滬寧城際鐵路路橋過渡段填筑技術(shù)

喻文杰

高速鐵路必須以安全、可靠、舒適為前提，這些均取決于構(gòu)成鐵路系統(tǒng)各個方面的高品質(zhì)和高可靠性。在路基與橋梁、涵洞等構(gòu)筑物連接處，由于路基與橋涵等構(gòu)筑物的剛度差別較大，必將引起軌道的不平順，加之它們基礎(chǔ)形式不一致而產(chǎn)生的不均勻沉降，在連接處極易產(chǎn)生變形差，目前我國高速鐵路和客運(yùn)專線解決這一問題采用的方法主要是設(shè)置過渡段，以使軌道結(jié)構(gòu)剛度均勻變化，達(dá)到保證列車安全、平穩(wěn)、旅客舒適的目的。

滬寧城際鐵路是滬寧通道綜合運(yùn)輸體系的重要組成部分，線路走向基本并行于既有滬寧鐵路北側(cè)，設(shè)計速度300 km/h。沿線的工程地質(zhì)條件主要是軟土、松軟土分布廣泛，埋深變化大，軟土層厚、強(qiáng)度低，工程性質(zhì)差，而且路基工程過渡段所使用的壓實標(biāo)準(zhǔn)高，工后沉降不應(yīng)大于30 mm。本文以該工程站前Ⅳ標(biāo)為背景介紹過渡段填筑技術(shù)。

1 工程概況

滬寧城際鐵路工程站前Ⅳ標(biāo)，位于江蘇省常州市和鎮(zhèn)江市境內(nèi)，起訖里程為DK95+692～DK139+778，線路全長44.086 km。第4區(qū)段位于滬寧鐵路DK123+801.59～DK135+831.1，共有特大橋2座，中橋8座(其中框架3座，連續(xù)剛構(gòu) 5座)，框架小橋2座，框架涵9座，路基土石方約 39.976萬m3。涉及路橋過渡段20處，路基與框架構(gòu)筑物過渡段22處。

2 填料配比試驗

該標(biāo)段過渡段填料級配碎石石料源主要來自常州金壇薛埠潤達(dá)石料廠開采出來的塊石，經(jīng)PE2500×1000型鱷式破碎機(jī)及分篩設(shè)備系統(tǒng)加工成 16 mm～31.5 mm，5 mm～16 mm，2.5 mm以下(含石粉)三種規(guī)格碎石集料，級配碎石可生產(chǎn)多種規(guī)格，但根據(jù)現(xiàn)場配制情況與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)需要，結(jié)合現(xiàn)場實際用量，按上述三種規(guī)格集料生產(chǎn)為宜。級配碎石配合比為1∶4∶5(摻5%水泥)，配比后進(jìn)行室內(nèi)擊實試驗，確定最佳含水量和最大干密度。試驗結(jié)果表明，易于擊實的最佳含水量為6%，相對應(yīng)的最大干密度為2 g/cm3。考慮到級配碎石在運(yùn)輸過程中水分的損失，在實際生產(chǎn)中含水量應(yīng)提高0.5%～1%。

3 填筑工藝

本段工程在路堤與橋臺、路堤與橫向結(jié)構(gòu)物、路堤與路塹等連接地段均設(shè)置過渡段，為保證填筑質(zhì)量與效果，填料中摻5%的水泥。不同結(jié)構(gòu)的過渡段填筑工藝基本相似，本文僅以路橋過渡段為例說明其具體填筑工藝(見圖1)。

3.1 施工準(zhǔn)備

1)依據(jù)施工圖紙測量放樣、精確測出過渡段級配碎石填筑的邊線，并在橋臺臺身彈墨線，按30 cm一層畫橫線以控制層厚。2)對WCQ300穩(wěn)定土拌合機(jī)及其他施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行測試檢修，確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3)過渡段級配碎石施工試驗段施工。大面積施工前選取施工與試驗相對方便的橋臺進(jìn)行試驗段施工，臺后2 m范圍以外采用重型壓路機(jī)，臺后2 m范圍以內(nèi)采用小型手扶式振動壓路機(jī)和沖擊夯，分別通過試驗確定攤鋪厚度、碾壓遍數(shù)、行駛速率及碾壓程序。

3.2 基底與防水

過渡段基底與橋臺基底處理同時進(jìn)行。橋臺進(jìn)行基坑開挖時，需要考慮過渡段基底的開挖，在橋臺基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求(或橋臺身完成)后進(jìn)行過渡段基礎(chǔ)處理。將基底原地面清表整平后，用振動碾壓機(jī)碾壓密實，使壓實度達(dá)到設(shè)計要求，并做好地面排水。地基加固完成后，澆筑過渡段基底填充C15混凝土，之后在基頂與臺身交接處埋設(shè)φ 100軟式透水管，透水管上部填筑中粗砂，并沿臺身背面砌筑滲水墻(見圖1)。基坑回填頂面高程的允許偏差為±50 mm，每個基坑抽樣檢驗兩點。

3.3 拌和與填筑

過渡段施工采用機(jī)械化流水作業(yè)。挖掘機(jī)裝料、拌合機(jī)拌和、自卸車運(yùn)輸、攤鋪機(jī)鋪設(shè)、壓路機(jī)及小型振動夯壓實。

填料采用WCQ300穩(wěn)定土拌合機(jī)生產(chǎn)。拌和的級配碎石應(yīng)達(dá)到級配要求，含水量適中。

運(yùn)輸采用15 t以上自卸車運(yùn)輸。自卸車在成品料倉下面接料時，混合料下落高度不大于2 m;盡量縮短混合料的運(yùn)輸時間，當(dāng)天氣太熱或距離較長，運(yùn)料車裝料出場時，混合料必須用篷布覆蓋，防止混合料表層水分損失過多;磅房出具的磅單上必須注明拌合時間，無論何種原因自加水泥拌和至攤鋪碾壓完成超過2 h的，一律當(dāng)作廢料處理。

填筑時采用滿幅全鋪，縱向分層填筑。打格上料，每格10 m長，寬度為路基全幅，計算出所需方量，專人調(diào)配車輛上料。為確保質(zhì)量，填筑時與相鄰路堤作為相同施工區(qū)段同步分層填筑，填料采用運(yùn)輸車運(yùn)送，并同步砌筑滲水板，如此反復(fù)填至基床底層頂部，但應(yīng)注意與路基結(jié)合部的臺階處理。最后進(jìn)行基床表層施工，將過渡段級配碎石摻5%水泥向路基段延伸5 m，路基段用普通級配碎石，填筑至剩余最后一層時(最后一層級配碎石預(yù)留厚度應(yīng)考慮預(yù)測的沉降和攤鋪機(jī)攤鋪厚度、工藝試驗壓實厚度，宜在0.15 m～0.25 m之間)，進(jìn)行沉降觀測，通過數(shù)據(jù)分析，預(yù)測和推算總沉降值，評價剩余沉降滿足工后沉降要求且沉降穩(wěn)定后，使用攤鋪機(jī)鋪設(shè)最后一層基床表層級配碎石。

3.4 攤鋪與整平

混合料采用攤鋪機(jī)鋪設(shè)，分層進(jìn)行，按車斗容量和預(yù)定攤鋪厚度卸料，與路基水平分層同步填筑，松鋪厚度25 cm～30 cm，每層粗平前先確定標(biāo)高控制線，作為司機(jī)找平的依據(jù)，粗平后用Y160B型平地機(jī)精平，按設(shè)計要求調(diào)整好橫坡。

3.5 灑水或晾曬

在碾壓過程中水分會散失，填料的含水量控制在最優(yōu)含水量的+2%～-3%，當(dāng)含水量過低時，灑水濕潤，當(dāng)含水量過高時，將填料翻松晾曬至最佳含水量。關(guān)于級配碎石含水量的控制，從試驗檢測情況看，含水量偏大時，級配碎石顆粒間間隙水對骨料產(chǎn)生潤滑作用，當(dāng)受到荷載時，顆粒間互相滑動致結(jié)構(gòu)壓縮變形量較大;但當(dāng)卸去荷載后，變形反彈。另外，對于基床表層的土層，因為需要“造面”(保證表面平整和路容美觀)，所以級配碎石含水量應(yīng)取其上限值，施工工藝流程中，需在以往“填筑區(qū)、平整區(qū)、碾壓區(qū)、檢驗區(qū)”的“四區(qū)段”的基礎(chǔ)上增設(shè)“晾干區(qū)段”。

3.6 碾壓夯實

碾壓是最重要的環(huán)節(jié)，碾壓遍數(shù)并不是越多越好，而是根據(jù)試驗段和施工中試驗檢測數(shù)據(jù)確定最佳碾壓方法。壓實采用重型振動壓路機(jī)進(jìn)行。先靜壓后弱振再強(qiáng)振，先兩側(cè)后中間平行操作，行與行之間要重疊碾壓不小于50 cm，前后相鄰區(qū)段重疊碾壓至少3 m。大型壓路機(jī)壓不到的部位、橋臺后2.0 m范圍采用小型夯實機(jī)械夯實，專人負(fù)責(zé)。

3.7 沉降管的埋設(shè)

施工完2層～3層級配碎石，即0.6 m左右高度時，在距離結(jié)構(gòu)物5 m，20 m和過渡段中心位置埋設(shè)沉降剖面管，過渡段較長時須每隔20 m增加沉降觀測斷面，如橋臺過渡段大于50 m，埋設(shè)沉降剖面管應(yīng)在壓實合格后，采用小型挖掘機(jī)或開槽機(jī)挖至鋼筋混凝土板頂，然后填筑20 cm中粗砂，采用小型壓實設(shè)備壓實密實，安放沉降剖面管，管內(nèi)穿一根銦鋼絲或尼龍繩用于拉動測頭，夯填中粗砂至碾壓面。剖面管兩端設(shè)置C15混凝土保護(hù)墩。

3.8 滲水墻施工

橋臺與路基結(jié)合部設(shè)帶排水槽的滲水墻，滲水墻采用無砂混凝土塊砌筑，長 30 cm、厚 10 cm、寬 15 cm。滲水墻底部設(shè)直徑100 mm(TS-100)軟式透水管，將滲流水橫向排出路基外。橋臺基坑以C15混凝土回填或碎石分層壓實。路堤基底原地面平整后，采用重型機(jī)械振動沖擊碾壓，滿足K30≥60 MPa/m的要求。

3.9 檢驗簽證

分層碾壓施工分層檢測，地基系數(shù)K30的檢測使用K30承載板，孔隙率采用灌砂法檢測儀，采用平板荷載檢測儀檢測動態(tài)變形模量Evd，采用靜態(tài)變形模量測定儀檢測靜態(tài)變形模量Ev2。

3.10 過渡段整修

整修標(biāo)準(zhǔn)以規(guī)范要求為準(zhǔn)。基床表層主要注重路基面的排水橫坡、平整度邊坡等整修內(nèi)容;基床表層以下級配碎石主要注意中線至邊緣距離、寬度、橫坡、平整度、邊坡坡率、填層縱向填筑長度和坡度等。

[1] 李永華.高速鐵路橋涵過渡段施工技術(shù)[J].科學(xué)之友，2008，5(14):50-51.

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[3] 鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院.客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程施工技術(shù)指南[M].北京:中國鐵道出版社，2007:7.