梁永林

（中鐵六局集團(tuán)北京鐵路建設(shè)有限公司，北京 100000）

鐵路工程通車運(yùn)行后，隨著交通運(yùn)輸量的不斷增加，車次越來越多，為更好滿足通行需要，對(duì)路基進(jìn)行幫寬改造是必要的。路基改造中往往會(huì)遇到軟土地基，含水量大、承載力低，不能滿足施工需要。作為施工單位，需根據(jù)路基改造施工現(xiàn)場基本情況，選擇合理的加固措施。拋石擠淤施工技術(shù)是常用的軟基處理技術(shù)，在路基幫寬改造中逐漸受到重視，其應(yīng)用也變得越來越廣泛。同時(shí)為促進(jìn)其作用得以有效發(fā)揮，把握施工技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)質(zhì)量控制是必要的。但目前在拋石擠淤施工中，一些工作人員責(zé)任心不強(qiáng)，未能準(zhǔn)確把握技術(shù)要點(diǎn)，制約施工效果和工程質(zhì)量提升，有必要采取完善措施。本文結(jié)合鐵路路基幫寬水塘段工程實(shí)例，就如何使用拋石擠淤施工技術(shù)開展軟土地基處里提出相應(yīng)對(duì)策，希望能為類似工程施工提供啟示。

1 拋石擠淤施工技術(shù)概述

拋石擠淤施工技術(shù)擁有自身特點(diǎn)，在軟土地基處理中的應(yīng)用也愈加受到重視。

1.1 拋石擠淤施工技術(shù)的概念

拋石擠淤施工技術(shù)是一種強(qiáng)制換土的施工處理方法，通常將具有一定級(jí)配且尺寸較大的片石、塊石拋投到軟黏土、淤泥質(zhì)當(dāng)中，并利用這些拋石本身的重量結(jié)合壓路機(jī)碾壓，擠出水塘段路基范圍內(nèi)的淤泥和軟黏土，拋石擠淤施工作業(yè)如圖1 所示。進(jìn)而提升路基的承載力與穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)不均勻沉降，增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性與可靠性，使其更好發(fā)揮作用[1]。

1.2 拋石擠淤施工技術(shù)的適用范圍

軟土地基處理中，拋石擠淤施工技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。施工中，向軟黏土、淤泥等拋投尺寸較大的石塊。利用這些拋石的自重和壓路機(jī)的碾壓，擠出淤泥和軟黏土，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)置換飽和軟土地基，提高地基承載力的目的。拋石擠淤施工技術(shù)在常年積水洼地、排水不暢、流動(dòng)性較差的軟土地基處理中比較適用。對(duì)于部分機(jī)械設(shè)備無法達(dá)到，且軟土厚度在3m 左右的地段，也適用拋石擠淤施工技術(shù)進(jìn)行處理。與其他技術(shù)相比，拋石擠淤施工技術(shù)在處理含水率大、孔隙比大、壓縮性高的黏性土中，其優(yōu)勢更加明顯，技術(shù)也更為成熟。并且該技術(shù)只需簡單的機(jī)械設(shè)備，現(xiàn)場管理相對(duì)方便，有利于節(jié)約軟土地基處理成本，提高處理效果，因而該技術(shù)越來越被廣泛用于軟土地基處理當(dāng)中。

2 工程概述

中國石油天然氣股份有限公司華北石化分公司專用鐵路遷建工程位于任丘站內(nèi)，任丘站是京九線上的二等中間站。任丘站路基高度在2.0～5.0m 之間，本次增加股道均為幫寬路基形式，增設(shè)9 道幫寬路基K146+183～146+473 范圍所處地段為京九線取土坑，長期積水成塘深度1.5～2.5m 之間，本次設(shè)計(jì)拋填片石固基、共計(jì)5600m3，因地勢限制本次設(shè)計(jì)采取不排水拋填片石固基，為工程的施工增加了一定的難度。

2.1 施工現(xiàn)場基本情況

施工人員經(jīng)過現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，該路段淤泥深度較大1.5-2.2m 之間。為確保施工效果，施工前加強(qiáng)現(xiàn)場調(diào)查，制定有效的技術(shù)方案，以保證工程質(zhì)量。結(jié)合工程質(zhì)量控制要求、施工工期及施工成本等目標(biāo)，最終決定采用拋石擠淤施工技術(shù)進(jìn)行處理，該路段淤泥挖深記錄表如表1 所示。

由表1 得知，該鐵路路基幫寬水塘段的淤泥最大深度為2.2m?，F(xiàn)場挖掘發(fā)現(xiàn)，該路段表層有一層厚1m 左右，且呈流塑狀淤泥，這部分在拋石擠淤施工中容易穿透。但1m 以下的淤泥部分，有一層300mm 厚灰白色、富含有機(jī)質(zhì)的材料、流塑性較差，影響拋填效果。

2.2 拋石擠淤施工處理方案確定

通過設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理人員現(xiàn)場勘察，結(jié)合不具備抽水等條件限制以及工期較緊沒有預(yù)留沉降期等實(shí)際情況，最終研究決定采用以下處理方案：1） 針對(duì)不能排水的問題，決定片石拋填分為兩次進(jìn)行，第一次拋填至水塘之上650mm，之后進(jìn)行碾壓待基本穩(wěn)定后二次拋填至計(jì)算標(biāo)高；2） 針對(duì)灰白色、富含有機(jī)質(zhì)的材料的流塑性較差層，第一次拋填時(shí)材料分為兩種，致使下半部分可以較好穿透有機(jī)質(zhì)層；3）針對(duì)工期較緊沒有預(yù)留沉降期的問題，采取部分拋填片石內(nèi)空隙內(nèi)注漿及超填150mm 進(jìn)行解決。

3 鐵路路基幫寬水塘段拋石擠淤施工的不足

目前在施工中，常見問題表現(xiàn)為施工準(zhǔn)備不足，未能科學(xué)合理安排機(jī)械設(shè)備和材料，拋石施工作業(yè)不到位、措施不足、未考慮后續(xù)沉降等，忽視加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，質(zhì)量檢測不到位，影響拋石擠淤施工效果。

3.1 拋石擠淤施工準(zhǔn)備工作不足

部分施工人員在開展拋石擠淤施工前，未能對(duì)施工現(xiàn)場開展詳細(xì)調(diào)查，所制定的拋石擠淤施工方案不科學(xué)，不合理，甚至忽視技術(shù)交底，難以有效指導(dǎo)工程施工。再加上材料準(zhǔn)備不足，試驗(yàn)數(shù)據(jù)缺失，影響后續(xù)施工順利進(jìn)行和工程質(zhì)量提升。

3.2 拋石擠淤施工方法有待改進(jìn)

常見問題是拋石作業(yè)過程質(zhì)量控制不到位，石料粒徑大小、形狀不符合要求。拋石過程未能嚴(yán)格遵循工藝流程，拋石范圍不合理，厚度大小不符合要求，對(duì)存在的縫隙沒有及時(shí)填補(bǔ)，影響拋石施工處理效果。部分施工人員責(zé)任心不強(qiáng)，未能嚴(yán)格按要求進(jìn)行[2]，難以確保拋石擠淤效果。

3.3 拋石沉降差檢測及穩(wěn)固措施沒有嚴(yán)格落實(shí)

為提升拋石擠淤施工效果，加強(qiáng)沉降差檢測，認(rèn)真開展質(zhì)量檢測與驗(yàn)收是必要的。但一些施工單位在拋石擠淤施工中，沒有嚴(yán)格按要求開展沉降差檢測，難以準(zhǔn)確獲取詳細(xì)的數(shù)據(jù)指標(biāo)，也未能及時(shí)采取改進(jìn)措施。此外，部分施工單位沒有嚴(yán)格落實(shí)其它穩(wěn)固措施，不注重加強(qiáng)施工現(xiàn)場質(zhì)量檢測，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)存在的不足，最終影響整個(gè)拋石擠淤施工效果。

4 鐵路路基幫寬水塘段拋石擠淤施工技術(shù)措施

為改進(jìn)拋石擠淤施工的不足，任丘站內(nèi)鐵路路基幫寬水塘段提升改造中，主要采取以下技術(shù)措施。

4.1 拋石擠淤施工準(zhǔn)備工作

施工準(zhǔn)備是非常重要的內(nèi)容，為確保拋石擠淤施工效果，需要做好以下準(zhǔn)備工作：1） 施工現(xiàn)場調(diào)查和施工便道修筑，施工前核實(shí)現(xiàn)場各種管道、電線、電纜等，管線遷改完成或采取可靠措施保護(hù)后，方可施工。以一側(cè)為起點(diǎn)向另一側(cè)平行推進(jìn)形成作業(yè)場地及施工通道，配備大型機(jī)械設(shè)備并輔以小型機(jī)具，按逐段鋪開、逐段完工原則，采取多個(gè)作業(yè)面流水作業(yè)。首先修筑進(jìn)場施工便道和現(xiàn)場材料臨時(shí)儲(chǔ)存場所，設(shè)置臨時(shí)排水系統(tǒng)，注重既有線路防護(hù)。既有線路防護(hù)采用硬隔離防護(hù)，防護(hù)位置設(shè)于距既有7 道3m 處，接觸網(wǎng)立柱外側(cè)。還要確定最適合修筑臨時(shí)便道的線位，盡可能結(jié)合已有道路作為便道[3]。要詳細(xì)調(diào)查作業(yè)區(qū)域水系，合理設(shè)置排水系統(tǒng)，確保排水順暢，方便后期排水。并清理干凈既有路基邊坡上可能影響拋石下沉的附著物，為拋石擠淤施工創(chuàng)造有利條件。2） 施工材料質(zhì)量控制和機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備，片石是主要的施工材料，拋石擠淤施工效果受原材料質(zhì)量影響，要注重片石質(zhì)量檢測，保證片石抗壓強(qiáng)度大于20MPa。且確保石料質(zhì)地均勻、無裂縫、無腐蝕且有一定的級(jí)配，做好抽檢工作，保證質(zhì)量合格。還要合理安排施工人員和機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行試驗(yàn)段施工，選定合理的壓實(shí)工藝參數(shù)，填筑層厚度，壓實(shí)機(jī)械組合方式，壓實(shí)遍數(shù)，超鋪高度等[4]。作為拋石擠淤的依據(jù)。3） 施工技術(shù)交底，拋石擠淤施工前，還要組織技術(shù)人員和施工人員開展技術(shù)交底，保證技術(shù)人員和施工人員掌握拋石擠淤的設(shè)計(jì)意圖、施工流程和工程質(zhì)量控制要點(diǎn)，對(duì)于存在的不足也要及時(shí)改進(jìn)，從而更好指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

4.2 施工現(xiàn)場的拋石擠淤作業(yè)

調(diào)查顯示，K146+183.586～K146+473.354 段為浸水路基，水塘深度在1.5m～2.5m，水無流動(dòng)性，設(shè)計(jì)采用拋填片石固基，坡率1∶1.5。片石選用質(zhì)地堅(jiān)硬、不易風(fēng)化崩解的塊石。用不同大小塊石摻雜拋填，使拋填片石具有一定密度。拋填片石從既有路基坡腳一側(cè)向設(shè)計(jì)坡腳一側(cè)拋填。使用25T 以上沖擊式壓路機(jī)充分碾壓，讓片石嵌入淤泥底面。片石填至高于水面400mm 并留2m 寬平臺(tái)，后進(jìn)行地基承載力檢測，合格后填筑“15cm 卵礫石墊層+15cm 砂礫石墊層”，其上平臺(tái)部分設(shè)0.3m 厚漿砌片石護(hù)坡砌層。拋填片石施工工藝流程為：“備料→測量→拋投→墊平→壓實(shí)→檢測→注漿固化”。

1） 試驗(yàn)取參，結(jié)合現(xiàn)場不能排水、片石必須拋填超過水面后才能壓實(shí)的實(shí)際情況，施工前必須經(jīng)過試驗(yàn)取得片石填筑界面的高度，以確保壓路機(jī)能夠進(jìn)行有效壓實(shí)并保證機(jī)械不侵水，經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)最終確定將片石一次性填筑超過水面500mm 能夠保證碾壓后的界面仍高于水面100mm，根據(jù)片石拋入水塘后整體水面上升的實(shí)際情況，將片石拋填界面通過計(jì)算后確定為高于既有水面650mm。2） 拋石施工作業(yè)，根據(jù)淤泥層實(shí)際厚度及水塘內(nèi)水的實(shí)際深度，計(jì)算出每個(gè)斷面拋填片石的數(shù)量后開展拋石作業(yè)。本施工項(xiàng)目分為兩步作業(yè)：第一步拋填至既有水面以上650mm 進(jìn)行碾壓；第二步根據(jù)虛鋪系數(shù)拋填至計(jì)算標(biāo)高。施工時(shí)使用挖掘機(jī)、推土機(jī)和自卸車開展施工，堅(jiān)持由高向低的順序進(jìn)行，順利完成石塊拋填任務(wù)，在較低的一側(cè)，還需鋪筑更多石塊[5]。第一步施工時(shí)為確保順利穿透有機(jī)層拋填石料分為兩種配合進(jìn)行，根據(jù)測量的淤泥厚度和水深經(jīng)過計(jì)算分別布料，具體如下：淤泥厚度范圍內(nèi)拋填粒徑較大、棱角分明并帶有一定級(jí)配的優(yōu)質(zhì)片石，水深部分拋填粒徑相對(duì)較小、級(jí)配良好并經(jīng)過水洗（提高后期注漿效果） 的優(yōu)質(zhì)片石，在的備料期間根據(jù)計(jì)算量片石分別堆放，拋填時(shí)首先填筑淤泥厚度范圍內(nèi)的片石并使用挖掘機(jī)進(jìn)行大致平整，之后拋填水深范圍內(nèi)的片石并使用推土機(jī)進(jìn)行平整，施工作業(yè)如圖2 所示。為保證石塊鑲嵌緊密，石塊的縫隙處需要應(yīng)用較小粒徑石塊灌注。第二步施工時(shí)采用第一步水深范圍內(nèi)的填料要求和方法拋填至計(jì)算標(biāo)高位置。該路段比較平坦，軟土呈流動(dòng)狀。因此，拋石填筑時(shí)，按照平行四邊形的形狀，自既有路基坡腳向水塘中部投放片石，然后將其擴(kuò)展到路基全寬范圍，從而擠出水塘段路基范圍內(nèi)的淤泥和軟黏土。施工中，為確保拋石擠淤處理效果，拋石擠淤前要準(zhǔn)備充足片石材料，測量好地面高程，連續(xù)進(jìn)行作業(yè)。為防止卸料時(shí)超過界限，施工中安排專業(yè)人員指揮。拋填施工時(shí)，從水塘段路基起點(diǎn)開始，采用挖掘機(jī)、推土機(jī)和自卸車分批次進(jìn)行片石拋填施工。第一次填筑大粒徑片石時(shí)，片石間不得架空，逐步向上填筑，直至所用片石粒徑逐步減小[6]。

3） 清淤作業(yè)，清淤作業(yè)時(shí)，可用挖掘機(jī)和自卸車一起進(jìn)行。片石拋填后會(huì)使得既有水塘體積變小，為盡量減小拋填片石給水塘帶來的影響，施工中如果有淤泥翻出，需立即使用挖掘機(jī)配合自卸車將淤泥挖除干凈。4） 嵌縫和灌縫處理，片石拋填作業(yè)完成后，為確保拋石擠淤施工效果，需使用石渣或碎石對(duì)間隙進(jìn)行嵌縫和灌縫處理。常用方法是，采用推土機(jī)對(duì)片石進(jìn)行找平作業(yè)，然后用壓路機(jī)碾壓片石，并配合人工方式，使用碎石填塞較大石塊之間的縫隙。

4.3 拋石沉降差檢測及穩(wěn)固措施

沉降差檢測也是不可忽視的環(huán)節(jié)，此外還要采取穩(wěn)固措施：1) 拋石沉降差檢測，拋石擠淤施工作業(yè)時(shí)，先拋填大塊片石，拋填深度應(yīng)達(dá)到淤泥底部30cm 以上。施工完成后加強(qiáng)沉降觀測，使用精密水準(zhǔn)儀觀測，取三次觀測的平均值直至沉降量小于2mm 時(shí)停止碾壓。因?yàn)闆]有預(yù)留路基預(yù)壓時(shí)間，為確保后期路基土方填筑時(shí)拋填的片石界面仍然滿足高于水面400mm 的設(shè)計(jì)要求，本次填筑時(shí)片石界面高于設(shè)計(jì)值150mm。2) 拋石穩(wěn)固措施，片石拋填完成成，在后期的施工和使用過程中仍有可能產(chǎn)生一定程度的不均勻沉降和路基失穩(wěn)，為進(jìn)一步提高鐵路路基幫寬水塘段的整體穩(wěn)定性同時(shí)減小不均勻沉降給路基帶來的影響，還有必要采取其它穩(wěn)固措施。本工程拋石完成后在水深范圍內(nèi)片石的空隙內(nèi)進(jìn)行了注漿處理，漿液采用污染較小、固化效果較好的水泥-水玻璃雙漿液，進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。

5 鐵路路基幫寬水塘段拋石擠淤施工技術(shù)的效果

上述工程施工中，通過拋石擠淤施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅順利完成處理任務(wù)，還取得良好效果。

5.1 施工方便，工藝流程簡單

拋石擠淤施工的工藝流程相對(duì)簡單，所需要的機(jī)械設(shè)備、材料、人員相對(duì)合理，同時(shí)也便利軟土地基處理施工，其應(yīng)用愈加受到重視。這對(duì)確保施工質(zhì)量，提升軟土地基處理效果具有積極作用。

5.2 成本合理，高效經(jīng)濟(jì)

當(dāng)前，軟土地基處理技術(shù)類型多種多樣，如何選擇合適的處理技術(shù)，提升施工效果是十分必要的。本工程拋石擠淤施工技術(shù)工藝流程簡單，施工方便，所需要的材料費(fèi)、人工費(fèi)和機(jī)械費(fèi)相對(duì)適中，整個(gè)工程施工的成本合理，高效經(jīng)濟(jì)，有著十分廣闊的應(yīng)用前景，雖然在注漿工序中產(chǎn)生了一定的費(fèi)用，但是相對(duì)于無法排水需要水車外運(yùn)產(chǎn)生的費(fèi)用還是小的多，該方法同時(shí)適用于排水體量較大的拋石擠淤工程。

5.3 預(yù)防工后沉降，提高處理效果

軟土地基處理中，通過本工程拋石擠淤施工技術(shù)應(yīng)用，不僅能順利完成處理任務(wù)，還有利于預(yù)防工后沉降，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與可靠，有利于提升處理效果，保證工程質(zhì)量合格。

6 結(jié)語

拋石擠淤施工技術(shù)是軟土處理的重要技術(shù)措施，將其用于工程施工具有積極作用。因此，施工人員要提高思想重視程度，把握質(zhì)量控制要點(diǎn)，使其更好發(fā)揮作用。作為施工人員，在整個(gè)鐵路路基幫寬水塘段拋石擠淤施工中，有必要加強(qiáng)現(xiàn)場調(diào)查，把握技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格遵循工藝流程，確保每道工序質(zhì)量合格。進(jìn)而有利于順利完成施工任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量的控制，提升幫寬水塘段拋石擠淤施工質(zhì)量和工程建設(shè)效果。