于江永

（中鐵十四局第二工程有限公司， 河南 安陽 455000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對出行的需求越來越高，因此高速鐵路成為了人們出行的最佳選擇，正是因為需求的提高，使得高速鐵路工程要在安全性、舒適性以及速度上做出更多的提升。為了讓我國高速鐵路工程發(fā)展的更好，本文對施工質(zhì)量控制做出分析，對相關(guān)施工措施做出探討，對各環(huán)節(jié)施工要點(diǎn)進(jìn)行說明。

1 施工前準(zhǔn)備

1.1 技術(shù)準(zhǔn)備

在對高速鐵路工程路基施工之前需要對現(xiàn)場展開勘測，觀察現(xiàn)場狀況是否與施工圖相符，避免兩者之間出現(xiàn)誤差。如果發(fā)現(xiàn)路基與施工圖存在著差異，應(yīng)及時對路基展開加固措施，防止在路基方面出現(xiàn)質(zhì)量問題。所以對現(xiàn)場進(jìn)行勘測是十分有必要的。具體的勘測方式為：（1）對地基的土類進(jìn)行勘察，對鐵路沿線的路基進(jìn)行開挖，觀察其土層狀況，如果發(fā)現(xiàn)存有豐富的地下水源或者弱土層較深，則可以利用地質(zhì)鉆孔取芯核查的方式；（2）對土層的承載力進(jìn)行核查：由于地質(zhì)情況的不同，目前主要有四種勘測方式，即靜力觸探、輕型動力觸探N10、標(biāo)貫、重型動力觸探N63.5的方法；（3）對土層密度進(jìn)行檢測，通常況下會沿著路中心方向間隔保持50m的距離進(jìn)行檢測，由于鐵路路基的橫向方向有著較寬的距離，所以應(yīng)在路基兩側(cè)坡腳內(nèi)各取一點(diǎn)進(jìn)行檢測，在地質(zhì)情況復(fù)雜或者是過渡段進(jìn)行適當(dāng)?shù)募用艽胧?。[1]

如果勘測結(jié)果以施工圖有著較大的差距，應(yīng)以及與工程相關(guān)單位進(jìn)行溝通，及早解決問題，消除質(zhì)量隱患。由于路橋、路涵等過渡段不適合大型施工設(shè)備進(jìn)行施工，因此在過渡段的施工會變得更加困難，不能很好的控制工程質(zhì)量。對此，需要在施工前進(jìn)行充足的優(yōu)化設(shè)計工作，在于多方進(jìn)行協(xié)商后，對路改橋方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

1.2 填料及施工用水準(zhǔn)備

1.2.1 取土場確定及填料試驗

在路基施工過程中，需要大量的各類土石，由于需要使用的數(shù)量巨大，需要對土石標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)量進(jìn)行一定的實(shí)驗，選用最為合適的土石進(jìn)行填筑。

1.2.2 供水方案和水源的確認(rèn)

在路基施工過程中加入一定的水，可以讓土體變得更加緊密，所以這種方法是十分有效的，特別是在極其缺乏水源的荒漠地區(qū)，需要確定所使用的水源以及供水方案，保證路基的施工質(zhì)量。此外還需注意所用水源的含鹽量，必須保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。[2]

1.3 填筑工藝試驗與總結(jié)

在對鐵路路基填筑之前，需要根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇一段與其環(huán)境、條件相同的路段進(jìn)行實(shí)驗，對路基進(jìn)行壓實(shí)、填筑等相關(guān)環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行記錄，即壓實(shí)次數(shù)、松鋪厚度等數(shù)據(jù)，確定出最佳的施工方案以及施工設(shè)備。

2 地基處理

對路基質(zhì)量上的控制主要指的是沉降變形情況，沉降變形是由塑形變形、基床彈性以及本體和地基的壓密變形所組成的。經(jīng)過試驗數(shù)據(jù)了解到，在路基壓實(shí)度滿足需求時，路基本體的壓密沉降只會占填土總高度的0.1%到0.5%，且所需時間也非常短，通常情況下自然沉降都會在鐵路開通之前所完成。由于地質(zhì)的不同，在面對一些較差地質(zhì)的時候，要有不同的施工技術(shù)，例如可以將軟弱土進(jìn)行換填，或采用強(qiáng)夯、水泥土擠密樁等其他方式。[3]

2.1 換填法

當(dāng)施工區(qū)域內(nèi)的軟弱土層達(dá)到0.5米到1.5米范圍內(nèi)時，則需要采用換填法，將軟弱土挖出更換為AB 組料,也可以將土內(nèi)的有機(jī)物進(jìn)行清除，然后利用重型碾壓的方式進(jìn)行處理。

2.2 沖擊碾壓

沖擊碾壓指的是使用機(jī)械帶動非圓形的沖擊輪對地基展開沖擊碾壓。其能夠有效的壓實(shí)地基，能夠是地基的水滲透性變低。需要注意的在使用該方法前需要對地基土的含水量進(jìn)行勘測，保證其符合沖擊碾壓的需求。其進(jìn)行碾壓時，要按照“先兩邊，后中間”的碾壓順序，保證碾壓搭接緊密，但是不要出現(xiàn)重疊的情況。如果碾壓過程中出現(xiàn)了彈簧土則應(yīng)立即停止施工，待解決彈簧土問題后在繼續(xù)施工。此外在施工時還要及時清理因為沖擊所產(chǎn)生的上浮細(xì)粒土。[4]

2.3 強(qiáng)夯施工

強(qiáng)夯方式指的是利用設(shè)備將夯錘吊起到一定高度，再利用自由下降的方式夯實(shí)地基，利用這種方式可以破壞土層的原有機(jī)構(gòu)，將內(nèi)部的顆粒重新排列，達(dá)到夯實(shí)的目的。通常情況下夯擊程度在 1000KN·M 以上，能夠?qū)穸葹?到6米的雜填土、軟弱土層等地基進(jìn)行夯實(shí)。在進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)的時候，所使用的夯擊設(shè)備應(yīng)滿足施工方案，對單擊夯擊能以及影響深度進(jìn)行計算，即（錘重×落距）1/2×系數(shù)=影響深度，在根據(jù)錘重以及單擊夯擊能確認(rèn)出單擊夯擊能，即單擊夯擊能（kN·m）=落距×錘重。一般需要夯擊8到15次，保證地基不出現(xiàn)夯坑過深的情況。若發(fā)現(xiàn)夯坑周圍出現(xiàn)了較大程度的隆起，則需要立即停止施工，對隆起現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，查找具體原因。在夯擊間隔上，粘性土地基需要3-4周，而黃土夯擊的間隔則大于7天，地基土的滲水性越好所需要的時間也越少。

2.4 CFG 樁

在進(jìn)行CFG 樁施工方法時主要有兩種施工方法一種是連打法，另一種則為間隔跳打法，根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行選擇，通常情況下連打法會因為相鄰樁之間的擁擠造成損壞或縮頸，也會容易出現(xiàn)地面隆起的情況，而跳打法則可以避免這些問題，但是若在堅硬土層進(jìn)行跳打法時，已經(jīng)完成的樁會出現(xiàn)斷裂的情況。因此跳打法更適合在軟土中實(shí)施。在使用跳打法時需要注意拔管的速率，保證在首次投料留振后的5到10秒內(nèi)進(jìn)行拔管操作。 在進(jìn)行打樁之前，需要提前進(jìn)行打樁試驗，觀察是否會出現(xiàn)縮頸、斷樁等情況，對樁的標(biāo)高、直徑、布置進(jìn)行分析控制。為了保證樁頭不出現(xiàn)淺層斷樁，在截樁或者是清土?xí)r，要使用小型設(shè)備來作業(yè)。[5]

3 路基填筑

3.1 填料控制

在填筑作業(yè)時，基床底層應(yīng)使用改良土或A、B組填料進(jìn)行填筑，而基床表層則使用級配碎石進(jìn)行填筑。在進(jìn)行填筑前應(yīng)對填筑材料進(jìn)行抽樣檢測。對填料粒徑進(jìn)行有效的控制，其粒徑不應(yīng)超過60mm，在該標(biāo)準(zhǔn)下可以避免集料窩以及離析等情況的出現(xiàn)。若填料的含水率過高，則需要進(jìn)行翻曬處理，使其含水量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，而含水量過低時，則需要適當(dāng)?shù)募訚瘛?/p>

3.2 分層填筑

采用分層填筑時，應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案中的“八流程、四區(qū)段、三階段”的方式，各區(qū)段長度應(yīng)以氣候、機(jī)械工作效率等因素進(jìn)行確認(rèn)。在各施工流程或者是區(qū)段內(nèi)，不得進(jìn)行交叉作業(yè)，在原地面凹凸不平時，應(yīng)從最低點(diǎn)展開分層填筑，并且為了保證路基邊坡的壓實(shí)度，其寬度必讀達(dá)到50cm以上。在使用礫石類土或碎石類土進(jìn)行填筑時，分層填筑的厚度不應(yīng)超過40厘米厚，而在使用改良細(xì)粒土進(jìn)行填筑時，分層填筑的厚度不應(yīng)超過30厘米厚。若使用化學(xué)改良土混合料時，則需要進(jìn)行均勻的攤鋪，在攤鋪過程中不應(yīng)出現(xiàn)中斷，如果迫不得已的情況下，則中斷時間不應(yīng)超過兩小時，并且利用搭接施工的方式設(shè)置橫向施工縫。各種填料分層填筑分層厚度需大于10cm。在進(jìn)行分層填筑之后，其壓實(shí)順序為先兩側(cè)后中間，先靜壓后弱振，隨后轉(zhuǎn)為強(qiáng)振，強(qiáng)振結(jié)束后再次轉(zhuǎn)為弱振。其壓實(shí)交界處應(yīng)相互重疊，搭接長度需達(dá)到2m以上，其中縱向的行與行之間的搭接距離需超過40cm。壓實(shí)環(huán)節(jié)是鐵路路基施工過程中最為重要的環(huán)節(jié)，其直接決定著路基的施工質(zhì)量，因此需要對壓實(shí)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制。

3.3 過渡段施工

過渡段指的是在是從路基到橋涵結(jié)構(gòu)過渡的階段，能夠?qū)β坊c結(jié)構(gòu)物之間的沉降情況進(jìn)行控制。由于路隧、路涵等結(jié)構(gòu)物的差異性，使得沉降方面存在著不同。在對過渡段地基進(jìn)行處理時，要注重路基與涵洞等結(jié)構(gòu)物之間的銜接，保證不會出現(xiàn)漏做的情況。為了保證承載力不受到破壞，應(yīng)對其表面進(jìn)行疏排水措施，使其不會出現(xiàn)積水、淤泥等情況。在進(jìn)行回填時，應(yīng)將土中的雜質(zhì)進(jìn)行清除，采用復(fù)合規(guī)范的材料進(jìn)行回填，避免基坑出現(xiàn)沉降變形的情況。在進(jìn)行填筑的時候，應(yīng)根據(jù)過渡段以及相鄰路提依照水平分層進(jìn)行同步的填筑作業(yè)。若存在涵洞等結(jié)構(gòu)物，則需要提前預(yù)留，在施工條件成熟之后再與過渡段同步施工。一般情況下過渡段的填筑材料都會選用級配碎石，并在其中加入3%的水泥，而在過渡段頂部機(jī)床表面采用的填筑材料則為級配碎石及5%的水泥。由于空間上的限制，在過渡段路基進(jìn)行壓實(shí)時，應(yīng)采用小型機(jī)械設(shè)備，其壓實(shí)厚度不應(yīng)超過20cm。在碾壓完成后，應(yīng)做到及時的灑水養(yǎng)護(hù)。

4 堆載預(yù)壓

堆載預(yù)壓能夠有效的減少鋪軌前后的沉降程度，因此該環(huán)節(jié)是不能忽視的，在進(jìn)行堆載預(yù)壓時，應(yīng)按照施工方案，將土的厚度及寬度進(jìn)行控制，使其擁有足夠的穩(wěn)定性。其次，在時間方面，當(dāng)預(yù)壓完成之后，需要在6到12個月內(nèi)之間進(jìn)行觀察調(diào)整。

5 沉降變形觀測與分析評估

在鋪軌后，受到軌道扣件的影響，將會使路基沉降變得極不均勻。這一情況也使得路基鋪設(shè)無砟軌道的時候出現(xiàn)失敗?，F(xiàn)階段，對沉降量上還沒有較為精確的計算方式，又因為施工過程中有著多種多樣的因素，因此需要對沉降變形進(jìn)行有效的觀測以及相對應(yīng)的分析估算。

5.1 沉降變形觀測

沉降變形的觀測可以分為三個階段：（1）填筑階段（2）預(yù)壓階段（3）運(yùn)營階段。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，在每一個觀測斷面上設(shè)置四個觀測點(diǎn)，也就代表著這其中路基面觀測樁為左中右3個和1個基地沉降板，若土質(zhì)為松軟土，則還需要額外設(shè)置兩個對軟土、松軟土地基還需要額外設(shè)置兩個坡角側(cè)向位移觀測樁。在觀測過程中，要保持著五個原則，即固定儀器、固定人員、固定測量方法、固定測量路線以及固定工作幾點(diǎn)。依靠著五大原則，可以大大提高測量的精準(zhǔn)度。在埋設(shè)觀測點(diǎn)的時候需要對其進(jìn)行有效的保護(hù)，防止觀測點(diǎn)被破壞，避免因為路基沉降形變導(dǎo)致觀測數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性，參與測量的人員必須接受過專業(yè)訓(xùn)練，利用固定不變的測量儀器進(jìn)行測量，在測量完成之后，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄計算，分析出異常數(shù)據(jù)的原因，必要時還需進(jìn)行二次測量。

5.2 沉降變形評估

在鋪設(shè)無砟軌道之前，應(yīng)該對線下工程沉降做出系統(tǒng)化的評估工作，確保在竣工完成之后出現(xiàn)的沉降變形程度在可接受范圍之內(nèi)。目前以有多重評估方法，例如說修正雙曲線、指數(shù)曲線法、Asaoka 法、規(guī)范雙曲線方法等等，通過這些評估方法對數(shù)據(jù)展開分析，判斷出沉降變形的未來趨勢，依據(jù)該評估，判斷出路基是夠滿足軌道的鋪設(shè)要求。若發(fā)現(xiàn)評估出來的沉降趨勢不理想，在需要提前準(zhǔn)備處理措施，比如說在基床頂面利用裝板結(jié)構(gòu)的措施或是利用超載預(yù)壓的方式加速沉降速度。

6 結(jié)束語

高速鐵路的路基施工質(zhì)量決定著列車的安全性、舒適性等方面，因此路基是極其重要的，本文對高速鐵路路基施工過程中的施工技巧進(jìn)行分析，闡述出了各個環(huán)節(jié)當(dāng)中所出現(xiàn)的問題及相關(guān)注意事項，對每一個環(huán)進(jìn)行進(jìn)行有效的把控，全面提高路基施工質(zhì)量。對此也希望施工單位在施工過程中不要過于死板，要注重環(huán)節(jié)要點(diǎn)，控制施工質(zhì)量，對沉降變形進(jìn)行控制。