重載鐵路填砂路基施工技術(shù)

馬 干

(中鐵十四局集團(tuán)第五工程有限公司，山東 兗州 272100)

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重載鐵路填砂路基施工技術(shù)

馬 干

(中鐵十四局集團(tuán)第五工程有限公司，山東 兗州 272100)

以某重載鐵路DK292+600～DK305+305段為例，介紹了黏土包邊技術(shù)在填砂路基施工中的應(yīng)用，探討了填砂路基施工參數(shù)的基本要求，總結(jié)了填砂路基施工的注意事項(xiàng)，以保證路基施工質(zhì)量。

填砂路基，黏土包邊，基床表層，路基填料

1 工程概況

某重載鐵路DK292+ 600～DK305+305段，全長12.705 km，地形為沖洪積平原，地勢平坦，地表為新黃土、砂黏土、砂土等。地下水為第四系孔隙潛水，埋深幅度較大，一般為5 m～10 m。DK300+615～DK305+305段地下水位為0 m～3.0 m，基底欠穩(wěn)固。重點(diǎn)工程為DK300+615～DK305+305風(fēng)沙段路基填砂施工。填砂路基施工的關(guān)鍵問題有：砂子的填筑與壓實(shí)；風(fēng)沙路基的邊坡防護(hù)與加固。

2 填砂路基的施工

2.1 填料的設(shè)計(jì)

該鐵路風(fēng)沙路基的填料是按規(guī)范的規(guī)定，全部采用細(xì)粒土，取料的來源是在不違背設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有規(guī)范允許的條件下，就近取土。基床設(shè)計(jì)厚度為2.5 m，其中表層0.6 m，底層1.9 m。

1)基床底層及以下填料的變更。通過對沿線的土源調(diào)查發(fā)現(xiàn)，就近取土的難度很大。一是線路附近的地表土早已開辟為農(nóng)田，耕作面積少，致使土源奇缺。二是路基兩側(cè)無防風(fēng)固沙林帶，也沒有長年的野生植被，一旦取土后，勢必造成少有的植被被破壞，更容易形成沙害。因此我們建議改變路基填料，充分利用線路附近河流中的河砂作為路基填料，進(jìn)行路基填筑。砂子邊坡的外側(cè)用20 cm厚的黏性土進(jìn)行邊坡包邊處理。

2)基床表層填料的變更。施工現(xiàn)場的表層填料因量小能夠滿足，但經(jīng)現(xiàn)場取樣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)土質(zhì)的含砂率偏大。為了填砂的路基能夠滿足質(zhì)量和壽命的要求，同時避免基床底層及以下砂子填料受列車荷載沖擊而產(chǎn)生振動液化現(xiàn)象。經(jīng)研究，將表層細(xì)粒土變更為黏性土，并且把厚度由原來的0.6 m增加到0.9 m，填筑后與邊坡的包邊土共同形成黏土封閉圈。

2.2 填砂路基施工

在填砂路基施工中，因填料的改變，必須解決一些新的技術(shù)問題。比如：填筑方法、分層厚度、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、邊坡處理等等。因此在施工中的各道工序上，都必須嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范和操作規(guī)程。根據(jù)要求，在DK304+200～DK304+500共300 m的范圍內(nèi)進(jìn)行了填筑試驗(yàn)。以通過試驗(yàn)段攻克施工工藝和質(zhì)量檢測難關(guān)，獲取有關(guān)技術(shù)參數(shù)，然后進(jìn)行大面積施工。

填砂路基的填筑常規(guī)方法有兩種：一是機(jī)械運(yùn)砂并壓實(shí)，二是水力輸送沉淀。從現(xiàn)場的實(shí)際情況來看，砂源比較遠(yuǎn)，不具備輸砂條件，因此，采用機(jī)械運(yùn)砂的方式填筑路基。

1)確定填筑厚度、含水率、壓實(shí)參數(shù)。填筑前，在DK304+200～DK304+500段進(jìn)行了填砂試驗(yàn)，用K30荷載板進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量檢測，同時用核子密度儀進(jìn)行復(fù)核。

對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，砂筑路基在壓實(shí)過程中密度和強(qiáng)度最先達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的不是表層，而是從表層下一定深度開始逐漸向上。但是厚度約為10 cm的表層，即使再增加壓實(shí)遍數(shù)，其密實(shí)度和承載力也達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，只有在其上鋪一層一定厚度的砂子后再碾壓，才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)試驗(yàn)室近10 d的試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，確定了填砂施工的填筑厚度、砂子的最佳含水率及壓實(shí)系數(shù)。即：砂子只有在飽和狀態(tài)下才能進(jìn)行最有效的壓實(shí)，含水量偏大或偏小效果都不好，因此砂子的最佳含水量為飽和含水量，中(粗)砂的最佳含水量為10%；填層厚度以不超50 cm(含下層10 cm)為宜；使用的壓路機(jī)以中型(12 t位)的自行式振動壓路機(jī)為宜；每層松鋪厚度為40 cm，碾壓6遍即可達(dá)到相對密實(shí)度Dr=0.7。

2)邊坡條件對壓實(shí)效果的影響。邊坡條件不同，砂子邊緣處的壓實(shí)效果差異很大，它與黏土的壓實(shí)有很大的區(qū)別。其主要原因是砂粒之間沒有黏性，在壓路機(jī)振動碾壓時極不穩(wěn)定甚至?xí)l(fā)生溜塌現(xiàn)象，對路基的穩(wěn)定性有較大的影響。如果邊坡采取一定的措施，使路堤橫向變形受到限制，則壓實(shí)效果將大大地加強(qiáng)。邊坡的加固方法很多，一般有以下幾種：a.邊坡上堆碼舊(廢棄)的混凝土軌枕。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于能利用廢舊料，缺點(diǎn)是需要的量比較大，對機(jī)械壓實(shí)也有影響(壓不到邊)，且邊坡防護(hù)難度大。b.編織袋裝土沿邊坡碼砌。此方法防護(hù)效果好，收尾時土袋不用拆，節(jié)省削坡量。缺點(diǎn)是土體密實(shí)度差，雨水沖刷較為嚴(yán)重。c.黏性土包邊(又稱大量幫填土)。此方法優(yōu)點(diǎn)是幫填土與砂子同時填筑、同時碾壓，施工方便，質(zhì)量容易控制且黏土厚度又能滿足邊坡防護(hù)和抗沖刷的要求，又能解決振動液化問題。經(jīng)比較，現(xiàn)場施工時采用了這種方法。

3)施工注意事項(xiàng)。通過試驗(yàn)段的施工，總結(jié)出在填砂施工過程中，要特別注意以下幾個問題：a.砂子的粒徑和級配要滿足設(shè)計(jì)要求；b.嚴(yán)格控制砂的含泥率，一般情況下不超過5%；c.壓路機(jī)碾壓時，要從兩側(cè)向中間進(jìn)行，靜壓一遍后，再先輕后重，先慢后快；d.地基為軟土?xí)r，最好使用中型壓路機(jī)并低振；e.大量幫填土的寬度不小于2.5 m，且與砂層同時填筑、同時分層壓實(shí)，避免砂與黏土之間形成碾壓死角；f.檢測砂子填筑質(zhì)量時，把K30平板荷載儀置于表層下15 cm處，并用N10型輕型觸探儀和核子密度儀相配合；g.填到標(biāo)高后，及時施工基床表層，以防表面暴露時間過長影響壓實(shí)效果。

2.3 基床表層的施工

1)基床構(gòu)造。該路基按照重載路基設(shè)計(jì)，基床厚度為2.5 m，路基全寬為11.1 m。變更后的基床表層厚度為0.9 m，用黏土填筑，底層為1.6 m，填料為粗砂。

2)基床施工。基床直接承受由道床傳遞下來的列車運(yùn)營荷載，其質(zhì)量的好壞對保證列車高速、平穩(wěn)、安全行駛至關(guān)重要。為保證基床特別是基床表層的施工質(zhì)量，在填筑質(zhì)量、平整碾壓、填層厚度等工序上嚴(yán)格按施工工藝控制施工。

按照設(shè)計(jì)要求，基床部分尤其是表層部分需進(jìn)行嚴(yán)格的碾壓，使之具有較高的變形模量。基床表層填料嚴(yán)格控制，必須使用黏性土，每層填筑厚度不大于25 cm，現(xiàn)場加強(qiáng)控制,使填料盡量達(dá)到最佳含水量，保證最佳的壓實(shí)效果。每層檢測的密實(shí)度不小于97%。碾壓時橫向搭接40 cm，縱向搭接2.0 m，避免碾壓不到位，影響封閉圈的效果。

3 結(jié)語

通過采用黏土包邊進(jìn)行填砂路基施工，保證了路基施工質(zhì)量，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

On construction technique of sand-filled subgrade of heavily-loaded railways

Ma Gan

(No.5EngineeringCo.,Ltd,ChinaRailway14thBureauGroup,Yanzhou272100,China)

Taking DK292+600～DK305+305 section of some heavily-loaded railway as the example, the paper introduces the application of the sand-filled subgrade with the clay serging technique explores the basic requirements for the sand-filled subgrade construction parameter, and sums up the precautions of the sand-filled subgrade construction, so as to ensure the subgrade construction quality.

sand-filled subgrade, clay serging, surface layer of subgrade bed, subgrade filler

1009-6825(2017)15-0133-02

2017-03-21

馬 干(1975- )，男，工程師

U213.1

A