内蒙古沙漠地区路基施工机械的配比组合研究

'内蒙古沙漠地区路基施工机械的配比组合研究　　(中铁六局呼和浩特铁路建设公司，内蒙古呼和浩特010050)摘要：结合施工过的神延铁路榆林段和正在施工的临策铁路及完成的试验路段，从风积砂的特性入手，探讨了沙漠地区路基施工的常用施工机械。在此基础上，提出了适用于沙漠地区路基施工的施工机械、施工机械组合及其施工工艺，对实际施工有现实的指导意义。 　　关键词：沙漠地区；风积砂；路基；施工机械；配比组合 　　中图分类号：U416.1+66∶U415.5文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)08—0181—02 　　在铁路路基本体的施工过程中，施工机械是完成路基本体各个部分的最重要工具，是确保工程质量、加快工程进度、改善劳动条件、降低工程成本的重要技术装备。路基施工机械的选用受作业内容、土质条件、运输距离、气候环境等各个方面的影响和制约，施工机械设备的选型与配置是否合理，对于提高设备利用率，如期完成施工任务、提高经济效益，起着至关重要的作用。因此，随着铁路施工筑路机械化的发展，科学的配比、组合好施工机械、提高机械的组合效率就显得越来越重要。 1风积砂特性 　　我国是一个多沙漠地区，现有沙漠总面积已经超过150万km2，沙漠主要分布在新疆、内蒙、青海、甘肃、宁夏、陕西、辽宁、吉林及黑龙江等9省(区)，约占国土土地总面积的15.6%。我国沙漠属于温带沙漠类型，总体的自然特征为：气候干旱，降水稀少；日照强烈，冷热剧变风力强大；风沙频繁植被稀疏，种类单一；水资源不足，水量不平衡。由于风积砂具有水稳定性好、沉降均匀，受不利季节影响小等特点，并且分布广泛、储量丰富、取材方便，在沙漠地区修筑铁路，首选用风积沙作为路基填料。但由于风积颗粒较细、无粘性、同时沙漠中气候多风、干燥，这给沙基的施工带来很大困难。因此，如何根据风积沙特点选择适合 　　沙漠路基施工的机械，并进行较为理想的配比优化、组合，提高机械的组合效率就成为修筑沙漠铁路路基关键之所在。 2沙漠路基施工机械的选用 　　一般情况下，常用的土质路基施工机械根据施工工序分为挖运→摊铺平整→洒水晾晒→碾压→路基整型等机械，沙漠地区路基施工机械的选择受风积沙特性的影响，因此一般土质路基所用施工机械及其施工机械的组合不能适用于沙漠路基 2.1挖方机械 　　通常挖风积沙的机械设备有推土机、装载机、挖掘机等。如果施工场所附近有少量碎石土或红粘土可取，则优先选用装载机，推土机配合，否则多使用推土机和挖掘机配合。 2.2装运机械 　　现场试验表明，自卸汽车在已经压实的风积沙路基上难以行走，在铺筑土工布的沙路基上起步较为困难，因此，自卸汽车不能作为沙路基施工的主导运输机具。因此当运距较近时可选用自重大、通过性好、履带接地比压大的推土机从两侧推沙，当运距较远时，挖运土方可采用自卸汽车通过施工便道将风积沙运至路基两侧，然后再采用推土机从两侧将沙推至路基填筑范围内。 2.3路基压实机械 　　常用的路基土方压实设备有胶轮压路机、振动压路机、拖式振动碾或羊足碾等。经工地试验，前后轮驱动的振动压路机均可使用。拖式羊足振动压路机、拖式振动碾在推土机拖动下，前进时压路机轮前有拥沙现象，后退时不能振动且方向难以控制，若原地振动短时间内可产生沙基下沉现象，形成小坑，可见拖式振动压路机不能满足施工要求。因此路基压实机械可使用前后轮驱动的自行式胶轮羊足振动压路机、光轮振动压路机。 　　推土机碾压所得干密度普遍偏小，主要是对风积沙路基表层压实，压实效果有限，因此推土机仅能作为振动压路机碾压前后的稳压、终压机械。我单位在多年的施工中积累了很多经验:不同含水率的细沙夯实试验结果表明，干沙的夯实效果优于湿沙，实际施工中细沙也找不到最佳含水量，当细沙含水率超过5%时，孔隙水压增大，体积膨胀反而不利于夯实。细沙对振动最敏感，沉落快，这是因为沙粒处于振动状态时，由于颗粒大小和质量的不同，产生惯性差异，使沙粒发生相对位移;再因沙粒的自重下落而挤压的缘故。故采用振动夯实法，效果最好。目前施工检测控制采取预留沉落量，经过推土机铲运机的多次行走，使路基达到稳 定。 2.4路基整平机械 　　路基整平常用的设备主要是平地机、推土机。经现场试验，在未压实前平地机整平时，刮平厚度约为10～15cm，平地机在刮平刀前堆积沙较多时行走困难，因此平地机不适合作为路基整平机械。大型、中型推土机可以将风积沙从路基两侧推至路基范围内进行挖运摊铺、整平及稳压施工，小型推土机宜作为路基风积沙的摊铺和顶面整平机械。整平时受驾驶员操作水平限制，速度较慢，特别是整平路基顶层允许偏差较小的路拱时所用时间较长。 2.5洒水设备 　　沙漠地区采水非常困难，并且洒水车在沙基上难以行走，甚至无法行走，因而无法自行均匀洒水，故洒水车不适合作为砂基上的洒水设备。因此不推荐风积沙路基表面洒水压实工艺。 3沙漠路基施工机械配比组合及施工工艺 3.1机械配比组合 　　施工机械的配备组合应根据施工标段的工程规模、工期、工期要求、取弃沙运距及设备能力等因素综合确定，并制定详细的切实可行的机械施工作业方案，最大限度在满足机械产量的要求，充分发挥机械效率。根据依托工程施工调查，不同地区及不同铁路等级风积沙路基在一个施工作业面的施工机械组合有所不同。 　　在神延铁路第八标段DK101[CD#*4]DK104段，和现在施工的临策铁路DK20_DK25段修筑了试验段，进行了风积沙路基施工工艺、施工机械组合、碾压方式、压实度测定等试验研究，结果表明：采用大、中型推土机或自行振动压路机等施工机械组合。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　3.2采用在天然含水量状态下分层碾压的施工工艺 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　因细沙的压实特点，不可能按规范每30cm填筑一层，另外沙漠候干燥填筑的表层很快失水，在做灌砂(水)、K30、Evd等检测时，必须将表面风干层挖除，平整后进行检测才真实有效。 　　有条件的话，检测宜在碾压后2小时内完成。 　　取弃沙的布置:取、弃沙坑(堆)的位置对路基固沙防沙的影响很大，必须根据沙方调配设计，取沙坑与弃沙堆一般都应设在线路的背风侧。取沙坑距路堤坡脚不小于5m，弃沙堆离路堑顶边不小于10m，取、弃沙坑(堆)都应及时进行防护。集二线施工时，因取沙坑距线路太近，使路基坡脚受到不同程度的风蚀。直接威胁路基的安全。 　　根据沙漠地区气候恶劣，风沙活动频繁，防护材料数量多、运量大的特点，必须作好施工组织安排。应注意:①施工季节:春季风频，夏季温高，秋冬两季有利施工。②分段施工:集中施工，边施工边防护。③沙方调配:防止大量破坏地表，取弃沙坑(堆)要加强护。④环境及防护。 4结束语 　　本文针对我国沙漠地区特点，在理论分析、室内试验的基础上、依托神延和临策实体试验工程，对沙漠地区路基施工机械组合、施工工艺方法进行了研究，可以得到如下结论：通过对挖运、整形、摊铺、压实等施工机械的深入研究和实地验证，首次提出了较为合理的沙漠路基施工适用的施工机械及合理组合。在此基础上，推荐出合理的沙漠路基施工工艺和施工方法。对实际施工有现实的指导意义。本文所提出的沙漠地区路基施工机械组合，有一定的参考价值。但由于沙漠地区面积广阔，因此本文有其局限性和地域性建议继续开展研究工作，补充和完善。 ［参考文献］ 　　［1］陈星明，王成端.公路路面基层施工机械的优化配置方法［J］.西南工学院学报，2002，17：31～33. 　　［2］唐延钦.低液限粉土的特性与压实技术研究［D］.山东大学，XX. 　　［3］曹源文，李志勇，梁乃兴.风积砂砂基压实工艺和方法分析［J］.XX交通学院学报，XX，(04). 　　［4］王在强，刘泽华，李中玺，等.风积沙路基施工技术［J］.中外公路，XX，(02). '