姚仲良
鐵路工程建設通常工期緊,任務重,要求高。做好鐵路工程施工是現階段鐵路發展的重點和難點。其中,鐵路路基施工作為鐵路工程建設的重要環節,由于工期較長,工藝復雜等原因,不利于鐵路工程的快速施工和有效管理,加大了鐵路路基施工過程的質量控制難度。在這樣的形勢下,促進鐵路路基施工技術的有效實施,進一步加強對施工過程的質量控制顯得尤為必要。而鐵路路基填筑施工質量控制,關系到填筑材料的選擇、基底處理、路橋過渡段的施工方法、邊坡防護等,路基填筑質量控制是保證鐵路路基的強度,全面提高鐵路工程的質量,在鐵路建成投產后的運行,提供安全保障的重要方面。
(1)路基是一種建筑在巖土地基上的巖土結構,而巖土屬于不連續介質,具有破碎性、孔隙性和多相性等特點,而且性質極為復雜。加之鐵路線路通過的地形、地質條件等不斷變化,也會造成巖土由于氣候、水位、受力情況等變化而產生不同的性質,進而影響路基施工。
(2)鐵路路基處于完全暴露的自然環境狀態下,且隨著鐵路線路的延伸會遇到不同條件的工作環境,如當地的地形、水文、氣候及地震區劃分等都對路基的施工有著不同程度的影響,因此路基的施工和養護須以當地的自然環境為基礎。
(3)鐵路路基承受靜荷載、動荷載的壓力作用,其中動荷載是造成鐵路路基發生病害的重要原因,特別是以飽和粉細砂和軟土為基底的路基在動荷載的長期作用影響下,會造成基床土的抗剪強度降低,飽和砂土液化,軟土觸變等不良現象的發生,進而導致鐵路路基穩定性較差。
(4)如何控制鐵路路基工后沉降是路基工程施工過程中需解決的重要環節;如何使路基施工質量達到預定的要求,對于選擇確定什么樣的機具設備、施工方法、質量檢測體系等方面,提出了嚴格的要求。
因此,根據鐵路路基的工程特點,采取科學的施工技術,并不斷加強質量管理和控制是鐵路路基施工的必要措施。
(1)進行施工準備工作,審核整體設計的圖紙和規范,進行嚴格的技術交底,編寫具備可實施性的施工方案;做好現場的設計交接,控制樁交接工作;準備合格的檢測儀器、試驗設備等,以備檢測需要。現場的原材料要進行嚴格檢測,把好材料關,嚴禁不合格材料進入施工現場。路基填筑的現場檢測工作多,嚴格依照檢測標準進行。同時,做好路基基底的處理,路基填料要滿足施工規范和設計要求,做好過渡段施工質量控制,確保工后沉降在設計及規范容許范圍。
(2)填料實驗和路基填筑過程檢測試驗是重點。填料實驗中要分析填充顆粒的質量,含水量,密實度,塑限,有機質含量,擊穿實驗等試驗。通過試驗確定填料各項指標,保證填料處于最佳含水量,減少因為填料問題造成后續施工偏差。正式進行填筑前要進行試驗段填筑,通過試驗段施工質量檢測來確定松鋪系數、碾壓遍數等技術參數,工藝參數,實地觀測地基沉降情況,驗證填筑加載的速率是否與初期設計要求一致。
路基土石方調配施工要綜合沿線相關工程,做好土石方調配方案,來確定運輸距離,施工條件,機械設備的配備方案等。
路橋(涵)過渡段施工是路基填筑過程中需嚴格控制的薄弱環節。在路橋過渡段處,一方面先做好路基基礎的處理,嚴格控制路基均勻沉降和不均勻沉降,另一方面還需處理好橋梁和填土路基之間剛度的均勻過渡。在橋涵與路基連接處,圬工結構基本上不沉降,而路基的沉降則是不可避免的。過渡段填土分為錐形填土、臺背及涵洞填土、路橋(涵)過渡段填土3部分。路橋(涵)過渡段填筑作業必須在圬工結構施工強度達到設計及規范要求的強度再進行,臺背和涵洞填土采用滲水性和穩定性好的材料,為保證高速鐵路路橋(涵)過渡段的工后沉降控制標準,應該進行路橋(涵)過渡段的相關試驗研究;進行填料和級配指標、過渡段合理長度及結構形式的試驗研究;進行填料選擇、碾壓方式與已壓實的相鄰路基的搭接等特殊施工工藝和施工質量控制試驗研究,根據現場施工條件,比選適宜的碾壓或夯實機具等。
基礎處理是保證鐵路路基填筑質量的重要措施。在路基的沉降中,基礎沉降所占比例最大,高速鐵路路基工后沉降在很大程度上取決于地基處理的好壞,目前地基處理方法很多,應根據不同地質條件和地理環境選用不用的方法。
比如對于有一定硬殼層,土性較復雜或則分布不規律,軟土層埋深在16m以內的軟基,宜采用粉噴樁、深層攪拌樁或則碎石樁處理,填土高度2~5m的路堤,采用砂墊層加塑料排水板,在涵洞基礎和填土高度5m以上的路堤,采用粉噴樁法;在橋臺基礎和軟土路基上,采用碎石樁法等等。
另外,依據土工建筑物的不同需要選用土工塑料、土工格柵、網眼布等新材料,以及土工網和填土結合后形成的復合材料,也可提高路基承載力,起到加固土層、坡面防護、排水隔滲、防止巖面風化流失的作用。
加強路基基底處理目的是保障基底硬度,牢固的基底才能保證路基填筑施工的總體質量。
過渡段路基施工質量控制是鐵路路基施工質量控制的難點和關鍵,為了避免過渡段路基裂縫、沉降問題,施工之前應該進行攤鋪壓實試驗,根據試驗相關的結構參數,以確保在實際施工順利進展。同時,必須保證過渡段的路基施工與其連接的路基同時進行。規范填筑碾壓的工序,控制好過渡階段填筑質量。
高速鐵路施工需設置專職的質量監督部門,進行質量日常檢查,對路基填筑進行全方位檢測,對整個環節,全部過程都進行有效的控制。在進行路基填筑施工過程中,必須自檢合格后報監理驗收合格,施工才能由一個工序進入下一個工序。質量部門檢查主要項目包括如下:現場交樁,貫通的測量工作,施工現場測量工作,放樣工作;試驗段壓實填充的各種工藝性試驗;材料的質量控制和定期檢測;基底床層壓實度的監測,各個層面壓實度的監測;存在分層壓實情況下,各個層面的質量,用料是否合規,層厚是否合規,要保證嚴格依照設計及規范要求進行各個工藝流程的監控,保證工程建設的質量。
綜上所述,現如今,我國高速鐵路路基填筑工程數量眾多,規模龐大,工程材料要求較高,施工機械技術含量高,體型龐大,建筑資金也需要國家與企業多方支持,以保證鐵路建設的質量。
鐵路路基填筑施工是鐵路工程建設的重要環節,也是確保鐵路安全暢通的關鍵因素,因此須加強對鐵路路基填筑施工技術的管理應用和質量控制,進而確保鐵路施工的順利圓滿完成,促進鐵路運輸安全性的提高,為人們的生命和財產安全提供有力保障,促進國民經濟的快速可持續發展。
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