張玉龍
(中鐵十九局集團有限公司,北京 100176)
鐵路工程路基施工是基礎(chǔ)性環(huán)節(jié),對于鐵路工程整體質(zhì)量起著不可或缺的作用,要加強鐵路工程路基施工過程的質(zhì)量管理與控制,把握鐵路工程路基施工各個關(guān)鍵點,實現(xiàn)對施工全過程的質(zhì)量管控,延長鐵路路基結(jié)構(gòu)的安全耐久性,降低鐵路工程路基施工成本,促進鐵路工程施工企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
鐵路工程路基施工要全面落實質(zhì)量、安全、工期、技術(shù)創(chuàng)新及環(huán)保管理要求,進行鐵路工程路基施工前期勘察和設(shè)計,嚴格依照設(shè)計文件進行施工,確定科學(xué)合理、切實可行的鐵路工程路基施工方案,并組建項目隊伍,充分考慮參與施工人員的資質(zhì)、管理水平和素質(zhì),較好地實現(xiàn)對路基工程施工項目的監(jiān)督和控制。
首先要強化工程項目管理人員及施工人員的質(zhì)量管控意識,調(diào)動施工人員的積極性和主動性,強化施工人員的責(zé)任心[1]。還要嚴格執(zhí)行施工人員的資格報審制度,審核施工人員的資質(zhì)條件,包括項目負責(zé)人、工程師、施工員、質(zhì)量檢查員、試驗員、材料員等崗位人員的資質(zhì)狀況,加強施工人員的技術(shù)培訓(xùn),為提升工程施工質(zhì)量奠定人員基礎(chǔ)。
路基填筑土石是應(yīng)用數(shù)量較多的原材料,要依照現(xiàn)行鐵路路基設(shè)計規(guī)范,進行路基施工地質(zhì)勘察調(diào)研和試驗等工作,對土石材料進行分類和抽樣檢測,杜絕劣質(zhì)材料入場。要充分考慮當?shù)氐牡匦蔚孛?、地下水及土性等要素,選擇一般填料用于路基基床的下部,而將優(yōu)質(zhì)填料應(yīng)用于路基基床的上部[2]。對于路基浸水部位則選用滲水性填料,并根據(jù)最佳摻和料、最佳配比及改良后強度進行選配。同時,在原材料使用之前,要進行土石原材料的不間斷抽樣檢查,對片石、河砂等材料進行產(chǎn)地、性能的檢驗和調(diào)查,出具翔實的檢測報告,做到量材而用。
(1)做好施工前的準備工作。要做好測量放樣,恢復(fù)中線并放出邊線,進行前期地質(zhì)勘察和土質(zhì)試驗,合理確定施工流程及土方調(diào)配方案,有序組織人員及機械設(shè)備入場。開工前還要做好路基范圍內(nèi)各類現(xiàn)有障礙物和設(shè)施的場地清理,進行現(xiàn)場核對,采用分期分批的方式進行場地清理。
(2)做好施工過程質(zhì)量控制。在進行路堤填筑施工的過程中,可以采用橫斷面全寬、縱向分段分層填筑的方式,有效控制路基的壓實度和攤鋪厚度,并確保路基填料符合設(shè)計要求,同一作業(yè)區(qū)的不同填料要進行分層填筑,不同填料的厚度要>50 cm,并保證各填筑層的平整度和路拱達到設(shè)計要求。同時,要在邊坡兩側(cè)超填0.4~0.5 m,進行邊坡壓實,灑上石灰線,控制上層填土,使之與路堤全斷面保持一致,確保路基側(cè)面邊坡的坡率[3]。在填筑段的攤鋪整平施工作業(yè)中,可以采用平地機由兩側(cè)縱向行駛,從兩邊向路基中心刮平,再用人工填平凹坑的輔助方式,確保壓實質(zhì)量。還要隨時檢測填料的含水量,保證最佳含水量在±2%。另外,在進行碾壓夯實作業(yè)中,要選取適宜的碾壓機械,可以采用重型振動壓路機,由兩邊向中間進退式碾壓施工,使之達到規(guī)定的填土厚度和密實度。
(1)路基沉降控制。鐵路工程路基施工存在沉降問題,主要是由于建造時地基處理力度不足而導(dǎo)致路基承載力下降,還有就是在水的作用下路基土軟化導(dǎo)致沉降變形的現(xiàn)象。為此,要加強鐵路工程路基沉降變形的整治,可以采用注漿加固法進行路基沉降變形整治,將漿液注入路基下部和基底,粘合之前松散的填料和土質(zhì),降低填料及地基土的孔隙率和滲透系數(shù),增強漿液凝固的強度,提高路基承載力和防水效果[4]。
以某鐵路區(qū)段路基沉降變形整治為例,可以選擇硫鋁酸鹽水泥單液漿,采用路基下部及基底袖閥管注漿加固策略,具體注漿施工流程:①孔位布置。在路基護道平臺下的邊坡上鉆入一個斜孔,孔間距為0.4 m,孔徑大小為11 cm,擴散半徑大小為10 cm,入土深度為10 cm,縱向間距為20 cm;②注漿參數(shù)設(shè)定。要根據(jù)路基的不同部位設(shè)定注漿參數(shù),一般來說,路基基床內(nèi)的注漿壓力約為0.2~0.3 MPa,基床以下的注漿壓力約為0.5~0.8 MPa,并根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和注漿試驗,合理調(diào)整注漿孔間距和注漿壓力;③制漿??梢赃x用低于200 r/min 的制漿機進行制漿,攪拌時間2~6 min,將100 目的過濾網(wǎng)設(shè)置于出漿孔中,待制漿完成之后即行注漿;④注漿。注漿通常采用后退式分段注漿的方式,分段步距為100 cm,注漿速度為10~100 L/min,采用奇、偶兩種順序進行注漿,注漿作業(yè)期間要嚴密監(jiān)控,關(guān)注注漿處地面高程的變化,對于注漿作業(yè)中出現(xiàn)的跑漿、串漿等現(xiàn)象,要進行換孔作業(yè),待注入的漿液初凝之后再行補注,有效提高注漿壓力,確保漿液在地層中的均勻擴散。要注意的是,當出現(xiàn)注漿壓力較低時,要采用間歇注漿、減少漿液膠凝時間、增加注漿量等方式,進行注漿控制。
(2)路基變形監(jiān)測控制。對于鐵路工程路基施工過程中出現(xiàn)的路基變形問題,要采用水準測量法進行質(zhì)量控制,可以采用電子水準儀進行水準測量,預(yù)先埋設(shè)觀測點,沿鐵路縱向設(shè)置間隔5 m 的觀測標,將優(yōu)級反射片埋設(shè)于道床板側(cè)的中間,使反射片的正面對著線路法線方向,實現(xiàn)隨時觀測。并采用全站儀相對固定設(shè)站法,間隔1 h 觀測1 次沉降變化,異常狀態(tài)下要緊急停止注漿,并對相應(yīng)路基段進行監(jiān)測和及時反饋,生成注漿監(jiān)測報告。并對若干個監(jiān)控觀測樁進行觀測,獲悉注漿過程中的路基變形情況,進行各斷面變形監(jiān)測分析,通過動態(tài)監(jiān)測可知路基整治后軌道的動檢車峰值情況,上、下行線高低峰值變化不大,較為平穩(wěn);沉降所在單元TQI 值在1.97~3.15,表明路基整治之后的軌道線路較為平順。從靜態(tài)監(jiān)測來看,通過對不同斷面的靜態(tài)水準觀測可知,上、下行線沉降量變化較小,最大沉降量<3 mm。綜上可知,對于路基施工存在的沉降變形現(xiàn)象,可以采用注漿加固的處理措施,有效提升基底土的強度和剛度,減少路基沉降及基床表面的應(yīng)力。
融沉和凍脹是多年凍土地基的病害,極大地威脅鐵路的正常運營和安全,可以采用以下方法進行路基施工凍害的防治處理:
(1)設(shè)置地下排水隔水設(shè)施。路基病害極大程度上來源于水分因素,可以通過排水隔水法進行路基水分條件的控制,削弱或消除地基土的凍脹。主要包括有:①排水法。通常適用于山坡山崗地段的路基工程施工,采用挖方或半填半挖的方式,擴大路基邊溝,在邊溝設(shè)置>0.5%的縱坡,并間隔一段距離設(shè)置出水口,避免外來水無法及時排出而侵入路基[5]。還可以合理設(shè)置截水溝,根據(jù)水量的大小確定截水溝的尺寸,并在路堤或路塹設(shè)置暗溝,暗溝上層鋪設(shè)防淤層。在道路一側(cè)設(shè)置一定厚度的隔水層,避免暗溝中的水分滲入路基。另外,可以通過設(shè)置砂樁的方式,降低地下水位線,排除路基土體內(nèi)的水分;②隔水法。可以在路基中設(shè)置透水性隔水層或不透水性隔水層,通常采用砂礫、碎石爐渣等孔隙較大的材料形成透水性隔水層,阻止地下水向上層遷移。并采用不透水材料形成不透水隔水層,阻斷水分在路基中的遷移。
(2)換填非凍脹性材料??梢圆捎么稚?、礫石等非(弱)凍脹性材料替代天然地基的凍脹性土,削減路基的凍脹,將凍脹變形控制在一定范圍以內(nèi)。
(3)物理化學(xué)法??梢圆捎萌斯}漬化改良、憎水物質(zhì)改良、土顆粒聚集或分散改良等方式,改變土體中水分遷移的強度,降低水分冰點,削弱凍脹。以人工鹽漬化改良施工為例,可以直接將氯化鈉等鹽分灑在鐵路路基上,防止路基或路面凍脹;也可以將基坑的回填土進行鹽漬化處理,將其回填至預(yù)先挖好的基坑內(nèi),并夯實處理。
(4)增強建筑物抵抗能力??梢酝ㄟ^增加道床厚度的方式,改變路基的受力結(jié)構(gòu),并考慮采用重型鋼軌和大軌枕,減小軌枕間距,增加軌枕與道床的接觸面積。
(5)保溫法??梢栽诮ㄖ锘A(chǔ)底部或周邊設(shè)置隔熱層,增大熱阻,減小導(dǎo)熱速率,延遲地基土的凍結(jié),削弱凍脹現(xiàn)象。
鐵路工程路基施工要做好原材料的質(zhì)量控制,進行施工全過程的質(zhì)量管控,加強路基施工過程中出現(xiàn)的沉降變形控制,針對路基施工中的融沉和凍脹病害進行防治,確保鐵路工程路基施工質(zhì)量。