高速鐵路路基施工技術(shù)要點(diǎn)

晉晶晶

摘 要：高速鐵路線(xiàn)性變化非常平緩，軌道高度平順，路基極其穩(wěn)定且剛度均勻，具有高速度、高舒適度的特點(diǎn)。該文結(jié)合某一設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為250 km/h的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，通過(guò)對(duì)路基基床結(jié)構(gòu)、地基處理措施、路基填料制備、路基沉降觀(guān)測(cè)、路基排水控制等方面介紹了高速鐵路路基施工技術(shù)和控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高速鐵路 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn) 施工技術(shù) 控制要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（a）-0044-02

1 工程概況

該線(xiàn)路基設(shè)計(jì)工點(diǎn)類(lèi)型主要有：邊坡防護(hù)路基、高路堤、深路塹、陡坡路基、受限路基、低矮路基、短路基、浸水路基（包括水塘路堤、山洪沖刷路基、濱河路基等）、不良地質(zhì)路基（包括巖溶、危巖落石、順層、液化土、雪害等路基）、特殊地質(zhì)路基（包括軟土、松軟土、黃土、膨脹（巖）土等路基及地下水發(fā)育路塹）。

2 該線(xiàn)路基質(zhì)量控制要點(diǎn)

該線(xiàn)路基主要按以下幾個(gè)方面控制：（1）地基清表和基底處理；（2）填料的種類(lèi)和級(jí)配；（3）施工的填筑厚度，碾壓遍數(shù)；（4）路基的壓實(shí)度或者叫密實(shí)度。（5）自然沉降時(shí)間。

3 地基清表和基底處理

地基清理和基底處理是控制路基施工質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果基底不密實(shí)就會(huì)造成路基承載力不夠，致使路基整體出現(xiàn)不均勻沉降，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的施工問(wèn)題。路基施工前需要將表層腐殖土清理干凈，但是有時(shí)由于植被的根系較深，這就需要增加清表厚度。清理完成之后，基底應(yīng)為原狀堅(jiān)實(shí)土層，若局部出現(xiàn)松軟，需要進(jìn)行碾壓。

3.1 路堤基底加固要求

（1）對(duì)旱地或山地，地表雜草應(yīng)予全部清除，地表松土（不含種植土、淤泥等不良地基土）不大于0.3 m時(shí)，應(yīng)原地采用重型機(jī)械振動(dòng)碾壓或沖擊壓實(shí)技術(shù)進(jìn)行填前壓實(shí)；松土厚度大于0.3 m時(shí)，應(yīng)翻挖、分層回填壓實(shí)，或采取其它加固措施。

（2）對(duì)水田、雨季滯水或地下水位高（地下水位距地表0.5 m）的低洼溝谷路堤地段，應(yīng)清除表層種植土，換填滲水性好的A、B組填料，換填厚度應(yīng)高出地面0.5 m。地基土為非凍脹土?xí)r，宜設(shè)高1 m、寬1 m護(hù)道或防沖刷腳墻；當(dāng)?shù)鼗翞閮雒浲習(xí)r，應(yīng)設(shè)防凍脹護(hù)道，護(hù)道高度、寬度均不小于當(dāng)?shù)刈畲髢錾睢?/p>

（3）路堤地基處于傾斜地段：當(dāng)?shù)孛鏅M坡為1∶10.0～1∶2.5時(shí)，路堤基底應(yīng)挖臺(tái)階，臺(tái)階高度0.6 m左右、臺(tái)階寬度不得小于2.0 m；當(dāng)?shù)孛鏅M坡等于或陡于1∶2.5的地段時(shí)應(yīng)按陡坡路堤進(jìn)行處理。有條件時(shí)，地面應(yīng)盡量整平，以保證路基縱橫斷面的沉降均勻。半填半挖路基軌道下橫跨挖方與填方兩部分時(shí)，自線(xiàn)路中心向挖方部分不小于2.0 m寬和不小于1.0 m深范圍內(nèi)應(yīng)挖除，換填與路堤相同填料，并應(yīng)設(shè)置4%向外排水坡。

（4）路堤基底在清除表土或人工填土后，對(duì)未采用復(fù)合地基或樁基礎(chǔ)處理的土質(zhì)基底，采用沖擊壓實(shí)或重型壓實(shí)機(jī)具振動(dòng)碾壓處理。

（5）當(dāng)路堤基底存在壓縮性較大的軟弱地基土，經(jīng)沉降估算分析，當(dāng)工后沉降不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)采用挖除換填、復(fù)合地基或其他地基處理措施進(jìn)行地基加固。地基處理措施應(yīng)結(jié)合路基所處的位置和環(huán)境、地質(zhì)條件、工后沉降量計(jì)算值、工期等因素綜合確定。

3.2 路塹基床設(shè)計(jì)要求

（1）一般情況下，若路塹基床范圍內(nèi)的地基無(wú)Ps<1.5 MPa或σ0<0.18 MPa的土層或松軟土層時(shí)，基床底層應(yīng)進(jìn)行換填，否則應(yīng)進(jìn)行地基處理。

（2）路塹換填底部開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，采用靜力觸探、取樣試驗(yàn)、標(biāo)貫準(zhǔn)入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探、K30試驗(yàn)等檢測(cè)基床以下土質(zhì)條件及強(qiáng)度，必要時(shí)可布置物探和機(jī)動(dòng)鉆探，驗(yàn)證設(shè)計(jì)措施。

（3）路塹基床換填厚度不一致地段，設(shè)縱向長(zhǎng)度不小于20 m的厚度漸變過(guò)渡段。

4 填料設(shè)計(jì)原則

4.1 填料使用原則

（1）對(duì)硬質(zhì)巖巖屑、巖塊、棄碴及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖填料，屬A、B組主要填料，可作為基床底層非凍脹性A、B組填料、A、B組填料、路堤下部填料，但必須破碎后滿(mǎn)足級(jí)配要求和細(xì)顆粒含量要求，方可填筑。

（2）該線(xiàn)軟質(zhì)巖主要為砂巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖，多具膨脹性，屬D組填料，需棄除。

（3）利用隧道棄碴填筑路基時(shí)，應(yīng)利用Ⅳ、Ⅴ類(lèi)硬質(zhì)巖棄碴，需破碎后滿(mǎn)足各部位填料要求，方可填筑。

4.2 路基施工的密實(shí)度控制

（1）保證土的最佳含水量。土在最佳含水量時(shí)進(jìn)行壓實(shí)才能達(dá)到最大密實(shí)度，因此，在路基填土壓實(shí)過(guò)程中，必須控制土的含水量。當(dāng)含水量過(guò)大時(shí)，應(yīng)晾曬風(fēng)干至最佳含水量再碾壓。施工過(guò)程應(yīng)連續(xù)作業(yè)，減少雨淋、暴曬，防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化。

（2）合理選用壓實(shí)機(jī)具。現(xiàn)行普遍采用的重型壓機(jī)械，每層壓實(shí)厚度不超過(guò)30 cm，而采用噸位更大的羊角碾時(shí)，它的壓實(shí)功可以增加，而其所能達(dá)到的壓實(shí)度可以進(jìn)一步提高，同時(shí)由于壓實(shí)功的增加，施工時(shí)土的含水量又可以降低。土基密實(shí)度的提高、含水量的降低可以提高路基的回彈模量。利用羊角碾進(jìn)行壓實(shí)，應(yīng)注意采用復(fù)合碾壓方式。羊角碾在拖動(dòng)碾壓后，表面呈松散狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)表面不密實(shí)、不均勻，再填土?xí)r壓實(shí)層增厚，在交界面形成一薄弱層。光輪壓路機(jī)的表面壓實(shí)效果較好，可以彌補(bǔ)羊角碾壓實(shí)的不足。

4.3 路基工后沉降控制與監(jiān)測(cè)

客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)路基作為變形控制十分嚴(yán)格的土工構(gòu)筑物，綜合考慮路基填高的差異，地基土成因類(lèi)型、地層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，地基沉降估算的復(fù)雜性和精度，工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)以及有效控制工后沉降的艱巨性，對(duì)全線(xiàn)路基沉降應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的觀(guān)測(cè)與分析評(píng)估，分析評(píng)估工后沉降是否滿(mǎn)足軌道鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)不足以評(píng)估或工后沉降評(píng)估不能滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)繼續(xù)觀(guān)測(cè)或者采取必要的加速或控制沉降的措施。

路基沉降變形監(jiān)測(cè)要求：

（1）沉降觀(guān)測(cè)斷面設(shè)置：路堤地段沿線(xiàn)路縱向每50 m左右設(shè)一個(gè)沉降觀(guān)測(cè)斷面，每個(gè)橋（涵）路過(guò)渡段單側(cè)設(shè)3個(gè)沉降觀(guān)測(cè)斷面；路塹地段可放寬到100 m；過(guò)渡段和地形地質(zhì)條件變化較大的地段應(yīng)適當(dāng)加密。

（2）地基沉降變形觀(guān)測(cè)：路堤沉降觀(guān)測(cè)斷面在地面代表性埋設(shè)沉降板或單點(diǎn)沉降計(jì)，部分地基為深厚覆蓋層沉降控制相對(duì)困難的區(qū)段適當(dāng)考慮采用精密物位計(jì)進(jìn)行自動(dòng)觀(guān)測(cè)。

（3）地基中心深層分層沉降觀(guān)測(cè)：在地基條件差，沉降控制困難區(qū)段必要時(shí)在地基中心附近埋設(shè)數(shù)個(gè)不同深度的單點(diǎn)沉降計(jì)，監(jiān)測(cè)分析地基分層沉降。

5 路基排水施工質(zhì)量控制

路基應(yīng)有良好、完善的排水系統(tǒng)。排水設(shè)備應(yīng)布置合理，與橋涵、隧道、車(chē)站等排水設(shè)備銜接配合，有足夠的過(guò)水能力，保證水流暢通。排水工程結(jié)合具體條件，適當(dāng)加強(qiáng)路基的橫向排水設(shè)施，并及時(shí)實(shí)施，防止在施工期間因地表水及地下水的侵入而造成路基松軟和坡面坍塌。

5.1 地表排水設(shè)計(jì)

⑴對(duì)路基有危害的地面水，通過(guò)設(shè)置側(cè)溝、天溝、排水溝及邊坡平臺(tái)截水溝，將水?dāng)r截引排至路基范圍以外，防止水流沖刷路基。

（2）側(cè)溝、天溝、排水溝或截水溝按1/50 頻率設(shè)計(jì)，溝頂高出設(shè)計(jì)水位0.2 m。縱坡不小于2‰。排水設(shè)施過(guò)水截面尺寸根據(jù)流量計(jì)算。并注意路基面排水、邊坡排水和附屬排水系統(tǒng)的銜接。

5.2 地下水防排水設(shè)計(jì)

對(duì)路基有危害的地下水，根據(jù)其性質(zhì)和特征設(shè)置明溝、邊坡支撐滲溝、截水滲溝或排水斜孔等排水設(shè)施，特別是順層路塹、膨脹巖（土）路塹、地下水發(fā)育路塹、低填淺挖路基應(yīng)加強(qiáng)引排水措施。

6 結(jié)語(yǔ)

高速鐵路的建設(shè)要求路基為軌道提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)，所以對(duì)路基施工質(zhì)量要求較高，該線(xiàn)采用的路基填筑標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝工法、檢驗(yàn)檢測(cè)方法嚴(yán)格按照鐵路規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，使其符合高速鐵路建設(shè)的相關(guān)要求，為該線(xiàn)能夠高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量運(yùn)營(yíng)投產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[2] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，中國(guó)鐵道科學(xué)研究院。高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10621-2009）[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2011.