實(shí)例分析鐵路路基防護(hù)工程施工技術(shù)

蔣沛錦

（成自鐵路有限責(zé)任公司，四川 成都 610000）

0 引言

由于我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜，在建設(shè)鐵路的過(guò)程中面臨著很多技術(shù)難題，其中邊坡失穩(wěn)是最常見(jiàn)的問(wèn)題之一，其對(duì)鐵路的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，在建設(shè)鐵路時(shí)必須高度重視路基防護(hù)工程建設(shè)，提高其施工質(zhì)量，從而有效規(guī)避路基邊坡失穩(wěn)問(wèn)題。文章結(jié)合實(shí)例詳細(xì)分析了鐵路路基防護(hù)工程的施工過(guò)程及相關(guān)技術(shù)，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析了施工過(guò)程中需要重點(diǎn)注意的問(wèn)題，對(duì)于積累路基防護(hù)工程的施工經(jīng)驗(yàn)，提高相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)水平，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程案例與技術(shù)要求

1.1 工程案例

某新建鐵路全長(zhǎng)為42.75km，其中涉及的路基長(zhǎng)度為9.5km，全部路基土方斷面的面積約420 萬(wàn)m2。該鐵路路段共建設(shè)兩個(gè)火車(chē)站，起訖里程DK128+400—DK185+050。由于該工程項(xiàng)目有大量的路基，且部分路基的高度比較大，存在路基滑坡的潛在危險(xiǎn)，因此應(yīng)在施工過(guò)程中將路基邊坡防護(hù)工程作為重點(diǎn)工程進(jìn)行操作，以保障防護(hù)工程的施工質(zhì)量。以下結(jié)合鐵路路基的施工實(shí)例，對(duì)路基邊坡防護(hù)施工技術(shù)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)介紹與分析。

1.2 施工技術(shù)要求

對(duì)于鐵路路基施工過(guò)程而言，有兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)最重要，分別為路基平面寬度和邊坡坡度。路基整體占地面積主要和路基平面寬度有關(guān)，路基平面寬度越大，鐵路整體的安全性越好，但是會(huì)在一定程度上增加鐵路路基施工成本。因此，在具體實(shí)踐時(shí)，需要綜合考慮安全性和施工成本設(shè)置路基平面寬度。對(duì)于單線軌道鐵路，直線段路基的寬度通常設(shè)置在4.9～6.7m 范圍內(nèi)，路肩寬度設(shè)置在0.4～0.6m 范圍內(nèi)，具體數(shù)值需要結(jié)合地區(qū)的地質(zhì)情況確定，并以保證鐵路運(yùn)行的安全性為前提。因此，對(duì)鐵路路基及其防護(hù)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要查閱或者實(shí)地研究地質(zhì)數(shù)據(jù)信息。

邊坡坡度是影響路基穩(wěn)定性的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，通常情況下，坡度越大邊坡的穩(wěn)定性就越差，相反坡度越小則路基邊坡穩(wěn)定性就越好。根據(jù)已有的工程經(jīng)驗(yàn)可知，地質(zhì)條件是影響路基邊坡坡度設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性因素。在施工區(qū)域地質(zhì)條件滿足相關(guān)要求的情況下，如果邊坡整體高度不超過(guò)20m，路基邊坡的坡度可以設(shè)置在1∶1～1∶1.75，如果路基邊坡高度超過(guò)20m，則需要根據(jù)相關(guān)區(qū)域巖土力學(xué)性能，并結(jié)合實(shí)際情況，在確保安全的情況下對(duì)坡度進(jìn)行設(shè)置。

2 路基防護(hù)工程施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 拱形骨架邊坡防護(hù)

2.1.1 工藝概況

關(guān)于路堤部分臺(tái)階的設(shè)計(jì)方案如下：對(duì)于高度在0～8m 范圍內(nèi)的部分，設(shè)置的邊坡坡度為1∶1.75，在高度為8m 的位置，設(shè)置寬度為2m 的平臺(tái)，并基于C25 混凝土對(duì)平臺(tái)進(jìn)行澆筑加固，混凝土厚度設(shè)置為30cm；對(duì)于8m 以上的邊坡，將坡度設(shè)置為1∶1.5；兩側(cè)路基的邊坡全部采用C25 混凝土澆筑成為拱形骨架；骨架內(nèi)部利用預(yù)制空心磚進(jìn)行鋪筑，并利用黃土種植防護(hù)草，達(dá)到防護(hù)效果，同時(shí)美化路基附近景觀。相鄰骨架之間的距離設(shè)置為300cm，其中主骨架的厚度和寬度分別設(shè)置為45cm 和60cm。在頂部溝槽的下部以及兩側(cè)區(qū)域均設(shè)計(jì)擋水沿，其厚度為10cm。設(shè)計(jì)的墻腳規(guī)格尺寸為高度100cm，底部和頂部寬度分別為80cm 和40cm。護(hù)腳長(zhǎng)度及其寬度分別設(shè)置為100cm 和45cm。如圖1 所示為路堤拱形骨架的布置情況示意圖。

圖1 路堤拱形骨架的布置情況示意圖（單位：cm）

在該工程案中例將路塹段的邊坡防護(hù)坡率設(shè)置在1∶1.25～1∶1.5 之間，在8m 位置進(jìn)行分級(jí)設(shè)置，并在8m 分級(jí)位置澆筑邊坡平臺(tái)，寬度根據(jù)相關(guān)區(qū)域?qū)嶋H情況設(shè)計(jì)為2～3m 范圍，厚度為30cm，同時(shí)利用C30 混凝土實(shí)施澆筑。兩側(cè)的路塹邊坡設(shè)計(jì)成拱形骨架，利用C35 混凝土進(jìn)行澆筑，同時(shí)骨架內(nèi)部利用預(yù)制空心磚進(jìn)行鋪筑，并利用黃土進(jìn)行回填，在上面種植草被。骨架的凈間距設(shè)置為300cm，主骨架的厚度及寬度全部設(shè)置為60cm。在頂面溝槽兩側(cè)以及下部位置全部設(shè)計(jì)擋水沿，其厚度為10cm。護(hù)腳厚度及長(zhǎng)度分別為60cm、100cm，如圖2 所示為路塹拱形骨架的布置情況示意圖[1]。

圖2 路塹拱形骨架的布置情況示意圖（單位：m）

為防止熱脹冷縮引起拱形骨架變形擠裂，需要每間隔一定距離設(shè)置伸縮縫。該案例每間隔14～20m設(shè)置一道伸縮縫，伸縮縫全部設(shè)置在拱頂中心位置，縫隙寬度均為2cm，并且在縫隙內(nèi)部填入瀝青麻筋。同時(shí)，為方便對(duì)鐵路路基邊坡進(jìn)行后期維護(hù)，該案例每間隔100m 設(shè)計(jì)一道踏步，其寬度為1.2m，踏步澆筑至護(hù)肩頂面，方便人行走。此外，為了保證安全，局部位置還要設(shè)計(jì)立柱扶手欄桿。如圖3 所示為拱形骨架護(hù)坡施工的主要流程圖。

圖3 拱形骨架護(hù)坡施工的主要流程圖

2.1.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

第一，基槽開(kāi)挖。根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行測(cè)量放樣，并明確關(guān)鍵控制點(diǎn)，測(cè)繪出拱形骨架具體位置，同時(shí)明確溝槽位置、畫(huà)出骨架輪廓線。在基槽進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，對(duì)于骨架豎向支腿，需通過(guò)機(jī)械方式進(jìn)行開(kāi)挖，對(duì)于圓弧拱圈部位，可采用機(jī)械結(jié)合人工方式進(jìn)行開(kāi)挖。同時(shí)，基槽開(kāi)挖時(shí)需要嚴(yán)格控制開(kāi)挖精度，避免出現(xiàn)超挖或者欠挖現(xiàn)象，并及時(shí)對(duì)基槽內(nèi)的浮土進(jìn)行清理。對(duì)于普通邊坡，骨架嵌入邊坡的深度設(shè)置為0.35m，對(duì)于土質(zhì)比較松軟的區(qū)域可以增加深度，設(shè)計(jì)為0.5m，如果是硬巖邊坡則可以適當(dāng)降低骨架嵌入深度，設(shè)計(jì)為0.2m。

第二，模板施工。拱形骨架混凝土澆筑前，應(yīng)在平整地面上對(duì)單個(gè)拱形骨架模板進(jìn)行加工[2]。該工程案例中使用的是鋼模板，可以確保拱形骨架澆筑的光滑性和平整性。模板安裝時(shí)，應(yīng)對(duì)平整度、垂直度以及拼縫等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)實(shí)施嚴(yán)格控制，確保其符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)要保證固定的牢靠性。此外，需要對(duì)模板表面的雜質(zhì)及油污進(jìn)行徹底清除，并在表面均勻涂抹脫模劑，方便后續(xù)脫模。

第三，混凝土施工。對(duì)拱形骨架正式實(shí)施混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)通過(guò)汽車(chē)吊結(jié)合料斗，采用從上到下的順序進(jìn)行澆筑。對(duì)于單個(gè)拱形骨架，應(yīng)先對(duì)拱腳位置進(jìn)行澆筑，再對(duì)拱圈位置澆筑。為保證澆筑質(zhì)量，應(yīng)對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，關(guān)鍵指標(biāo)包括坍落度、和易性等。此外，澆筑速度不宜過(guò)快也不宜過(guò)慢，澆筑時(shí)要進(jìn)行振搗，混凝土表面出現(xiàn)浮漿并不再繼續(xù)下沉且冒泡時(shí)，說(shuō)明振搗工序完成。另外，完成澆筑后需覆蓋特殊材料并灑水養(yǎng)護(hù)。

第四，拆除模板。待混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間且強(qiáng)度達(dá)到拆模標(biāo)準(zhǔn)后，可對(duì)模板實(shí)施拆除處理。拆除時(shí)應(yīng)先對(duì)支護(hù)進(jìn)行處理，再對(duì)模板實(shí)施拆除。拆除過(guò)程中不得對(duì)模板以及混凝土造成損壞，且完成拆模工序后需繼續(xù)對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.2 混凝土空心磚施工技術(shù)要點(diǎn)

該工程使用的混凝土空心磚為六邊形結(jié)構(gòu)，在拱形骨架內(nèi)部進(jìn)行鋪筑，然后在上方回填黃土，并在空心磚中撒播種子，種植草被。首先，鋪筑混凝土空心磚前，要對(duì)邊坡進(jìn)行壓實(shí)，并清除不必要的雜物，同時(shí)修整平整度，以保證坡面的平整性和清潔性。其次，將空心磚按照從上到下的順序依次進(jìn)行鋪筑，并利用橡皮錘進(jìn)行敲擊，以確保混凝土空心磚面與坡面之間的緊密性。最后，利用優(yōu)質(zhì)的黃土對(duì)空心磚的空心部位進(jìn)行回填，為后續(xù)的草籽撒播工序做準(zhǔn)備。

3 路基防護(hù)工程施工的關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 拱形骨架護(hù)坡

為了保證拱形骨架護(hù)坡的施工質(zhì)量，骨架施工前需要做一些準(zhǔn)備工作，主要是徹底清除邊坡表面的一些雜物，以保證表面的穩(wěn)固性以及平整性。同時(shí)，如果表面存在凹坑問(wèn)題，需及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。為保證拱形骨架位置的準(zhǔn)確性，必須根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行測(cè)量與放線，并根據(jù)放線結(jié)果開(kāi)挖溝槽。此外，對(duì)骨架內(nèi)回填的土層厚度進(jìn)行控制，該工程案例中要求土層表面與澆筑混凝土骨架表面持平。對(duì)骨架進(jìn)行澆筑施工前，需要科學(xué)埋設(shè)路基下方的貫通地線，從而避免后續(xù)開(kāi)鑿骨架，影響骨架的整體性。

3.2 混凝土空心磚

混凝土空心磚鋪筑前的準(zhǔn)備工序，與拱形骨架護(hù)坡施工前準(zhǔn)備工序基本類(lèi)似。要清除雜物，并確保坡面的平整性，然后根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行測(cè)量放樣，鋪筑的空心磚斜度與坡面需保持一致，空心磚面和坡面應(yīng)緊密接觸。同時(shí)，混凝土空心磚應(yīng)排列整齊，且各條縫隙不得出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。待路基沉降達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，對(duì)空心磚縫隙進(jìn)行處理。

3.3 邊坡植草防護(hù)

種植草被可以固化土方，避免出現(xiàn)水土流失，還可以達(dá)到美化鐵路路基景觀的效果。因此，使用的草籽必須有非常發(fā)達(dá)的根系，且莖稈要矮小，同時(shí)需要具有很好的環(huán)境適應(yīng)性，容易存活。目前常用的種植方式有兩種：一種是行播，另一種是撒播，種植深度均需超過(guò)5cm。該工程案例采用撒播方式，草籽撒播量在15～20g/m2范圍內(nèi)。完成草籽撒播工序后要立即進(jìn)行灑水處理，確保土方持續(xù)保持濕潤(rùn)狀態(tài)，以提升草籽的發(fā)芽率和存活率。同時(shí)，應(yīng)通過(guò)農(nóng)膜對(duì)土方表面實(shí)施覆蓋，避免雨水沖刷對(duì)草籽的正常發(fā)芽過(guò)程造成破壞，影響草籽發(fā)芽率。待草籽發(fā)芽后，若發(fā)現(xiàn)存活率較低的部位或者撒播時(shí)不均勻的部位，應(yīng)該及時(shí)實(shí)施補(bǔ)撒，以確保邊坡草被生長(zhǎng)的均勻性。此外，如果局部位置鐵路路基邊坡的坡度較大，可以將有機(jī)肥和草籽進(jìn)行均勻攪拌后，利用專(zhuān)業(yè)的噴灑設(shè)備進(jìn)行撒播[3]。

3.4 混凝土澆筑施工

混凝土澆筑是鐵路路基防護(hù)工程施工中的核心和關(guān)鍵，因此需要嚴(yán)格控制混凝土澆筑的施工質(zhì)量，具體可歸納為以下幾點(diǎn)：第一，混凝土澆筑過(guò)程必須確保連續(xù)性，避免因?yàn)榛炷凉?yīng)不足而發(fā)生澆筑中斷現(xiàn)象。澆筑中斷現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)施工縫，進(jìn)而影響整個(gè)拱形骨架的整體性。因此，在正式澆筑前，需要科學(xué)合理計(jì)算混凝土使用量，并將需求量通過(guò)書(shū)面形式提供給拌和站。第二，混凝土澆筑過(guò)程中需要安排專(zhuān)門(mén)人員實(shí)施振搗操作，并對(duì)振搗時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)過(guò)振或者漏振的現(xiàn)象。第三，混凝土澆筑完成后，應(yīng)利用土工布對(duì)混凝土表面實(shí)施覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間需要持續(xù)14d。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鐵路路基防護(hù)施工質(zhì)量會(huì)對(duì)鐵路的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生重要影響，因此對(duì)鐵路路基工程進(jìn)行施工時(shí)，必須做好防護(hù)工程施工工作，以提升路基邊坡的穩(wěn)定性。當(dāng)前可以應(yīng)用的路基邊坡防護(hù)技術(shù)有很多種，相關(guān)人員需要結(jié)合鐵路路基實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，從而在最大限度上發(fā)揮該防護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。該工程案例根據(jù)所述的路基邊坡防護(hù)技術(shù)方案和工藝要求進(jìn)行施工，起到了很好的施工效果，有效保障了該鐵路路基的安全性和穩(wěn)定性，值得進(jìn)一步推廣使用。