路拌改良土施工技術在電氣化改造工程中的應用

喬志幫 上海鐵路局寧啟復線電化工程建設指揮部

1 前言

路拌改良土具有良好的整體性、穩定性和足夠的力學強度，其本身壓縮量小，使工后沉降量大大減小；粉土、粉質黏土固化后減少了水土流失，保護了生態環境，減少了環境污染；可采用多工序平行流水作業，機械化程度高，進度快，勞動強度低，能夠充分發揮機械化作業優勢。是一種可靠的，具有較大適應性的路基施工方法。

2 工程概況

寧啟鐵路復線電氣化改造工程新建復線全長約為268.3 km，開通速度目標值為200 km/h。路基填高大部分為3～6 m，局部7～9 m。基床以下路堤K100+000以前采用A、B、C組填料填筑，K100+000～K268+300段路基填料為粉土，設計對該段路基基床以下填料進行路拌水泥改良，要求改良土7d飽和無側限抗壓強度不小于250 kPa。

3 工藝機理

粉土結構松散，水穩性差，黏結力小，遇水易散，浸水飽和后或含水量增至塑、液限以上時，土體顆粒表面水化膜增厚，土粒之間的聯結減弱，土體呈軟塑或可塑狀態，強度就會喪失或減弱。改良土就是通過在填料中摻入石灰、水泥或其他固結材料，增加填料的黏結性。路基作為鐵路的主體工程，應具有足夠的強度、穩定性，故本工程對粉土進行水泥改良處理。

4 施工工藝

基床以下路堤路拌改良土施工可分為試驗段試驗和基床以下路堤施工。

4.1 試驗段試驗

選取寧啟鐵路DK215+000～DK215+200雙繞地段作為試驗段，根據試驗，可以明確填料的性質，總結出改良土的施工工藝和施工方法，確定工藝參數和機械設備配置，評價安全、環保措施的有效性及改進措施，是基床以下路堤路拌改良土施工的重要環節。

4.1.1 填料選擇與試驗

（1）對選定的土源進行取樣，在試驗室對試樣進行重型擊實試驗，試驗測定最佳含水率W0pt=16.5%，最大干密度ρdmax=1.75 g/cm3。

（2）經過土體顆粒分析試驗,測定土源試樣液限WL（%）=33.0,塑限WP（%）=20.1，塑性指數IP（%）=9.7。通過以上試驗，確定填料的性質為：低液限粉土。

（3）根據試驗測定的最佳含水率、最大干密度進行改良土配合比試驗，確定了改良土7d飽和無側限抗壓強度不小于250 kPa的水泥摻量為4%。

4.1.2 機械設備配置

試驗段施工機械設備配置見表1。

表1 施工機械配置表

4.1.3 試驗段壓實試驗

根據路拌機的拌合深度，填料的虛鋪厚度確定為28 cm，水泥的摻量為4%，碾壓遍數分別按“1111”（即靜壓1遍弱振1 遍強振 1 遍靜壓 1 遍，下同）、“1221”、“2222”、“2332”方式進行碾壓，采用EDTA滴定法測定水泥含量，檢測壓實度K、地基系數K30，試驗數據見表2、表3、表4。

表2 EDTA滴定法測定水泥含量表

表3 壓實系數表

表4 地基系數表

從以上各表內試驗結果可以看出，基床以下路堤摻入水泥含量為 4%時，按照“2222”、“2332”方式進行碾壓，壓實度K、地基系數K30等指標均符合設計要求。

4.1.4 確定工藝參數

在試驗段范圍內反復進行壓實試驗、檢測，確定工藝參數如下：基床以下路堤低液限粉土路拌改良水泥摻量4%，20 t振動壓路機按照“2222”、“2332”方式進行碾壓，壓實度 K、地基系數K30符合設計要求，填料的虛鋪厚度控制在28 cm，松鋪系數為1.27，最佳含水率16.5%。

4.2基床以下路堤施工

4.2.1 工藝流程

基床以下路堤改良土應按"三階段、五區段、九流程"的施工工藝進行填筑，為了保證機械有足夠的安全作業場地，每區段長度一般應在200 m以上或以構造物為界。具體施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

4.2.2 施工方法

（1）基底處理。

基底處理前，熟悉設計文件、工程地質報告，收集地下管線和構造物等資料。路基兩側開挖排水溝，疏通排干地表積水，清除場內雜物、雜草等。

（2）施工放樣。

施工前，設置永久性平面和高程控制基點，測定邊界范圍。在檢測合格的原地面上每隔20 m用復測加密過的導線點放出中樁和邊樁，用石灰劃出路基邊樁線，并設立填土高度標尺，標出每層填土壓實厚度。

（3）填料填筑。

根據試驗段取得的參數，素土虛鋪厚度控制在28 cm，按照每車7.0 m3的容積，插桿掛線，撒石灰方格網施工，方格網為6.25 m×4 m,為保證路基邊坡坡度及邊坡壓實質量，填筑時路基兩側各加寬50 cm。

（4）灑水或晾曬。

碾壓前控制填料含水量在最佳含水量+2%～-3%范圍內。當填料含水量較低時，及時采用灑水措施；當填料含水量過大時，采用取土坑挖溝拉槽降低水位和用推土機松土器拉松晾曬相結合的方法，降低填料含水量。

（5）攤鋪整平。

填料使用推土機攤鋪，平地機平整，控制層面無顯著的局部凸凹。平整面做成坡向兩側4%的橫向排水坡。

（6）攤鋪水泥。

水泥采用人工攤鋪，根據試驗段取得的虛鋪厚度，經計算水泥摻量按2.27 m×2.27 m的正方形內攤鋪兩袋水泥,人工攤鋪均勻。

（7）水泥拌合。

使用路拌機對素土和水泥進行拌合，路拌機勻速、平穩運行，確保拌合均勻、深度一致，路拌機每遍拌合均應控制厚度達到虛鋪厚度28 cm，保證本層拌合徹底，色澤一致，無灰團、灰條和花面現象。

（8）碾壓。

拌合完成后，進行快速靜壓封面，防止土中水份過早散失，壓路機時速控制在4～5 km/h，按照靜壓2遍、弱振2遍、強振2遍、靜壓2遍收面的方式碾壓。碾壓時，縱向行與行輪跡重疊不小于0.3 m，相臨兩區段縱向重疊不小于1.5 m。

（9）養生。

碾壓完成12 h后，使用灑水車對表面灑水養護，養護期間勿使改良土過濕，更不能忽干忽濕。碾壓完至下一層填土，始終保證路基面濕潤。除灑水車外，其他車輛嚴禁通行。

（10）路基檢測。

路基分層壓實，分層檢測，檢測的主要內容如下：每層填土的含水量、水泥含量、7d飽和無側限抗壓強度，按規范分層要求的壓實系數K和地基系數K30。當含水量符合要求時才能碾壓；當水泥含量、壓實系數K和地基系數K30、7d飽和無側限抗壓強度全部合格時，改良土質量合格。

5 質量控制要點

（1）嚴格控制填料的虛鋪厚度及壓實工藝符合試驗段所確定的參數，拌合深度應確保無“素土”夾層。

（2）改良土配合比應保證無側限抗壓強度及壓實質量能達到設計要求。

（3）填筑施工前應按規范要求對取土場填料取樣檢驗，當填料土質發生變化或更換取土場時應重新進行檢驗。

（4）改良土的收縮裂縫會引起路基面破壞，要嚴格控制填料壓實含水率，注意養生，以控制路基面收縮裂縫。

（5）為保證改良土的壓實質量，水泥拌合至碾壓完畢要在4 h之內完成。

6 安全管理措施

（1）施工前，須對進場作業人員進行安全教育培訓。

（2）施工區域設置警示標志，嚴禁非作業人員、作業車輛入內。

（3）施工現場設專人統一指揮，并設置一名專職安全員負責現場安全工作。

（4）既有線路基幫寬改良，當填土高度低于既有路肩1.0 m時，既有線路肩處設置硬隔離進行防護，防止施工機械侵入鐵路限界。

（5）施工運輸機械從一端駛入路基，卸完填料后從另一端駛出，路基上面不得調頭。

7 環境保護措施

（1）填料、水泥在運輸、存儲、拌合等重要環節加強揚塵控制防范措施。嚴禁車輛帶泥上路，運輸車輛使用彩條布覆蓋，進場道路及時灑水，防止車輛道路拋灑、揚塵。當風力過大達到4～5級時，不宜在村莊附近進行施工。

（2）加強噪聲污染控制防范措施。盡量放在白天施工，各種施工機械要經常進行維護，車輛在施工現場要少鳴笛。

8 結束語

對路基填料進行路拌水泥改良，增加了填料的黏結性，提高了填料的強度，使路基填料具有良好的整體性和穩定性，與場拌改良土相比，施工方便，造價相對較低。經過兩個雨季的沖刷，寧啟鐵路復線新建路基沉降變化與邊坡變化均在設計允許范圍內，取得了良好的效果。