張宗銳

高速鐵路路基與橋梁過渡段施工技術(shù)探討

張宗銳

（中鐵二十四局集團浙江工程有限公司，浙江 杭州 310009）

在我國的地理環(huán)境中，地形較為復(fù)雜的地段相對較多，以此為了跨越這些如河流和山川等復(fù)雜的地段，則需要利用橋梁的建設(shè)來實現(xiàn)。但是在橋梁整體設(shè)計中，其剛度和路基存在一定的差異性，促使二者連接的部分會存在沉降大小不一的問題，如果不進行科學(xué)處理，會影響高鐵運行的安全性。因此本文以杭黃鐵路站前III標(biāo)項目案例為背景，對高速鐵路路基與橋梁過渡段的施工技術(shù)進行分析，以工程實際技術(shù)實施辦法來探討其技術(shù)的重要性和價值，以此為基礎(chǔ)，為同類工程的技術(shù)實施提供一些可行性的建議和意見。

高速鐵路路基；橋梁過渡段；施工技術(shù)

0 前言

高鐵具有運營速度快、乘坐舒適感較強、運行平穩(wěn)等優(yōu)勢，對我國交通運輸壓力起到了極大的緩解作用。而在高速鐵路建設(shè)過程中，經(jīng)常會遇到一些特殊地形，如河流、山谷或者湖泊等，而要想經(jīng)過這些特殊地形，則需要以橋梁搭建的方式保障高鐵的順利通過。但是路基與橋梁的剛度差異較大，設(shè)置的路橋過渡段經(jīng)常會出現(xiàn)因剛度差異而導(dǎo)致沉降不一的情況，甚至?xí)斐蛇^渡段彎析的問題發(fā)生，如果處理不當(dāng)，當(dāng)高鐵路過該路段時必定會產(chǎn)生較大的振動，基于高鐵和鐵路之間的作用力影響，會影響高鐵運行的安全性，因此做好過渡段施工技術(shù)，是保障高鐵穩(wěn)定運行和乘客出行安全的重要基礎(chǔ)。

1 高鐵路基與橋梁過渡段產(chǎn)生問題的原因

1.1 橋臺結(jié)構(gòu)與路基差異

在高鐵路基與橋臺結(jié)構(gòu)上的差異基礎(chǔ)上，主要表現(xiàn)的是橋臺呈現(xiàn)剛性，而路基呈現(xiàn)柔性，就算是前期施工二者平整連接，但是在實際運營期間由于高鐵不斷運行對過渡段不斷產(chǎn)生荷載作用，也會導(dǎo)致二者之間沉降差問題出現(xiàn)[1]。并且在過渡段的施工中，其屬于整體施工中的薄弱環(huán)節(jié)，并且其前后所受荷載力度有著較大的不同之處，如果在施工作業(yè)中忽視該類問題，很容易造成高鐵運行危險性的極度提升。

1.2 重橋輕路意識

在現(xiàn)階段對于橋梁與高速鐵路施工計劃中，其都是將橋梁與路基分開設(shè)計，但是由于橋梁設(shè)計受到的關(guān)注力度相對較大，導(dǎo)致其整體建設(shè)規(guī)模和所投入的資金要遠(yuǎn)高于鐵路建設(shè)的投入，并且所投入橋梁建設(shè)的專業(yè)人員也相對較多，由此造成在鐵路修建期間的專業(yè)人員投入不足，影響路基的施工質(zhì)量[2]。并且在過渡段會由于設(shè)計不到位的情況造成質(zhì)量不達標(biāo)，潛伏性較大，只有高鐵運營一段時間后才會出現(xiàn)明顯問題。

1.3 路基變形導(dǎo)致沉降差

在過渡段施工作業(yè)中，一般都是采取土方填筑的方式來進行施工，而這種施工方式主要存在的問題就是填料之間會存在大量的縫隙（壓實系數(shù)＜1），并且在施工過程中也難以將這種縫隙全面消除，導(dǎo)致在后續(xù)施工作業(yè)中基于外部荷載和自身重力作用下，使填料不斷壓縮，這樣也就會產(chǎn)生路基下沉的問題[3]。另外過渡段在橋臺完成后填筑，無論是路堤式過渡段還是路塹式過渡段，都會受到施工作業(yè)面狹窄的限制，影響著整個施工作業(yè)和碾壓作業(yè)的質(zhì)量，即使在后續(xù)采取了相關(guān)措施，也會因為高鐵的持續(xù)運營所產(chǎn)生不斷的動荷載作用造成再次變形問題。

1.4 運梁車的超重荷載作用

在高速鐵路橋梁過渡段建設(shè)期間，運梁車需從路基上通行，這種運梁車本身的重量較大，并且加上混凝土梁的質(zhì)量作用，二者的重量要遠(yuǎn)大于列車的重量，這樣會導(dǎo)致整體的路基受到較大的集中荷載，造成過渡段沉降差逐漸增加[4]。

2 工程背景

杭黃鐵路站前III標(biāo)項目二分部工程里程設(shè)計為DK32+925.880--DK42+115.000，正線全場為9.189km，沿線廣泛分布軟土和松軟土，并且在路橋連接處設(shè)置級配碎石過渡段，結(jié)合多年施工經(jīng)驗，以不利因素最多、不均勻沉降最難控制和最具有代表性的路段進行實驗設(shè)計，選擇DK39+141.675--DK39+409.740路橋過渡段（前接浦陽江特大橋，后接老祠堂特大橋）作為試驗路段，進行級配碎石填筑試驗。

3 高鐵路基與橋梁過渡段施工技術(shù)實際應(yīng)用

3.1 工藝流程

路橋過渡段填筑采取分層填筑形式，施工前需要進行測量放樣，測量區(qū)域包含路基的邊線和中心線，利用白灰標(biāo)定，其詳細(xì)的工藝流程圖如圖1所示。

圖1：過渡段施工工藝流程圖

在卸料區(qū)結(jié)合卸車的容量，采取白灰施工網(wǎng)格，在現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人指揮下進行卸料作業(yè)，隨后利用推土機進行填料的攤鋪、局部凹坑的填補和邊角區(qū)域人工修整，保障在壓路機碾壓輪的表面能夠均勻接觸到層面進行碾壓，達到最終的壓實效果和碾壓目的。

3.2 基底處理和測量

結(jié)合圖紙設(shè)計要求對過渡段基底進行整平作業(yè)，利用小型人工夯進行碾壓，保障其地基在密實之后地基系數(shù)K30≥60MPa/m。隨后根據(jù)在設(shè)計院得到的測量資料進行復(fù)測，水準(zhǔn)點進行加密，并且在施工前對路基橫斷面進行測量，對路基邊線和中心進行測量和放樣，用白灰標(biāo)注，在放樣過程中其邊線要超出寬度50cm以上。

3.3 取土場地的選擇、室內(nèi)試驗和卸料控制

試驗路段的級配碎石選取專業(yè)石料廠所生產(chǎn)的碎石，保障其最佳干密度在2.23g/cm2，最佳含水量為6.4%。在填筑前和測量放樣之后，每間隔10m釘出邊線樁，為了保障整體路基邊緣的壓實度要求，填筑的邊線要高于設(shè)計邊線邊寬50cm，填土區(qū)結(jié)合自卸汽車的容量和松鋪的厚度進行計算，結(jié)合車輛的裝載量和松鋪厚度，在填筑邊線測量放出之后，利用白灰來畫出施工的方格網(wǎng)，根據(jù)梯形臺柱來控制松鋪的厚度。

3.4 攤鋪平整

在攤鋪期間每間隔10m則需要設(shè)置邊樁，利用邊樁來控制填筑的邊線，并且利用邊線和中線的高度控制，來控制梯形臺柱和樁體。首先利用推土機進行初步整平工作，在整平之后會逐漸形成橫向的坡度，除此之外，局部凹坑地區(qū)和邊角地區(qū)需要采取人工修整作業(yè)，在整形后，利用鐵鍬進行挖坑檢查，觀測填料的松鋪厚度。

3.5 級配碎石的技術(shù)與驗收標(biāo)準(zhǔn)

在級配碎石應(yīng)用到過渡段施工作業(yè)中，應(yīng)當(dāng)滿足以下三點技術(shù)指標(biāo)規(guī)定內(nèi)容。

（1）片狀和顆粒狀碎石含量小于20%。

（2）容易破碎和質(zhì)地較軟的碎石含量應(yīng)小于10%。

（3）過渡段使用的級配碎石應(yīng)當(dāng)符合表1的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[5]。

表1：過渡段級配碎石的級配范圍

在驗收標(biāo)準(zhǔn)中需要滿足以下幾點條件。

（1）每工班料場的抽樣檢驗1次顆粒級配、針狀、葉狀和質(zhì)地較軟以及容易破碎的碎石含量，監(jiān)理單位需要結(jié)合施工單位檢驗數(shù)量的10%進行同步檢驗，根據(jù)國家所規(guī)定的試驗規(guī)程來進行實驗。

（2）在出廠前需要對級配碎石進行每500m3一次的最大干密度試驗檢驗。

（3）過渡段級配碎石中保障水泥摻和量允許誤差為實驗配合比的±1.0%，每個工班檢驗2次，檢驗方法為滴定法或者儀器法[6]。

3.6 沉降觀測

3.6.1單點沉降計和埋設(shè)邊樁

在地基處理檢測合格之后，根據(jù)設(shè)計在線路中心布置監(jiān)測斷面，埋設(shè)單點沉降計，在路堤坡腳外側(cè)2m位置埋設(shè)邊樁，并且保障單點沉降計的底部錨頭均進入巖石層50cm，在挖槽之后，將電纜引入到路堤左邊坡腳外部2m位置，利用觀測箱（混凝土砌筑）將觀測頭保護，及時觀測沉降效果，保障在觀測期間做到實施監(jiān)控。

在DK757+407.63處設(shè)置B-2型監(jiān)測斷面之后，將沉降板進行埋設(shè)，在褥墊層頂部嵌入10cm埋設(shè)，在底部做找平處理，利用填料回填密實，在監(jiān)測桿的外部加裝保護套管，應(yīng)當(dāng)稍微低于監(jiān)測桿。在上口加蓋封口，并且隨著路基填筑施工的不斷提升，需要逐漸提升沉降板監(jiān)測桿和保護套管的高度。

3.6.2沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)

在整體施工完畢之后，需要保障最大的累計沉降值為5.8mm，沉降量需小于10mm，在填筑完成84天后，路基的沉降量相對較為穩(wěn)定，滿足實際設(shè)計要求。

3.7 試驗數(shù)據(jù)分析

（1）在進行第四層（松鋪厚度17cm）試驗時，碾壓到第3遍，部分試驗數(shù)據(jù)不能滿足級配碎石的壓實標(biāo)準(zhǔn)，碾壓到第4遍則全部試驗數(shù)據(jù)滿足級配碎石的壓實標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合試驗數(shù)據(jù)分析得出臺后2m范圍內(nèi)第四層級配碎石壓實結(jié)論后，抽出最不利的一組數(shù)據(jù)進行分析，得出碾壓的次數(shù)和孔隙率、地基系數(shù)和動態(tài)變形模量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)地基系數(shù)和動態(tài)變形模量會隨著碾壓次數(shù)增加而變大，相反孔隙率會隨著減小，并且在碾壓第4遍后，三者均滿足要求。

（2）在進行第三層（松鋪厚度33cm）試驗時，碾壓到第5遍部分試驗數(shù)據(jù)滿足壓實要求，而碾壓第6遍時，全部級試驗數(shù)據(jù)滿足壓實的標(biāo)準(zhǔn)要求。結(jié)合試驗數(shù)據(jù)分析得出臺后2m范圍外的級配碎石第三層壓實結(jié)論后，抽出最不利的一組數(shù)據(jù)進行分析，得出碾壓的次數(shù)和孔隙率、地基系數(shù)和動態(tài)變形模量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)地基系數(shù)和動態(tài)變形模量會隨著碾壓次數(shù)增加而變大，相反孔隙率會隨著減小，并且在碾壓第6遍和強振3遍后，三者均滿足要求。

4 結(jié)語

綜上所述，本文基于工程實際案例基礎(chǔ)上對高速鐵路和橋梁過渡段的施工技術(shù)進行實際分析，從施工流程開始到數(shù)據(jù)分析結(jié)束，證明該技術(shù)可以滿足過渡段使用安全性的實際需求。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)層次也會隨之提升，這樣在現(xiàn)實的技術(shù)條件下，更加會提升過渡段施工技術(shù)效果和質(zhì)量，為高鐵運行安全與人民出行安全作出保障。

[1]郭小龍.高速鐵路路基與橋梁過渡段施工技術(shù)研究[J].中國住宅設(shè)施,2020(05):119-120.

[2]王軍.高速鐵路站場路基過渡段施工技術(shù)探究[J].四川水泥,2020(04):313.

[3]劉芳.試析高速鐵路路基與橋梁過渡段施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開發(fā),2019,46(15):154-155.

[4]亢曉斌.高速鐵路路基與橋梁過渡段技術(shù)的關(guān)系研究[J].四川水泥,2018(04):20+40.

[5]吳祺.高速鐵路路基與橋梁過渡段技術(shù)實踐分析[J].建材與裝飾,2017(50):267-268.

[6]周冠翰.鐵路路基與橋梁過渡段施工技術(shù)的滲透[J].低碳世界,2017(05):210-211.

張宗銳（1984.09- ），男，山東省濟南市人，大學(xué)本科，工程師，研究方向：橋梁工程。

S210

A

1007-6344（2021）04-0256-02