高速铁路路基施工准备与施工要点

'第三章!高速铁路路基施工准备与施工要点第一节!高速铁路路基施工准备一!线路测量与贯通当明确施工的段落以后!施工单位要做的第一件事就是从设计院交桩组的手中接收整个线路定测的桩橛及相关资料"包括与线路有联系的国家三角点#国家水准基点$!并采用同精度的测量仪器在现场进行桩橛间的关系核对%紧接作!施工单位便根据设计文件给出的线路诸要素和&高速铁路测量暂行规定’的要求进行贯通与控制测量设计!以设计院给出的主要桩橛为起始点进行施工前控制与贯通测量%控制与贯通测量的操作程序与测量精度应符合&高速铁路测量暂行规定’的要求%控制与贯通测量完成后应根据施工的需要进行加桩!同时要做好主要控制桩橛的保护工作!以便施工过程中进行桩橛的恢复%二!施工场地勘察与工程地质条件复查路基施工前的第二项准备工作就是施工场地勘察与工程地基条件复查%从施工场地勘察的角度上讲!其勘查的主要内容有如下几点("#$铁路占用的土地及其周围土地的耕作情况)"!$铁路路基通过地段的农田水利设施分布及使用情况("%$穿过铁路路基的机耕道路的分布及使用情况情况)"3$穿过铁路路基的输电线路#通信线路"包括从地下穿过的这两类线路$的分布及因施工需要拆迁的情况%从工程地质条件的复查角度上讲!其工作的内容主要有如下几点("#$观察工地现场的地面现状"土质#岩石露头#地下水出露等情况$)"!$在可钎探范围内的地质情况)"%$钎探有疑问时应适当进行一些触探以进一步查明情况)"3$触探仍有疑问时应报告建设单位!请求进行钻探复查%*"!#* 上述工作均应有详细的记录并附适当的图表!三!填料调查!选择与施工机械配备QY填料调查与选择填料是路基施工的主要材料"填料质量的好坏直接关系到所填筑的路基质量的好坏!因此"填料的选择与确定是一项十分重要的工作"之所以十分重要还有一层原因就是"它也直接关系到施工单位的经济效益问题!选择填料的原则应是#在保证路基的施工质量的前提下"应尽可能选择较为经济的填料取用方案!在选择填料来源地时应综合考虑以下几个因素#$#%填料的各项物理力学指标能否满足&高速铁路路基施工质量验收标准’的要求"填料的试验项目及各项技术指标按照&铁路工程土工试验规程’的相关规定执行!$!%填料的可取用量!$%%植被恢复及复耕的条件"以及是否可能造成对周围生态环境的危害!$3%取用填料时的施工条件能否满足施工机械的作业要求!$+%道路运输条件等!BY施工机械配备高速铁路路基施工的机械配备原则与非高速铁路路基施工的机械配备原则基本一致"惟在机械参数的选择上有一些差别!平地机一般应作为高速铁路路基施工的必备设备进行配置"从秦沈客运专线的施工实践来看"配备较大功率的平地机进行作业"可以使施工更为顺利!压路机应尽可能选择功率较大"压实能力较强的振动压路机机型"建议指标是#工作质量=激振力$3""5M!压实机械的型号选择还可以参照&高速铁路路基设计与施工’$杨广庆等著%的有关内容!其手扶式振动夯它的施工机械"如运输机械(挖装机械等"则以能满足施工需要为原则进行配备!考虑到路桥$涵%过渡段等特殊部位的填筑压实需要还应配备一部分小型手扶振动夯或平板振动夯!此外"建议基床表层的面层部分采用摊铺机进行施工"以确保基床表层的表面质量!)"!$) 四!运输道路规划在大规模的土石方施工中!运输道路规划的好坏对施工单位的顺利施工以及经济效益都将产生较大的影响"此外!由于施工运输通道不可避免地要与地方运输道路发生关系!而地方道路往往又因为种种原因而限制施工运输机械的通行!因此!在施工前对地方道路通行状况的调查!以及合理地规划临时施工道路并使临时施工道路与地方道路系统有机结合形成一个合理的施工运输网络是一件十分值得做的事情"在运输道路规划的过程中!还应考虑不同的段落的土石方量的分布#工期的要求#当地气候条件影响等因素合理确定主干运输通道及辅助运输通道"第二节!高速铁路路基施工要点一!地基处理高速铁路的地基处理分为一般地基处理与特殊地基处理!这里仅涉及一般地基处理!特殊地基处理由另外的课时专门讲述"对于一般地基!在$高速铁路路基施工质量验收暂行标准%第五章中规定的地基处理技术标准如表!;%;!;#"表!;%;!;#高速铁路路堤基底处理技术要求地基类型‘+"Y2-"Y2-%‘+%Y"-‘$%Y"-水位距地表挖除表层"Y%!"Y+-!并基床表层下换填回填整平碾压至.""Y$+黏$"Y+-"Y+-渗水性填换填级配碎石或级性换填"Y+-渗水性填料!按设计要土水位距地表配砂砾石!满足基料!.%""并整平碾压至.%""求进行处床表层厚度.#%"8&9&-"+"Y+-%""#%"8&9&-"理#$"8&9&-砂类土.%""#%"8&9&-.%""#%"8&9&-砾石#碎石类土.%""#+"8&9&-.%""#+"8&9&-按风化情况!视其风化程度分别按上述要求进行处理"坚硬岩石基底范围无岩石大面积凹面不做处理!直接在其上填土’如有较大面积凹面!按设计要求处理"("#%( 地基按设计要求处理完成后的基底外观应符合下列要求!#Y基底无草皮"树根等杂物#且无积水!!Y原地面基底密实"平整$坑穴处理彻底#无质量隐患#符合设计要求%在进行地基处理的施工过程中#应特别注意地基的承载力是否能满足设计要求#若发现地基承载力可能不满足设计要求时应及时报告驻地监理工程师和设计单位#以便及时进行变更处理%原地面地基的处理程序和施工步骤均与普通铁路无异#惟处理后的检测标准应符合&高速铁路路基施工质量验收暂行标准’的有关规定%二!路基填筑施工在正式填筑路基之前有两次试填筑过程#第一次是工艺性填筑试验#主要是在室内试验的基础上通过工艺性试验决定填料的最优含水量及其偏差"压实遍数"松铺厚度等主要工艺参数#工艺性试验的方法建议参照&土石填方振动压实’(拉斯Y福斯布拉德著)第#"Y4节的方法进行$第二次是在正式路堤上的试填筑#此次试填筑除了验证主要工艺参数外还要同时进行地基沉降观测#以验证填筑加载速率是否符合设计要求%通过两次试填筑#主要的工艺参数以及每一填筑单元的长度基本上能够确定下来#只是随着施工的不断进行#某些参数可能还要进行适当的调整%在路基填筑施工中#应遵循*四区段#八流程+的作业程序进行施工#同一个作业流程段内不得有几种作业交叉进行%由于投入填筑施工的区段有先后#因此在先期施工的区段一开始就严格管理#狠抓标准化作业#树立起一段样板施工示范段#可以使后来者学有榜样"赶有方向%当然#科学的施工方法还必须与严格的管理制度相配套才能取得好的施工效果%在遵循*四区段#八流程+作业程序的前提下#每一道作业工序均应达到&高速铁路路基施工质量验收暂行标准’的相关要求%对于基床以下路堤的填筑压实质量#&高速铁路路基施工质量验收暂行标准’中规定如表!;%;!;!%表!;%;!;!基床以下路堤压实标准压实标准序号项!!目细粒土粗粒土碎石土#地基系数.%"(8&9,-)"$""##""#%"!孔隙率F(6)%%#%%#%压实系数.""Y$"-"#"- 对于基床底层的填筑压实质量!"高速铁路路基施工质量验收暂行标准#中规定标准如表!;%;!;%$表!;%;!;%基床底层压实标准压实标准项!!目细粒土粗粒土碎石类土地基系数.%"%8&9&-’"##""#%""#+"孔隙率F%6’%!4%!4压实系数.""Y$+由于基床表层的特殊性!在其填筑施工过程中也要相应地采取一些特别的措施$这些措施主要是(%#’保持表层填筑拌和料含水率的措施基床表层填筑料因其是通过集中拌和站拌和而成的!将其运输到填筑施工现场有一个过程!而在这个过程中由于运输堆放不当很容易造成拌和料中的水分流失或蒸发$为此!首先在施工组织指挥上要精心安排!应做到及时拌和!及时运输!及时摊铺)平整!及时碾压$从而使整个施工过程环环相扣!使拌和料自出厂开始到碾压成型!中间不因施工组织指挥原因而在过程中等待$其次!建议在运输过程中采用较为密闭的箱式自卸汽车且顶部加盖防水彩条布!这样可以有效地减少填筑料在运输过程中的水分流失与蒸发$当然!拌和料也不是含水越多越好!因此建议在雨天尽可能不进行基床表层的填筑施工$%!’加强压实的措施由于基床表层的厚度有限!因此在考虑分层填筑的厚度时!应注意以下几个方面的因素(9Y拌和料的生产)运输能力*SY摊铺)压实机械的生产能力*)Y最小填层厚度的限制$在考虑了上述三方面的因素条件下!初步确定了填层厚度以后!还应进行工艺性压实试验!工艺性试验的目的同前!试验的方法仍然建议参照"土石填方振动压实#%拉斯Y福斯布拉德著’第#"Y4节的方法进行$由于基床表层填料的特殊性以及填层厚度控制的严格性!因此!在压实机械的压实能力选择上!建议宜大不宜小$此外!在工艺性试验的同时还应比较准确地测定松铺系数!以便施工过程中较为准确地控制填层厚度$对于基床表层的填筑压实标准!"高速铁路路基施工质量验收暂行标准#中规定标准如表!;%;!;3$+"#&+ !!表!;%;!;3基床表层压实标准压实标准填!!料厚度!-"地基系数.%"!8&9#-"孔隙率F!6"级配砂砾石"Y2"#$"%#4级配碎石"Y2"#$"%#4级配碎石"Y++"#$"%#4中粗砂"Y#+"#%"路桥!涵"过渡段一般设置方式如图!;%;!;#和图!;%;!;!所示图!;%;!;#!路桥过渡段设置方式示意图高速铁路路桥!涵"过渡段的填筑材料与基床表层基本相同$而路桥过渡区域历来是路基填筑施工的薄弱环节$因此$高速铁路的路桥过渡段宜在桥台结构施工完成后$尽快安排过渡段与一般路堤同时施工%对于深厚软土地基或较高的桥头路堤$在提前进行了地基处理的前提下$还应优先安排填筑施工确保地基具有较充分的沉降过程$以达到减小工后沉降的目的%若因种种原因而使过渡段填筑滞后于路堤的填筑施工$则在过渡段的填筑过程中应注意以下两个方面的问题%!#"注意过渡段与路堤其它部分之间的连接$即要认真做好两种不同填料结合部的台阶施工%开挖台阶施工时若部分台阶局部疏松可采用小型手扶式振动夯进行夯实%且台阶的开挖高度应与过渡段填筑工艺性试验所获得的填筑层分层压实厚度相协调%!!"由于此时过渡段的压实操作空间狭窄$而往往选择较为小型的压实机械$因此$过渡段的填筑施工主要工艺参数均应以该小型压实机械进行的工艺试验所获得的参数为准%此外$还应特别注意桥台背&转角处&桥台耳墙下等难以夯实的部位在填筑施工过程中应辅以小型手扶式振动夯或平板振动夯进行夯实%过渡段基床表层以下级配碎石填层压实质量指标如表!;%;!;+’"#’’ 图!;%;!;!表!;%;!;+基床表层以下级配碎石填层压实标准项!!目地基系数.%"孔隙率F压实标准"#+"8&9!-%!46涵背过渡段压实""#(" 三!关于检测指标的说明上节已经提到路堤!基床底层!基床表层等部位的压实质量检测指标"从这些指标表中可以看到#每一个部位的检测指标均采用了双指标进行控制$这是高速铁路区别于过去普通铁路的地方"就目前所知$压实系数!地基系数.值和孔隙率F之间基本上没有数学关系可以表%"达$因此可以将它们理解为相互独立的三个指标"在%高速铁路路基施工质量验收暂行标准&中规定对于细粒土是采用压实系数与.%"值两个指标进行控制"从土壤压实原理中我们可以理解到对于细粒土来说$所测得的压实系数实际上是现场经压实后的土壤密实度与试验室击实试验时所获得的标准密实度的比值$这一比值从某种意义上讲并不直接反映经压实后的土壤的力学特性$而地基系数.%"从某种意义上讲是反映土壤力学特性的一个指标"对于粗粒土和碎石类土%高速铁路路基施工质量验收暂行标准&中规定采用的是孔隙率F和地基系数.两个指标$也是基于上述考虑"%"就检测频率而言$压实系数或孔隙率在每一填层均进行检测$而地基系数.则每填%"高"Y$米’约填三层的高度(进行检测"此外$检测的点数亦较普通铁路要多"四!软土及松软地基上路堤的填筑就软土及松软地基上的路堤填筑而言$最关心的问题之一就是填土加载速率与地基沉降之间的关系"我们要追求的是#较小的瞬时沉降$充分的固结沉降$最小的工后沉降"为了尽可能地达到上述目标$就要求我们在填筑施工的过程中要以科学的态度和方法去进行施工"首先$要根据软土的特性和设计加载情况科学地预计软土固结所需要的时间$确定科学合理的施工工期"其次$要在整个填筑及预压期内进行软土地基的沉降观测$并以沉降观测所获得的数据指导科学施工"第三$在施工组织上要本着)地基处理要快$填筑加载要稳$预压时间要够*的原则安排各段软土及松软地基上的路基施工工期"在整个施工及预压过程中应建立起专门的沉降观测组"观测组的任务除获得数据指导施工外$还应绘制加载一时间一沉降曲线图$对沉降趋势进行预报$使施工的指挥者在施工过程中做到心中有数"沉降观测组的观测项目应按设计要求进行$同时施工单位出于积累经验的需要$也可以参照有关技术手册增加一些观测项目和点位"在施工组织安排上还要注意的一点是#对于采用固结排水措施加固的地基只要沉降观测数据表明可以进行填筑$则应尽可能优先安排填筑施工$这样可以尽可能地增加地基+"#)+ 平地机作业的排水固结时间!有利于减少工后沉降"另外!在软土及松软地基上填筑路堤时的加载速率控制上!除了技术手段外还必须实行一套较之在普通路基施工过程中更为严格的施工纪律!使各级施工人员尤其是各级施工管理人员首先成为按科学规律施工的带头人"#"#*#'