高速鐵路路基與橋梁過渡段施工技術探討

張宗銳

高速鐵路路基與橋梁過渡段施工技術探討

張宗銳

（中鐵二十四局集團浙江工程有限公司，浙江 杭州 310009）

在我國的地理環境中，地形較為復雜的地段相對較多，以此為了跨越這些如河流和山川等復雜的地段，則需要利用橋梁的建設來實現。但是在橋梁整體設計中，其剛度和路基存在一定的差異性，促使二者連接的部分會存在沉降大小不一的問題，如果不進行科學處理，會影響高鐵運行的安全性。因此本文以杭黃鐵路站前III標項目案例為背景，對高速鐵路路基與橋梁過渡段的施工技術進行分析，以工程實際技術實施辦法來探討其技術的重要性和價值，以此為基礎，為同類工程的技術實施提供一些可行性的建議和意見。

高速鐵路路基；橋梁過渡段；施工技術

0 前言

高鐵具有運營速度快、乘坐舒適感較強、運行平穩等優勢，對我國交通運輸壓力起到了極大的緩解作用。而在高速鐵路建設過程中，經常會遇到一些特殊地形，如河流、山谷或者湖泊等，而要想經過這些特殊地形，則需要以橋梁搭建的方式保障高鐵的順利通過。但是路基與橋梁的剛度差異較大，設置的路橋過渡段經常會出現因剛度差異而導致沉降不一的情況，甚至會造成過渡段彎析的問題發生，如果處理不當，當高鐵路過該路段時必定會產生較大的振動，基于高鐵和鐵路之間的作用力影響，會影響高鐵運行的安全性，因此做好過渡段施工技術，是保障高鐵穩定運行和乘客出行安全的重要基礎。

1 高鐵路基與橋梁過渡段產生問題的原因

1.1 橋臺結構與路基差異

在高鐵路基與橋臺結構上的差異基礎上，主要表現的是橋臺呈現剛性，而路基呈現柔性，就算是前期施工二者平整連接，但是在實際運營期間由于高鐵不斷運行對過渡段不斷產生荷載作用，也會導致二者之間沉降差問題出現[1]。并且在過渡段的施工中，其屬于整體施工中的薄弱環節，并且其前后所受荷載力度有著較大的不同之處，如果在施工作業中忽視該類問題，很容易造成高鐵運行危險性的極度提升。

1.2 重橋輕路意識

在現階段對于橋梁與高速鐵路施工計劃中，其都是將橋梁與路基分開設計，但是由于橋梁設計受到的關注力度相對較大，導致其整體建設規模和所投入的資金要遠高于鐵路建設的投入，并且所投入橋梁建設的專業人員也相對較多，由此造成在鐵路修建期間的專業人員投入不足，影響路基的施工質量[2]。并且在過渡段會由于設計不到位的情況造成質量不達標，潛伏性較大，只有高鐵運營一段時間后才會出現明顯問題。

1.3 路基變形導致沉降差

在過渡段施工作業中，一般都是采取土方填筑的方式來進行施工，而這種施工方式主要存在的問題就是填料之間會存在大量的縫隙（壓實系數＜1），并且在施工過程中也難以將這種縫隙全面消除，導致在后續施工作業中基于外部荷載和自身重力作用下，使填料不斷壓縮，這樣也就會產生路基下沉的問題[3]。另外過渡段在橋臺完成后填筑，無論是路堤式過渡段還是路塹式過渡段，都會受到施工作業面狹窄的限制，影響著整個施工作業和碾壓作業的質量，即使在后續采取了相關措施，也會因為高鐵的持續運營所產生不斷的動荷載作用造成再次變形問題。

1.4 運梁車的超重荷載作用

在高速鐵路橋梁過渡段建設期間，運梁車需從路基上通行，這種運梁車本身的重量較大，并且加上混凝土梁的質量作用，二者的重量要遠大于列車的重量，這樣會導致整體的路基受到較大的集中荷載，造成過渡段沉降差逐漸增加[4]。

2 工程背景

杭黃鐵路站前III標項目二分部工程里程設計為DK32+925.880--DK42+115.000，正線全場為9.189km，沿線廣泛分布軟土和松軟土，并且在路橋連接處設置級配碎石過渡段，結合多年施工經驗，以不利因素最多、不均勻沉降最難控制和最具有代表性的路段進行實驗設計，選擇DK39+141.675--DK39+409.740路橋過渡段（前接浦陽江特大橋，后接老祠堂特大橋）作為試驗路段，進行級配碎石填筑試驗。

3 高鐵路基與橋梁過渡段施工技術實際應用

3.1 工藝流程

路橋過渡段填筑采取分層填筑形式，施工前需要進行測量放樣，測量區域包含路基的邊線和中心線，利用白灰標定，其詳細的工藝流程圖如圖1所示。

圖1：過渡段施工工藝流程圖

在卸料區結合卸車的容量，采取白灰施工網格，在現場施工負責人指揮下進行卸料作業，隨后利用推土機進行填料的攤鋪、局部凹坑的填補和邊角區域人工修整，保障在壓路機碾壓輪的表面能夠均勻接觸到層面進行碾壓，達到最終的壓實效果和碾壓目的。

3.2 基底處理和測量

結合圖紙設計要求對過渡段基底進行整平作業，利用小型人工夯進行碾壓，保障其地基在密實之后地基系數K30≥60MPa/m。隨后根據在設計院得到的測量資料進行復測，水準點進行加密，并且在施工前對路基橫斷面進行測量，對路基邊線和中心進行測量和放樣，用白灰標注，在放樣過程中其邊線要超出寬度50cm以上。

3.3 取土場地的選擇、室內試驗和卸料控制

試驗路段的級配碎石選取專業石料廠所生產的碎石，保障其最佳干密度在2.23g/cm2，最佳含水量為6.4%。在填筑前和測量放樣之后，每間隔10m釘出邊線樁，為了保障整體路基邊緣的壓實度要求，填筑的邊線要高于設計邊線邊寬50cm，填土區結合自卸汽車的容量和松鋪的厚度進行計算，結合車輛的裝載量和松鋪厚度，在填筑邊線測量放出之后，利用白灰來畫出施工的方格網，根據梯形臺柱來控制松鋪的厚度。

3.4 攤鋪平整

在攤鋪期間每間隔10m則需要設置邊樁，利用邊樁來控制填筑的邊線，并且利用邊線和中線的高度控制，來控制梯形臺柱和樁體。首先利用推土機進行初步整平工作，在整平之后會逐漸形成橫向的坡度，除此之外，局部凹坑地區和邊角地區需要采取人工修整作業，在整形后，利用鐵鍬進行挖坑檢查，觀測填料的松鋪厚度。

3.5 級配碎石的技術與驗收標準

在級配碎石應用到過渡段施工作業中，應當滿足以下三點技術指標規定內容。

（1）片狀和顆粒狀碎石含量小于20%。

（2）容易破碎和質地較軟的碎石含量應小于10%。

（3）過渡段使用的級配碎石應當符合表1的數據標準[5]。

表1：過渡段級配碎石的級配范圍

在驗收標準中需要滿足以下幾點條件。

（1）每工班料場的抽樣檢驗1次顆粒級配、針狀、葉狀和質地較軟以及容易破碎的碎石含量，監理單位需要結合施工單位檢驗數量的10%進行同步檢驗，根據國家所規定的試驗規程來進行實驗。

（2）在出廠前需要對級配碎石進行每500m3一次的最大干密度試驗檢驗。

（3）過渡段級配碎石中保障水泥摻和量允許誤差為實驗配合比的±1.0%，每個工班檢驗2次，檢驗方法為滴定法或者儀器法[6]。

3.6 沉降觀測

3.6.1單點沉降計和埋設邊樁

在地基處理檢測合格之后，根據設計在線路中心布置監測斷面，埋設單點沉降計，在路堤坡腳外側2m位置埋設邊樁，并且保障單點沉降計的底部錨頭均進入巖石層50cm，在挖槽之后，將電纜引入到路堤左邊坡腳外部2m位置，利用觀測箱（混凝土砌筑）將觀測頭保護，及時觀測沉降效果，保障在觀測期間做到實施監控。

在DK757+407.63處設置B-2型監測斷面之后，將沉降板進行埋設，在褥墊層頂部嵌入10cm埋設，在底部做找平處理，利用填料回填密實，在監測桿的外部加裝保護套管，應當稍微低于監測桿。在上口加蓋封口，并且隨著路基填筑施工的不斷提升，需要逐漸提升沉降板監測桿和保護套管的高度。

3.6.2沉降監測數據

在整體施工完畢之后，需要保障最大的累計沉降值為5.8mm，沉降量需小于10mm，在填筑完成84天后，路基的沉降量相對較為穩定，滿足實際設計要求。

3.7 試驗數據分析

（1）在進行第四層（松鋪厚度17cm）試驗時，碾壓到第3遍，部分試驗數據不能滿足級配碎石的壓實標準，碾壓到第4遍則全部試驗數據滿足級配碎石的壓實標準。結合試驗數據分析得出臺后2m范圍內第四層級配碎石壓實結論后，抽出最不利的一組數據進行分析，得出碾壓的次數和孔隙率、地基系數和動態變形模量之間的關系，發現地基系數和動態變形模量會隨著碾壓次數增加而變大，相反孔隙率會隨著減小，并且在碾壓第4遍后，三者均滿足要求。

（2）在進行第三層（松鋪厚度33cm）試驗時，碾壓到第5遍部分試驗數據滿足壓實要求，而碾壓第6遍時，全部級試驗數據滿足壓實的標準要求。結合試驗數據分析得出臺后2m范圍外的級配碎石第三層壓實結論后，抽出最不利的一組數據進行分析，得出碾壓的次數和孔隙率、地基系數和動態變形模量之間的關系，發現地基系數和動態變形模量會隨著碾壓次數增加而變大，相反孔隙率會隨著減小，并且在碾壓第6遍和強振3遍后，三者均滿足要求。

4 結語

綜上所述，本文基于工程實際案例基礎上對高速鐵路和橋梁過渡段的施工技術進行實際分析，從施工流程開始到數據分析結束，證明該技術可以滿足過渡段使用安全性的實際需求。并且隨著科學技術的不斷發展，技術層次也會隨之提升，這樣在現實的技術條件下，更加會提升過渡段施工技術效果和質量，為高鐵運行安全與人民出行安全作出保障。

[1]郭小龍.高速鐵路路基與橋梁過渡段施工技術研究[J].中國住宅設施,2020(05):119-120.

[2]王軍.高速鐵路站場路基過渡段施工技術探究[J].四川水泥,2020(04):313.

[3]劉芳.試析高速鐵路路基與橋梁過渡段施工技術[J].建筑技術開發,2019,46(15):154-155.

[4]亢曉斌.高速鐵路路基與橋梁過渡段技術的關系研究[J].四川水泥,2018(04):20+40.

[5]吳祺.高速鐵路路基與橋梁過渡段技術實踐分析[J].建材與裝飾,2017(50):267-268.

[6]周冠翰.鐵路路基與橋梁過渡段施工技術的滲透[J].低碳世界,2017(05):210-211.

張宗銳（1984.09- ），男，山東省濟南市人，大學本科，工程師，研究方向：橋梁工程。

S210

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1007-6344（2021）04-0256-02