王贊

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使我國(guó)高速鐵路路基建設(shè)大幅增加，作為高鐵建設(shè)中的重要組成部分。高鐵的路基技術(shù)主要分為場(chǎng)拌和、廠拌和路拌。本文通過(guò)路基改良土工程的試驗(yàn)研究，探索高速鐵路路基改良土填筑施工技術(shù)，為相關(guān)人員的研究提供重要的物質(zhì)參考。

Abstract： With the continuous development of social economy， the construction of high-speed railway subgrade has increased greatly， as an important part of high-speed railway construction. The subgrade technology of high-speed railway can be divided into field mixing and factory mixing. Through the experimental study of the roadbed soil improvement project， this paper explores the construction technology of the roadbed soil improvement of high-speed railway， and provides important material reference for the related personnel.

關(guān)鍵詞：鐵路路基;改良土工程;試驗(yàn);施工技術(shù)

Key words： railway subgrade;soil improvement works;test;construction technology

中圖分類號(hào)：U213.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）06-0162-02

0 ?引言

高速鐵路的變化，創(chuàng)新了傳統(tǒng)鐵路養(yǎng)護(hù)、施工以及設(shè)計(jì)等方面的思路。針對(duì)軌道有渣的狀況，線路要為列車的安全、高速運(yùn)行提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，軌下基礎(chǔ)的路基、道床主要是由散體材料構(gòu)成的，抗振能力比較差，比較容易出現(xiàn)變形的問(wèn)題。針對(duì)鐵路路基改良土工程技術(shù)來(lái)講，傳統(tǒng)都是使用簡(jiǎn)單的路拌法、人工拌合，因?yàn)槲覈?guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的技術(shù)要求難以滿足時(shí)代的發(fā)展。近些年來(lái)，許多高鐵施工過(guò)程中都應(yīng)用全新技術(shù)，主要有廠拌法、場(chǎng)拌法以及路拌法。鑒于此，線路結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)就是有渣軌道，是最不穩(wěn)定的部分。接下來(lái)，本文就鐵路路基改良土工程性質(zhì)試驗(yàn)及施工技術(shù)，展開(kāi)具體探索。

1 ?簡(jiǎn)析鐵路路基改良土填筑施工技術(shù)

1.1 高速鐵路對(duì)路基的要求 ?高鐵是重要的出行方式，與普通火車相比可以節(jié)省很多時(shí)間，這對(duì)路基提出了更高的發(fā)展要求。我國(guó)高速鐵路的發(fā)展比較晚，技術(shù)發(fā)展相對(duì)落后，因此在實(shí)際施工過(guò)程中，要保證軌道的平穩(wěn)運(yùn)行，主要體現(xiàn)在以下方面：

①施工設(shè)計(jì)重點(diǎn)工作，包括控制工后沉降、路基頂面的不平順、路基變形等方面;②針對(duì)路基主體方面，主要應(yīng)用不含易風(fēng)化軟質(zhì)、粉砂、改良土巖等，針對(duì)路基壓實(shí)系數(shù)的選擇，要偏向重型擊實(shí)標(biāo)，壓路機(jī)進(jìn)行路基壓實(shí)作業(yè)行駛速度在4km/h以內(nèi)為宜，壓實(shí)路線，直線段宜先兩側(cè)后中間，小半徑曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)，縱向進(jìn)退式進(jìn)行;橫向接頭，對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)重疊0.4～0.5m，對(duì)三輪壓路機(jī)重疊輪寬的1/2，前后相鄰兩區(qū)段宜縱向重疊1.0～1.5m，使路基各點(diǎn)都得到壓實(shí)，避免土基產(chǎn)生不均勻沉陷。③針對(duì)基床方面的設(shè)置：表層0.7m，0.05～0.1m瀝青混凝土防排水層;0.65～0.6m級(jí)配碎石。在低層2～3m處，要應(yīng)用不含易風(fēng)化軟質(zhì)巖、細(xì)粒土或者以廠拌為主的改良土;④針對(duì)過(guò)渡段的設(shè)置，要應(yīng)用正梯形進(jìn)行布置，工后沉降簇3cm，最小長(zhǎng)度為15cm;⑤針對(duì)輔助基礎(chǔ)設(shè)施方面的要求：電纜、接觸網(wǎng)支柱、電纜溝槽、通信設(shè)施等設(shè)備，要與路基工作同步進(jìn)行。高速鐵路要求路基平穩(wěn)，所以高鐵路基的重要組成部分是軌下系統(tǒng)。高速鐵路主要有鋼輪、道床、路基、車輪等子系統(tǒng)組成，要將各個(gè)子系統(tǒng)處于完好狀態(tài)，在整個(gè)系統(tǒng)中充分應(yīng)用。

1.2 填料改良的基本原理 ?在實(shí)際施工中摻入適當(dāng)石灰，要確保含水量處于最佳狀態(tài)，這會(huì)造成土壤的性質(zhì)發(fā)生某些改變，主要原理就是這些物質(zhì)間出現(xiàn)的物理以及化學(xué)反應(yīng)。其中牽涉的反應(yīng)原理主要包括硬化結(jié)晶、碳酸作用、火山灰作用以及離子交換作用等四個(gè)種類。

1.3 鐵路路基改良土工程技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展 ?針對(duì)鐵路路基改良土工程技術(shù)來(lái)講，傳統(tǒng)都是使用簡(jiǎn)單的路拌法、人工拌合，因?yàn)槲覈?guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的技術(shù)要求難以滿足時(shí)代的發(fā)展。近些年來(lái)，許多高鐵施工過(guò)程中都應(yīng)用全新技術(shù)，主要有廠拌法、場(chǎng)拌法以及路拌法。這些技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了我國(guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展，對(duì)于工作效率的提升具有重要意義。像路拌法，這種施工手段成本較低，施工過(guò)程比較簡(jiǎn)單，只要嚴(yán)格按照相關(guān)操作要求，就可以為后續(xù)的施工提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。廠拌法具有很高的精密度，技術(shù)質(zhì)量較高，是通過(guò)機(jī)械化操作生產(chǎn)的。隨著鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展，誕生了場(chǎng)拌法，主要是在取土場(chǎng)直接進(jìn)行拌合作用，操作起來(lái)比較便利，幾乎不會(huì)對(duì)環(huán)境有影響，在實(shí)際施工中得到廣泛應(yīng)用。

2 ?簡(jiǎn)析鐵路路基改良土工程性質(zhì)試驗(yàn)

2.1 改良土廠拌法施工 ?按照施工工藝的具體操作要求，路基在路面施工過(guò)程中具有重要意義，是工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)高速鐵路來(lái)講，最重要的是要保證路基的牢固性。鑒于此，要對(duì)路基的施工以及填料技術(shù)進(jìn)行科學(xué)控制，為高速鐵路的安全行駛提供重要的物質(zhì)前提，主要的操作就是打好地基，對(duì)于路基攤鋪環(huán)節(jié)鋪攤均勻。如果機(jī)器不能處理到位的地方要進(jìn)行人工處理，對(duì)于檢驗(yàn)測(cè)試區(qū)要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，將含水量控制在最佳狀態(tài)。根據(jù)具體的操作流程施工，確保相關(guān)工作的順利完成，實(shí)現(xiàn)施工效果的最大化。

2.2 改良土路拌法施工 ?由于環(huán)境因素的影響，缺少大型的綜合廠拌設(shè)備，通常應(yīng)用強(qiáng)制式拌和機(jī)拌，這會(huì)對(duì)工作效率造成直接影響，難以實(shí)現(xiàn)具體的施工要求。根據(jù)傳統(tǒng)的施工經(jīng)驗(yàn)，鋪好一層改良土大概需要5天時(shí)間。但是按照此方法實(shí)施具體的工程，完成自拌、碾壓固化劑土的時(shí)間不能超出5h，水泥粉煤灰不能大于4h。這樣會(huì)造成施工方法、施工進(jìn)度出現(xiàn)嚴(yán)重沖突。據(jù)路拌法的施工實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，路拌法拌和深度可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)工作要求，可以進(jìn)行完全拌和均勻，對(duì)于施工效率的提升具有重要意義。

2.3 場(chǎng)拌法施工 ?場(chǎng)拌法就是在巨大的場(chǎng)地破碎材料，對(duì)其進(jìn)行均勻攪拌，將這些材料運(yùn)輸至路基施工處，對(duì)其進(jìn)行平整、壓實(shí)。這種施工方法比較簡(jiǎn)單，但是需要的場(chǎng)地面積比較大，在本次實(shí)驗(yàn)中熟石灰的比例為7%，生石灰的比例為6%。要選擇不厚實(shí)的土，對(duì)土質(zhì)進(jìn)行不斷改良，通過(guò)粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎處理，將其壓實(shí)，對(duì)含水量進(jìn)行測(cè)量。標(biāo)段路基長(zhǎng)度18.29km，占標(biāo)段線路總長(zhǎng)的37.4%，設(shè)計(jì)路基本體及基床底層采用水泥改良土，基床表層及過(guò)渡段采用級(jí)配碎石。路基本體水泥摻量為4%，基床底層水泥摻量為6%，填方總量為122.8萬(wàn)方。

2.3.1 場(chǎng)拌法施工當(dāng)中含水量控制 ?標(biāo)段內(nèi)屬丘陵地貌，地表上覆第四系全新統(tǒng)人工填土粉質(zhì)黏土及碎石土，下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖夾砂巖;全風(fēng)化帶（W4）厚2～10m，強(qiáng)風(fēng)化帶（W3）厚5～20m。路塹挖方地質(zhì)情況復(fù)雜，多為泥巖夾砂巖互層狀分布，規(guī)律性較差，泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂巖等巖性遞變較快，巖石隨鈣質(zhì)含量的變化而呈現(xiàn)巖石強(qiáng)度及抗風(fēng)化能力的明顯差異，由此形成巖層風(fēng)化帶空間分布上的無(wú)規(guī)律性，呈透鏡狀無(wú)成層性分布。路基填料中的含水量過(guò)大、過(guò)小，會(huì)對(duì)填料土的性質(zhì)造成嚴(yán)重影響，通過(guò)含水量的科學(xué)控制，保證路基質(zhì)量的可行性。在最佳含水量的狀況下，可以實(shí)現(xiàn)路基平整度的最大化。通過(guò)傳統(tǒng)工作實(shí)踐表明，含水量會(huì)對(duì)粉碎效果產(chǎn)生不利影響，通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)含水量為16%時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最佳的粉碎效果。鑒于此，要想充分發(fā)揮場(chǎng)拌法的優(yōu)勢(shì)，就要應(yīng)用相關(guān)手段對(duì)填料中的含水量進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)含水量的最優(yōu)化。

2.3.2 場(chǎng)拌法施工當(dāng)中顆粒粒徑的控制 ?在具體的施工過(guò)程中，要科學(xué)控制顆粒的大小，含草皮、生活垃圾、樹根、腐殖質(zhì)的土嚴(yán)禁作為填料。泥炭、淤泥、凍土、強(qiáng)膨脹土、有機(jī)質(zhì)土及易溶鹽超過(guò)允許含量的土，不得直接用于填筑路基;確需使用時(shí)，必須采取技術(shù)措施進(jìn)行處理，經(jīng)檢驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求后方可使用。粉質(zhì)土不宜直接填筑于路床，不得直接填筑于冰凍地區(qū)的路床及浸水部分的路堤。填料強(qiáng)度（CBR）應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。路床填料最大粒徑應(yīng)小于100mm，路基填料最大粒徑應(yīng)小于150m。本文所研究的路段主要是應(yīng)用兩種液壓碎土設(shè)備，實(shí)施相關(guān)工作，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)。通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)不符合要求的顆粒進(jìn)行篩選，通過(guò)含水量控制以及施工人員的不斷檢測(cè)，選擇科學(xué)的樣本，確保相關(guān)填料的顆粒徑，符合相關(guān)的施工要求。

2.3.3 場(chǎng)拌法施工當(dāng)中灰計(jì)量控制 ?在本次試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)用穩(wěn)定土拌和設(shè)備，這種設(shè)備可以按照設(shè)計(jì)提供的摻灰比設(shè)定計(jì)量，可以更好控制改良土的含灰量。但是在實(shí)際施工過(guò)程中，因?yàn)槭覔P(yáng)塵、潤(rùn)滑部件破損，改變傳統(tǒng)的摻灰比，所以要對(duì)穩(wěn)定土拌和設(shè)備出料口的改良土，實(shí)施科學(xué)的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)最佳的含灰量，確保鐵路施工工程的質(zhì)量。性質(zhì)不同的填料，應(yīng)水平分層、分段填筑、分層壓實(shí)。同一水平層路基的全寬應(yīng)采用同一種填料，不得混合填筑。填方分幾個(gè)作業(yè)段施工時(shí)，接頭部位如不能交替填筑，則先填路段，應(yīng)按1：1坡度分層留臺(tái)階;如能交替填筑，則應(yīng)分層相互交替搭接，搭接長(zhǎng)度不小于2m。

2.3.4 場(chǎng)拌法施工當(dāng)中碾壓遍數(shù)和松鋪系數(shù)的確定 ?本文選取的施工路段，應(yīng)用的是250mm、300mm、350mm、400mm四種松鋪厚度，實(shí)施相關(guān)填料。其中松鋪厚度為400mm時(shí)，應(yīng)用18t壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，在5遍后可以取得最佳的松鋪厚度350mm，松鋪系數(shù)為1.1～1.2。填石路堤逐層填筑時(shí)，要事先安排科學(xué)的史石料運(yùn)輸路線，根據(jù)水平科學(xué)分層，應(yīng)用大功率推土機(jī)攤平。針對(duì)個(gè)別不平的地方，要配合細(xì)石塊找平。當(dāng)石塊級(jí)配較差、填層較厚、料徑較大、石塊間空隙較大時(shí)，要在每層表明的空隙配合石渣、中粗砂，將空隙填滿。在實(shí)際碾壓過(guò)程中，要科學(xué)實(shí)驗(yàn)最佳碾壓遍數(shù)，實(shí)現(xiàn)最佳的施工質(zhì)量。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示：①壓實(shí)系數(shù)：路基本體摻入4%水泥的改良土，壓實(shí)系數(shù)可達(dá)到0.92～0.94，滿足基床以下路堤壓實(shí)系數(shù)≥0.92的要求;基床底層摻入6%水泥的改良土，壓實(shí)系數(shù)為0.95～0.97之間，滿足基床底層壓實(shí)系數(shù)≥0.95的要求。②無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度：摻4%水泥改良土，7天飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為309～320kPa，滿足基床以下路堤≥250kPa要求;摻6%水泥改良土，7天飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為384～395kPa，滿足基床底層≥350kPa要求。

綜上所述，在實(shí)際施工過(guò)程中，鐵路路基改良土工程在施工方法的選擇方面，具有不同傾向，經(jīng)常應(yīng)用場(chǎng)拌法、廠拌法和路拌法。從設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，廠拌法和路拌法這兩種方法可以滿足時(shí)代發(fā)展的需求，但是針對(duì)客運(yùn)專線要求基床底層是廠拌，基床以下路堤可以選取路拌法。施工時(shí)應(yīng)用大型綜合廠拌設(shè)備實(shí)施，操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，在攪拌方面沒(méi)有難度，讓其質(zhì)量可以得到有效保證，降低相應(yīng)的環(huán)境污染，將對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響降到最低，實(shí)現(xiàn)鐵路路基的可持續(xù)發(fā)展。

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