祝啟峰,喬安文

(1.黃大鐵路有限責(zé)任公司，山東 東營(yíng) 257091；2.中鐵二十一局集團(tuán)第六工程有限公司，北京 100176)

1 工程概況

新建黃大鐵路是環(huán)渤海灣鐵路通道的重要組成部分。線路位于河北省東部和山東省北部，北起朔(州)黃(驊港)鐵路黃驊南站，縱跨河北、山東兩省，經(jīng)滄州、濱州、東營(yíng)、濰坊4市10個(gè)區(qū)縣，南接益羊鐵路大家洼車站。線路總長(zhǎng)216.8 km，由路堤、橋梁和涵洞3種結(jié)構(gòu)物組成。其中：路基總長(zhǎng)156.3 km(含站場(chǎng))，占線路長(zhǎng)度的72%；橋梁總長(zhǎng)60.5 km，占線路長(zhǎng)度的28%。

2 地質(zhì)情況

黃大鐵路所經(jīng)地區(qū)為濱海沖積平原，東北方向靠近渤海灣，地形平緩開闊，海拔高程2～20 m。沿線出露地層為第四系全新統(tǒng)沖積層和海陸交互層，巖性主要以黏土、粉土、粉砂、細(xì)砂為主。沿線軟弱地基土多數(shù)分布在0～10 m的淺層，局部達(dá)到15 m;分布不連續(xù)，呈數(shù)層分布，厚度變化較大;天然含水率28%～37%，孔隙比0.8～1.15，液性指數(shù)0.55～1.12，壓縮系數(shù)0.33～0.62，黏聚力3～9 kPa，內(nèi)摩擦角7.7°～13.5°，有機(jī)質(zhì)含量為0.41%～4.87%，標(biāo)貫擊數(shù)3～5擊。

3 過(guò)渡段設(shè)置的必要性

由于路橋、路涵兩種結(jié)構(gòu)物間剛度不同，會(huì)引起軌道豎向剛度的突變。因此，必須在路基和橋梁(或涵洞)之間設(shè)置一定長(zhǎng)度的過(guò)渡段，使軌道的剛度逐漸變化，并最大限度地減少路橋間的沉降差[1-2]。

黃大鐵路地處東部沿海，地方溝渠縱橫、交通發(fā)達(dá)，因交通、灌溉、排水的需要，橋梁、涵洞等結(jié)構(gòu)物設(shè)置密度較大。為了確保在自然條件下列車運(yùn)行時(shí)鐵路路基工后沉降、強(qiáng)度、剛度處于長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)也為了減小剛性結(jié)構(gòu)物與土工結(jié)構(gòu)物之間的剛度差異，避免由不同結(jié)構(gòu)物間的差異沉降而影響列車運(yùn)行的平順性和安全性，需在不同結(jié)構(gòu)物連接處設(shè)置不同形式的過(guò)渡段，使其剛度與變形能夠均勻過(guò)渡[3-4]。

4 黃大鐵路過(guò)渡段設(shè)置情況及檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

4.1 過(guò)渡段長(zhǎng)度的確定

黃大鐵路的過(guò)渡段分為路基與橋梁過(guò)渡段、路基與橫向結(jié)構(gòu)物(如涵洞)過(guò)渡段2種。過(guò)渡段長(zhǎng)度計(jì)算公式：L=a+hn。其中：a為常數(shù)，路橋過(guò)渡段取4 m，路基與橫向結(jié)構(gòu)物過(guò)渡段取2 m；h為橋臺(tái)后或橫向結(jié)構(gòu)物填土高度，m；n為過(guò)渡段坡比，取2。

4.2 過(guò)渡段地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

黃大鐵路路橋過(guò)渡段的地基處理采用水泥土攪拌樁加固，樁直徑為0.5 m，樁間距為1.2 m，梅花形布置，地基加固寬度為路堤兩側(cè)坡腳外1 m范圍內(nèi)。樁長(zhǎng)根據(jù)檢算確定，樁頂設(shè)0.5 m厚碎石墊層，碎石墊層間鋪設(shè)一層土工格柵。

地基處理后應(yīng)進(jìn)行靜力觸探比貫入阻力或地基基本承載力檢測(cè)。路堤不同填土高度下比貫入阻力或地基基本承載力應(yīng)滿足以下要求：

1)路堤高度≥2.5 m時(shí)，地基應(yīng)滿足比貫入阻力Ps≥1.0 MPa或地基基本承載力σ≥120 kPa。

2)路堤高度<2.5 m時(shí)，地基應(yīng)滿足比貫入阻力Ps≥1.2 MPa或地基基本承載力σ≥150 kPa。

4.3 過(guò)渡段填料選擇及質(zhì)量控制

1)過(guò)渡段填料選擇

黃大鐵路過(guò)渡段填料采用C組土摻P.O 42.5普通硅酸鹽水泥進(jìn)行化學(xué)改良。

2)填料的質(zhì)量控制

C組土檢測(cè)項(xiàng)目及頻次見(jiàn)表1。施工中應(yīng)嚴(yán)格控制C組土的顆粒級(jí)配、最大干密度、最佳含水率、液限、塑限等指標(biāo)。

表1 C組土檢測(cè)項(xiàng)目及頻次

P.O 42.5普通硅酸鹽水泥摻量為4%。根據(jù)不同類別的土質(zhì)通過(guò)室內(nèi)配比試驗(yàn)確定用量，同時(shí)應(yīng)對(duì)連續(xù)進(jìn)場(chǎng)的同一產(chǎn)地、廠家、批號(hào)的每500 t水泥的強(qiáng)度等級(jí)、終凝時(shí)間等進(jìn)行檢測(cè)，以保證水泥質(zhì)量。

4.4 過(guò)渡段填筑壓實(shí)指標(biāo)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

1)壓實(shí)指標(biāo)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

不同土質(zhì)改良土壓實(shí)指標(biāo)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 不同土質(zhì)改良土壓實(shí)指標(biāo)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

2)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度要求

依據(jù)設(shè)計(jì)要求，改良土7 d飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥350 kPa。

3)水泥摻量誤差要求

每檢測(cè)層嚴(yán)格按照EDTA滴定法[5]，檢測(cè)4%水泥改良土水泥摻量，保證水泥摻量誤差在規(guī)范允許值+1%～-0.5%。

5 過(guò)渡段施工質(zhì)量控制措施及沉降觀測(cè)要求

5.1 施工工藝控制

過(guò)渡段大面積開工前必須先做填筑試驗(yàn)段，科學(xué)合理地確定不同土質(zhì)條件下改良土的松鋪厚度、最佳含水率等技術(shù)參數(shù)，以及碾壓遍數(shù)、碾壓組合、機(jī)械組合等工藝參數(shù)，以指導(dǎo)過(guò)渡段填筑施工。

過(guò)渡段填筑施工時(shí)，應(yīng)先在橋臺(tái)或涵身外墻上標(biāo)出厚度分層線，用白灰于路基上灑出填筑范圍邊框線。并按照工藝試驗(yàn)確定的松鋪厚度，用機(jī)械將改良的C組土攤鋪、整平、碾壓。

過(guò)渡段改良土壓實(shí)質(zhì)量應(yīng)采用壓實(shí)系數(shù)和地基系數(shù)雙指標(biāo)控制[6-7]。

5.2 改良土拌和方法

黃大鐵路過(guò)渡段改良土采用分段集中路拌法施工，由鏵犁配合旋耕機(jī)將混合料集中拌制均勻后，再運(yùn)至過(guò)渡段填筑。

改良土拌和時(shí)應(yīng)至少拌和2遍：第1遍由路中心開始，將混合料向中間翻，鏵犁前進(jìn)速度不得太快；第2遍從兩邊開始，將混合料向外側(cè)翻，然后再用旋耕機(jī)拌和至少2遍。

拌制均勻的水泥改良土，應(yīng)色澤均勻、無(wú)素土夾層、無(wú)灰條灰團(tuán)和花面，拌和質(zhì)量符合要求后方可進(jìn)行填筑施工[8-9]。

5.3 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

為保證過(guò)渡段填筑的施工質(zhì)量，在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按以下要點(diǎn)實(shí)施：①過(guò)渡段應(yīng)與相鄰的路堤同步施工;②橫向結(jié)構(gòu)物兩端的過(guò)渡段填筑必須同步對(duì)稱進(jìn)行;③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;④填料的松鋪厚度不宜大于20 cm，碾壓遍數(shù)應(yīng)嚴(yán)格按照工藝試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行控制;⑤對(duì)改良土施工時(shí)間應(yīng)加以控制，從拌和至壓實(shí)完成不應(yīng)超過(guò)4 h，壓實(shí)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù);⑥涵身及橋臺(tái)上必須清楚標(biāo)識(shí)每層填筑厚度標(biāo)識(shí)線，以防松鋪及壓實(shí)厚度超標(biāo);⑦沉降觀測(cè)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求同步進(jìn)行。

5.4 過(guò)渡段路基沉降觀測(cè)

黃大鐵路對(duì)路基工后沉降量的要求：一般地段要求不大于30 cm，過(guò)渡段要求不大于15 cm。路橋、路涵過(guò)渡段沉降觀測(cè)以路基面沉降和不均勻沉降觀測(cè)為主。

沉降觀測(cè)樁設(shè)置要求：在過(guò)渡段范圍內(nèi)線路中心應(yīng)設(shè)置沉降板，在線路兩側(cè)路肩應(yīng)設(shè)置沉降觀測(cè)樁，依據(jù)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整過(guò)渡段填筑速率、沉降觀測(cè)周期和頻次，見(jiàn)表3。

表3 過(guò)渡段沉降觀測(cè)周期及頻次

6 試驗(yàn)檢測(cè)

過(guò)渡段填筑碾壓完成后，應(yīng)分別采用灌砂法及K30檢測(cè)儀對(duì)改良土壓實(shí)系數(shù)K和地基系數(shù)K30進(jìn)行檢測(cè)[10]。壓實(shí)指標(biāo)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)表2進(jìn)行控制。同時(shí)取土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，采用EDTA滴定法檢測(cè)水泥摻量。

經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，通過(guò)采用以上控制措施，黃大鐵路路基過(guò)渡段填筑施工質(zhì)量良好，基床表層、基床底層及路堤本體的壓實(shí)系數(shù)K、地基系數(shù)K30雙指標(biāo)均滿足壓實(shí)指標(biāo)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

7 建議

鐵路路基過(guò)渡段是路基結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部位，也是質(zhì)量控制的薄弱環(huán)節(jié)。在用水泥改良的C組土填筑路基過(guò)渡段時(shí)，尤其要重點(diǎn)控制好C組土的含水率、水泥摻量、松鋪厚度、拌和施工工藝，保證混合料的拌和質(zhì)量，改良土填筑施工時(shí)必須嚴(yán)格控制施工時(shí)間。同時(shí)，在距結(jié)構(gòu)物2 m以內(nèi)的距離必須采用小型壓路機(jī)壓實(shí)，并及時(shí)按設(shè)計(jì)要求做好沉降觀測(cè)工作以指導(dǎo)施工，確保過(guò)渡段填筑的施工質(zhì)量。

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