配碎石檢測(cè)性能

注：以上試驗(yàn)結(jié)果均符合《客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 過(guò)渡段倒梯形A、B組填料的壓實(shí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

表3 過(guò)渡段范圍的基床表層、表層以下的級(jí)配碎石填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

3.5 過(guò)渡段沉降觀(guān)測(cè)元器件及綜合過(guò)軌管線(xiàn)的埋設(shè)

(1)過(guò)渡段沉降監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容

路橋、路涵、堤塹、路隧、橋隧過(guò)渡段沉降觀(guān)測(cè)以路基面沉降和不均勻沉降觀(guān)測(cè)為主,在線(xiàn)路兩側(cè)設(shè)置地基和路肩觀(guān)測(cè)樁；在線(xiàn)路中心設(shè)置沉降板,距過(guò)渡段分界里程兩側(cè)各1 m處設(shè)置靜力水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降差觀(guān)測(cè)。

(2)觀(guān)測(cè)斷面及觀(guān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

依據(jù)設(shè)計(jì)文件設(shè)置各類(lèi)路基工點(diǎn)的沉降觀(guān)測(cè)斷面及點(diǎn),觀(guān)測(cè)元器件布置按設(shè)計(jì)圖紙要求辦理。

3.6 過(guò)渡段防排水措施

(1)過(guò)渡段施工前應(yīng)做好排水溝,保證雨季排水通暢,避免路基受到雨水的浸泡。

(2)準(zhǔn)備好彩條布隨時(shí)對(duì)施作好的過(guò)渡段部分進(jìn)行遮蓋,以減輕雨水對(duì)填筑段的浸泡。

(3)過(guò)渡段路基填筑過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格控制路基橫向填筑坡度。

4 過(guò)渡段路基填筑施工

4.1 過(guò)渡段填筑施工工藝

4.1.1過(guò)渡段填筑施工工藝流程(圖4)

圖4 過(guò)渡段施工工藝流程

4.1.2 施工準(zhǔn)備

(1)級(jí)配碎石料場(chǎng)準(zhǔn)備

級(jí)配碎石摻5%水泥在拌和站進(jìn)行集中廠(chǎng)拌,施工前拌和站將各種級(jí)配的碎石及水泥進(jìn)場(chǎng)到位。

(2)施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備

①基底處理達(dá)到承載力要求及填筑條件；

②橫向結(jié)構(gòu)物兩側(cè)標(biāo)記填筑坡度線(xiàn)、填筑邊界線(xiàn)、每層填高標(biāo)示線(xiàn)(圖5)。

圖5 填筑坡度線(xiàn)、每層填高標(biāo)示線(xiàn)

4.1.3 填料填筑施工

(1)由自卸式運(yùn)輸汽車(chē)將拌和站拌好的填料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),按事先畫(huà)好的網(wǎng)格有組織地卸料(圖6)。

圖6 布料網(wǎng)格線(xiàn)

(2)采用推土機(jī)攤鋪散料,同時(shí)人工配合機(jī)械對(duì)局部進(jìn)行找平和補(bǔ)料。

(3)控制填料含水量。按照填料室內(nèi)試驗(yàn),填料施工含水率控制為最佳含水量的-1.5%～+1%。填料含水率較低時(shí),采用灑水措施；填料含水率過(guò)大時(shí),采用松土器翻松晾曬。由于采用拌和站統(tǒng)一拌料,應(yīng)依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的天氣情況和運(yùn)輸距離的大小及時(shí)調(diào)整含水量。

(4)機(jī)械整平

①粗平。填料上足后,采用推土機(jī)粗平。為保證每層的平整度及施工厚度的均勻,攤平過(guò)程中要檢查層厚和平整度。

②精平。待粗平完成后,再用平地機(jī)精平作業(yè)。且每層填筑時(shí)均須形成2%～4%的人字形橫坡。

③集窩處理。在攤鋪及整平過(guò)程中,容易出現(xiàn)骨料集窩現(xiàn)象,應(yīng)安排小型挖機(jī)對(duì)局部級(jí)配較差的填料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拌和,改良級(jí)配。對(duì)骨料局部集窩部分,由人工現(xiàn)場(chǎng)拌和。

(5)機(jī)械碾壓

精平完成后,現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行檢測(cè),確認(rèn)填筑層高程及平整度符合要求后才能進(jìn)行碾壓。大型壓實(shí)機(jī)械在靠近橫向結(jié)構(gòu)物時(shí)進(jìn)行橫向碾壓(圖7),壓路機(jī)不能壓到的部位,采用小型振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備人工分層夯實(shí)(圖8)。

圖7 過(guò)渡段機(jī)械壓實(shí)

圖8 人工夯實(shí)

4.2 過(guò)渡段施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

(1)過(guò)渡段級(jí)配碎石和與其連接段的A、B組填料填層應(yīng)與相鄰的路堤及錐體同時(shí)施工,并將過(guò)渡段與連接路堤的碾壓面按大致相同的水平分層高度同步填筑并均勻壓實(shí)。在填筑壓實(shí)過(guò)程中,應(yīng)保證橋臺(tái)、橫向結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定、無(wú)損傷。

(2)過(guò)渡段路堤兩側(cè)防護(hù)砌體的施工應(yīng)在地基和路堤變形穩(wěn)定后進(jìn)行。宜與相鄰路堤的防護(hù)砌體施工相互協(xié)調(diào)。

(3)路堤與橫向結(jié)構(gòu)物過(guò)渡段

①當(dāng)橫向結(jié)構(gòu)物頂至路基面高度小于1.5 m時(shí),橫向結(jié)構(gòu)物頂面以上路堤填筑級(jí)配碎石。橫向結(jié)構(gòu)物頂面及其兩端20 m范圍內(nèi)路堤級(jí)配碎石應(yīng)按設(shè)計(jì)摻適量水泥。

②橫向結(jié)構(gòu)物兩端的過(guò)渡段填筑必須對(duì)稱(chēng)進(jìn)行,并應(yīng)與相鄰路堤同步施工。

③靠近橫向結(jié)構(gòu)物的部位,應(yīng)平行于橫向結(jié)構(gòu)物進(jìn)行橫向碾壓。大型壓路機(jī)碾壓時(shí),不得影響其穩(wěn)定。

④橫向結(jié)構(gòu)物的頂部填土厚度小于1 m時(shí),不得采用大型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。

⑤大型壓路機(jī)碾壓不到的部位應(yīng)用小型振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備分層進(jìn)行碾壓,填料的松鋪厚度不宜大于20 cm,碾壓遍數(shù)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

4.3 過(guò)渡段施工注意事項(xiàng)

(1)過(guò)渡段采用級(jí)配碎石+5%的水泥,級(jí)配碎石要滿(mǎn)足規(guī)范的各項(xiàng)指標(biāo)要求,三級(jí)配,生產(chǎn)必須廠(chǎng)拌。

(2)大型機(jī)械施工時(shí)的虛鋪厚度與小型機(jī)械施工時(shí)的虛鋪厚度不一致,需要綜合考慮兩種壓實(shí)設(shè)備的差異。過(guò)渡段由于采用兩種壓實(shí)設(shè)備(機(jī)械與人工),特別要注意壓實(shí)檢測(cè)結(jié)果的均勻性。

(3)過(guò)渡段要與路基同步施工,以保證接觸面的密實(shí)性。

(4)在過(guò)渡段要注意施工過(guò)程中是否有裂縫出現(xiàn),尤其注意排水,避免水從結(jié)合部位滲入路基。

(5)橋臺(tái)前的防護(hù)工程受到土壓力的水平作用,將產(chǎn)生一定的水平位移,這一水平位移將會(huì)使路橋過(guò)渡處的路基出現(xiàn)一定的沉降變形。要使橋臺(tái)前的錐坡先于過(guò)渡段前填筑或同步填筑。

(6)施工時(shí)間從加入水泥拌和到振實(shí)完成不能超出1.5 h,摻入水泥的級(jí)配碎石應(yīng)在1.5 h內(nèi)使用完畢。

(7)依據(jù)天氣情況及運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近，及時(shí)調(diào)整級(jí)配碎石填料的含水量。

(8)為保持級(jí)配碎石水分并與前一層結(jié)合緊密,鋪料前先將下層表面灑水潤(rùn)濕。

(9)填料攤鋪整平后要選擇合適時(shí)間進(jìn)行碾壓,否則摻入填料中的水泥對(duì)路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)起反作用。

(10)沉降觀(guān)測(cè)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求同步進(jìn)行。

5 過(guò)渡段級(jí)配碎石填筑的施工體會(huì)及建議

(1)級(jí)配碎石拌和的均勻程度和填料級(jí)配的好壞直接影響孔隙率n值的大小。

(2)施工溫度的高低直接影響級(jí)配碎石和水泥摻和料強(qiáng)度上升的速率,溫度越高強(qiáng)度增加越快。

(3)根據(jù)壓路機(jī)噸位的大小可對(duì)規(guī)范規(guī)定的每層填筑厚度(15～30 cm)做出適當(dāng)調(diào)整。壓路機(jī)噸位較大,填層厚度較小會(huì)對(duì)下一層填料的強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響；壓路機(jī)噸位較小,填層厚度較大會(huì)直接影響本填筑層的壓實(shí)效果。

(4)級(jí)配碎石填料人工整平后,依據(jù)含水量的大小,選擇合適的碾壓時(shí)機(jī)進(jìn)行碾壓會(huì)達(dá)到較好壓實(shí)效果。

(5)當(dāng)過(guò)渡段連續(xù)施工時(shí),連續(xù)填層厚度不宜超過(guò)60 cm即兩個(gè)壓實(shí)層。

(6)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，級(jí)配碎石摻5%水泥與A、B組填料在碾壓遍數(shù)控制上可以采用相同的控制標(biāo)準(zhǔn)。

(7)過(guò)渡段施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)做好路基接口施工,各種綜合管線(xiàn)的預(yù)埋應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確,確保后續(xù)工作的正常進(jìn)行。

[1] 劉 彬.鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)過(guò)渡段施工技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2006(12).

[2] 鐵建設(shè)[2005]160號(hào)，客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 經(jīng)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)[2005]110TZ212—2005，客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路路基工程施工技術(shù)指南[S].

[4] 鐵科技基[2005]101號(hào)，客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)基床表層級(jí)配碎石暫行技術(shù)條件[S].

[5] TB10102—2002，鐵路土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[6] TB10001—2005，鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].