摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法(铁路路基)

'2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法中铁XX局集团XX客专项目部一分部1前言随着我国客运专线的施工，铁路将进如高速运行时代，高速铁路行驶速度快、技术标准高，对路基要求高，对路基的平顺性和沉降提出了了更高要求，中铁xx局集团XX客专项目部一分部承建的XX客专基床表层级配碎石填筑工程，采用摊铺机摊铺的施工工艺，在优质、高效地完成施工任务的同时亦取得了较好的经济效益。在施工过程中经过不断总结、提高、形成本工法。2工法特点2.1采用摊铺机进行机械化施工不仅大大加快了施工进度，改善了劳动条件，降低了劳动强度，而且操作简单。2.2减少了施工过程中人为因素的不良影响，为优质施工提供了可靠保证。2.3机械化施工摊铺面积大，质量高，保证了基层的刚度、整体性和平整度。3适用范围高铁路基基床表层级配碎石（掺5%水泥）填筑工程施工均适用于本工法。4工艺原理级配碎石（掺5%水泥）是指使用级配良好、强度高、变形小的填料进行填筑，施工工艺流程见小表。基床表层级配碎石填筑工艺流程图整修验收阶段施工阶段准备阶段检测区段碾压区段平整区段上料区段修整养护整平碾压检验填料拌合运输填筑图4-1级配碎石施工工艺流程图第9页共9页 2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法5施工工艺及操作要点5.1施工前的准备在施工前做好原材料测试检验工作，合格后按施工计划组织材料进场及复核工作。正式开工前通过试验段确定松铺系数、最佳含水量、碾压方法、碾压遍数、细颗粒含量以及级配碎石的合理级配，检验表层级配碎石施工设备配套能力。5.2级配碎石填筑的施工5.2.1基床底层验收路基基床底层按规范要求进行细颗粒含量、EVD、K30、压实度、高程、平整度、宽度中凡不符合要求的地方，按下述方法处理：1超高部分用人工挖除运走，洒水后碾压密实；2局部低洼处用A、B组料回填，人工找平后洒水碾压密实；5.2.2施工测量1使用全站仪在基床底层恢复中线，每隔10m设一控制桩，并设置相应横断面桩，供施工放样使用。2根据控制桩测设基准线桩平面位置及松铺高程工作，松铺高程应换手复测，确认无误后方可进行摊铺施工。3铺顶面高程（即基准线高程）计算依据。松铺系数为1.2，松铺厚度每层为24cm（路基中线位置），据此松铺顶面高程＝基床底层顶面设计高程+0.24m（线路中心位置）。4铺机摊铺过程中松铺厚度检查。在摊铺过程中用铝合金靠尺在摊铺机两侧检查松铺厚度。具体做法是每侧在摊铺机行走1~2m时，把靠尺放在已摊铺成型的级配碎石上，比较实际松铺厚度与基线之间的差值，若差值＜15mm不作调整，若差值超过15mm按实际差值调整感应器升降，使松铺顶面高程与基准线高程一致。5碾压达到规定遍数，现场检测压实度是否达到0.97，若不满足要求继续碾压，使压实度达到要求。压实度达到要求时，测量压实后基层顶面高程，确认松铺系数是否变化。5.2.3拌和运输1采用连续式稳定土拌和站集中厂拌级配碎石级配碎石，生产能力为500t/h。试拌的级配碎石含水量按照标准击实试验含水量控制在最佳含水量的±1.5%，根据天气适当调整含水量，满足施工需要。级配碎石要求：颜色均匀一致、无离析现象。拌合料计量应符合下列要求：1)水泥剂量误差0～+1.0％。第9页共9页 2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法2)碎石、石屑量误差±3%。2运输级配碎石必须用带有防晒蓬的自卸车运输至摊铺工点。5.2.4摊铺整型摊铺机感应器参数调整工作已在“施工测量阶段”完成，所以可进行摊铺作业。摊铺机过后的作业面，严禁施工人员在上面走动，保持表面平整度。根据摊铺机施工特点及试铺过程发现的问题，采取如下方法解决：1摊铺机进料仓前设专人负责指挥倒车，防止因卸料速度不同影响摊铺速度和摊铺质量。2摊铺机行进速度控制在0.6~0.8m/min之间，确保匀速行走，摊铺级配碎石要平整均匀。3摊铺机过后设专人对松铺顶面局部粗骨料集中、局部低洼不平现象进行处理，具体作法是将局部粗骨料集中处铲掉5~10cm，人工用过筛后级配碎石回填并用锹拍实，局部低洼处用过筛后细级配碎石填平用锹拍实，整型过程中对纵、横施工缝处的平整度情况一定要重视，且找平工作要在振压之前完成，不得有遗漏，严禁出现薄层贴补现象。5.2.5碾压1用A、B组料填筑路肩交界部分，形成一个A、B料路肩，宽度50cm，高度与级配碎石填筑高度相同，这样解决压路机碾压时路肩交接处不易压实的问题。2通过试铺发现仅用钢轮压路机对表面收光效果不是很好，因此增加轮胎式压路机以消除表面裂纹。经过试验段施工总结出标准碾压方法是：压路机（22t、23t）先静压一遍后，再弱振动碾压一遍，强振动碾压两遍，最后静压一遍，11胶轮收面，达到了要求的压实度。振动压实宜用Ⅰ档慢速(1.5~2.0km/h)，保持匀速前进并光轮朝前；轮胎式压路机静压收光时宜用Ⅲ档快速(6~7km/h)碾压。3碾压遵循原则是：压实时遵循“先两侧、后中间、先静压、后振压、先轻后重、先慢后快”的施工原则，按规定行走速度行驶，纵向碾压时保证边缘及超宽部位碾压密实，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm；在大面积填筑时，纵向搭接不小于2.0m，上下层接头错开不小于3.0m。，振动碾压重叠部分为1/3~1/2轮宽。应注意避免过碾和少碾现象的发生，同时严禁压路机在碾压合格和正在碾压的路段上调头、急刹车，更不能在静止时转动方向和小角度调头。在纵向施工缝和横向施工缝处振动压实时不要损坏已施工好的基层面，从而保证基层表层整体质量。第9页共9页 2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法4级配碎石从拌合到碾压完成要控制在水泥初凝前的2小时以内完成。碾压结束后基层表面应湿润，没有明显的轮迹。摊铺机摊铺级配碎石时不宜中断,如果因故中断时间超过2小时,而未按横向接缝方法处理，则必须把摊铺机附近及其下面未经压实的级配碎石铲除，并将已经碾压实且高程和平整度均符合要求的末端挖成与基床表层中心线垂直且垂直向下的断面，然后再摊铺新的级配碎石。5碾压结束时试验室派试验员到现场实测压实度、K30、EVD，相关指标合格后用轮胎式压路机收光。最后由质检员现场检测平整度、宽度。5.2.6接缝处理1横缝处理摊铺过程中须设置横向接缝(施工缝)，设置方法如下：摊铺机驶离级配碎石末端,人工将末端级配碎石挂线修整齐；紧靠级配碎石放根方木,方木的高度与级配碎石压实厚度相同;整平紧靠方木的级配碎石,方木另一侧用碎石回填约3m长,其高度略宽出方木；将级配碎石碾压密实;在重开始摊铺级配碎石之前,将碎石和方木除去,并将下承层顶面清扫干净,然后摊铺机返回到压实层的末端,重新开始摊铺级配碎石。每天工作结束时，工作缝必须与前一幅工作缝在同一断面上。2纵缝处理1)前一幅施工完毕到进行下一幅摊铺的时间如超过2小时，必须将前一幅摊铺靠边缘20cm范围内基层切除边缘，修整齐后方可进行下一幅的摊铺。2)前一幅施工完毕到进行下一幅摊铺的时间如不超过2小时，前一幅施工纵缝表面用土工布覆盖50~70cm宽不碾压，覆盖目的是为防止水分过快蒸发，并保证在下一幅施工时，这一部分能够及时迅速碾压好。通过在施工过程中对拌和、运输、碾压设备的配套能力的调整，能够实现消灭纵向施工缝的目的。5.2.7养生摊铺、碾压完毕，压实度经检测合格后即开始养生。采用洒水养生方法，养生时间不少于14天。养生期限内要视天气情况每天定时洒水养生，要使基层表面充分保持湿润，养生期间封闭交通，禁止一切车辆通行。6材料与设备6.1料场选取：通过详细的调查，结合项目部的实际情况选取合适的采石场作为级配碎石原材料供应源。要求供应商料源丰富，能及时供应我项目部所需的各类石料。生产的碎石和石屑等产品要求级配良好，硬度目视良好。6.2级配碎石检测指标：项目部试验室对采石厂生产的碎石，进行检验。检测指标包括：6.2.1颗粒的粒径、级配应符合“基床表层碎石粒径级配表”中规定，且第9页共9页 2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法细集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量（水洗法）小于5%，压实后小于7%，压实后渗透系数不小于5x10-5m/s。6.2.2基床表层级配碎石材料可取自天然砂砾材料，或由开山块石、天然卵石、砾石经破碎筛选而成。6.2.3在粒径大于22.4mm的粗颗粒中带有破碎面的颗粒所占的质量百分率不少于30%，同时用于基床表层级配碎石材料性能需满足：1粒径大于1.7mm的集料的洛杉矶磨损率≤30%；2粒径大于1.7mm的集料的硫酸钠溶液浸泡损失率≤6%；3粒径小于0.5mm的细集料的液限＜25%，塑性指数＜6％，不得含有黏土及其他杂质；40.02mm的颗粒质量百分率不得大于3%；5与上部道床碎石及下部填土之间应满足Ｄ15＜4d85的要求。表1基床表层级配碎石粒径指标筛孔尺（mm）4531.522.47.11.70.50.1<0.1标准规定通过率（%）10082～10067～9141～7513～467～320～5-实测通过率（%）10084.476.349.721.39.92.1-D60/D10≥1522.06表2级配碎石施工机械、设备、仪器一览表序号机械设备名称规格及型号数量技术状况进场日期使用工点备注1挖掘机沃尔沃2102良好2010.03路基填筑2摊铺机三一9502良好2013.07路基填筑-3自卸车豪沃10良好2010.03路基填筑4压路机洛阳230-11良好2010.03路基填筑5压路机洛阳2201良好2010.03路基填筑6平地机天工PY160B1良好2010.03路基填筑7洒水车1良好2010.03路基填筑8胶轮压路机YL111良好2013.04路基填筑9级配碎石搅拌站WCQ5001良好2010.08路基填筑第9页共9页 2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法表3测量、试验检测仪器设备表序号仪器设备名称规格型号单位数量稳定状态1徕卡全站仪TPS1200台1良好2自动安平水准仪1mm台1良好3水准尺2mm把2良好4平板荷载测试仪K30台1良好5灌砂筒200mm个1良好6电子秤30kg台1良好7Evd测试仪Evd台1良好7质量控制7.1质量验收标准表4基床表层填筑压实质量控制标准、检验数量及检验方法填料压实标准地基系数K30(MPa/m)动态变形模量Evd(MPa)压实系数K级配碎石≥190≥55≥0.97注：无砟轨道可采用K30或EV2时，其控制标准为EV2≥120MPa且EV2/EV1≤2.3。表5基床表层填筑厚度的允许偏差、检验数量及检验方法检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法级配碎石厚度-20mm沿线路纵向每100m抽样检验3点测量仪器测量砂垫层厚度不小于设计值沿线路纵向每100m抽样检验3点测量仪器测量表6基床表层级配碎石表面的允许偏差、检验数量及检验方法检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法中线高程±10mm沿线路纵向每100m抽样检验5点测量仪器测量路肩高程±10mm沿线路纵向每100m抽样检验5点测量仪器测量中线至路肩边缘距离+200mm沿线路纵向每100m抽样检验5处尺量宽度不小于设计值沿线路纵向每100m抽样检验5处尺量横坡±0.5%沿线路纵向每100m抽样检验5个断面坡度尺量平整度不大于15mm沿线路纵向每100m抽样检验10点3.0m直尺量第9页共9页 2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法7.2质量控制措施级配碎石（掺5%水泥）施工难度大，也容易产生开裂。这是因为水泥材料（当掺量大于4.5%）的收缩系数较大，抗变形和抗拉能力差，难以抵抗干缩和温缩作用。许多工程实例说明，无论在铁路还是公路施工中，基层或多或少都会出现一些裂缝，这是一质量通病，为此我们在施工过程中通过采取以下措施，减少裂缝的产生。7.2.1正式开工前铺筑试验段。通过试铺确定有关技术参数，如施工配合比、松铺系数、最佳含水量、作业延迟时间和合理的施工工序，重视工程质量。7.2.2把好源头关，控制材料质量。级配碎石用碎石数量大、料源广，其质量好坏直接影响到施工的质量。坚持设计级配标准，严格限制细集料含量。粗集料的比例在使用时应略大于细集料（石屑），对每批进料要经常做级配碎石筛分试验检查，随着进料级配的变化而适当调整配合比使之符合设计及规范级配要求。7.2.3水泥计量要准确。按规范要求和批准的配合比严格控制水泥用量。施工中滴定法控制水泥用量，如果水泥掺量不足，将使表层强度水稳定性达不到设计要求；如水泥掺量过多，又会引起基层裂缝增加，甚至失去半刚性基础的整体性。7.2.4拌和要均匀。根据试铺确定的拌和时间要严格掌握，不得随意减少拌和时间，以保证级配碎石拌和得均匀。7.2.5严格控制最佳含水量。加水计量一定要准确，使级配碎石在接近最佳含水量时进行碾压。在施工过程中应根据气温、湿度、天气变化及摊铺时间、运距等情况随时对含水量进行调整，尤其注意夜间施工含水量的控制，不能使含水量忽大忽小。7.2.6配备足够数量的机械设备。尽量做到连续摊铺和碾压，工序连续作业，尽可能保证“湿接缝”。7.2.7注意养生并及早进行上基层铺筑。湿养不得少于14天，在气温高于30℃及大风条件下施工时，尤其应注意及时养生和补充水分。错开施工缝。横向施工缝应错开一块板距离。施工应全宽度整幅摊铺，以减少纵向施工缝，非设不可时，上、下表层的纵缝应错开50cm。8安全措施8.1对所有参建职工进行安全意识教育，牢固树立安全第一的思想。8.2对各工种实施岗前培训、技术考核，不合格者严禁上岗。8.3设专职安全员，负责安全检查工作，并督促职工按章作业。8.4每天在开工前对摊铺机的工作装置及调节机构进行专项检查，对所有的电器设备、机械车辆进行全面检查，确保机械设备完好方可正常施工，严禁带病作业。第9页共9页 2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法9环保措施9.1对施工人员进行环保教育，使施工人员牢固树立环保意识，自觉遵守《环境保护法》、《建筑法》及地方政府有关法规、条例。9.2施工中按照上级要求做好排水工作，防止洪水淹没、毁坏农田及建筑物，排水系统及早建立完善，防止涵、沟水直接排放农田。9.3生活垃圾定点堆放，掩埋覆盖，严禁四处乱扔；生活圬水处理设化粪池，不直接排放，避免污染水源。9.4施工期间做好既有道路养护工作，不得随意占用道路施工、堆放物料、搭设临时建筑物，施工期间的废水、泥浆不得流出场外，建筑垃圾及时清运。9.5保护生态，做好水土保持工作，实行“三同时”制度，加强驻地施工人员水土保持的教育和管理，严格遵守《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国水土保持法实施条例》及地方政府有关法规、条例。严格按设计施工，编制水土保持方案，严禁随意取土、弃碴以及对非施工用地范围的地表植被造成破坏。10效益分析10.1实践证明机械化施工操作简便，能够加快施工进度，并确保总工期目标的实现。10.2机械化施工同人工施工相比质量控制效果好，为整个工程创优奠定了良好基础。10.3机械化施工较人工摊铺每天节省劳动力150人，且便于管理。10.4机械化施工同传统的人工施工相比经济效益、社会效益显著。11工程应用实例中铁十三集团XX客专项目部一分部承建的XX客专五标段设计5.3万m³基床表层级配碎石就是摊铺机分层摊铺的施工工艺。根据现场实际施工情况，DK218+000-DK218+200试验段，采用WCB-500级配碎石站1座，自卸车运输车10台，每车运土量20方，每天能运土方大约2000m³，三一950摊铺机2台，常林165KW/PY190平地机1台，压路机2台（22T、23T），11胶轮最佳机械组合。级配碎石集中厂拌，摊铺机摊铺，幅宽13.4m。根据设计要求，水泥掺量5%，室内实验级配碎石颗粒分析见下表。表7级配碎石颗粒分析表筛孔尺（mm）4531.522.47.11.70.50.1<0.1标准规定通过率（%）10082～10067～9141～7513～467～320～5-实测通过率（%）10084.476.349.721.39.92.1-D60/D10≥1522.06第9页共9页 2013年度参评三级工法摊铺机摊铺基床表层级配碎石施工工法11.1基床表层级配碎石施工总结：11.1.1按相关要求严格选择生产加工厂，严格进行资源性检验及施工过程中的生产检验。11.1.2严格进行室内级配试验，取得最佳级配配比。11.1.3现场试拌前首先在室内采用击实方法确定填料最佳含水量。施工前首先测定各种原材料的天然含水率，按测定的天然含水率及最佳含水量进行级配碎石搅拌生产，含水量控制最佳含水量的±1.5%（按照室内标准击实报告计算），同时根据天气情况及运输距离的长短适当加大含水量，保证摊铺碾压时，填料处于最佳含水量状态，最大干密度２.18g/cm3。11.1.4松铺系数为1.20。11.1.5每层按照24cm（线路中心位置）进行摊铺，摊铺机进行摊铺，压路机先静压一遍后，再弱振动碾压一遍，强振动碾压两遍，最后静压一遍，11胶轮收面，达到了要求的压实度。11.1.6压实时遵循“先两侧、后中间、先静压、后振压、先轻后重、先慢后快”的施工原则，按规定行走速度行驶，纵向碾压时保证边缘及超宽部位碾压密实，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm，纵向搭接不小于2.0m，上下层接头错开不小于3.0m。11.1.7检测方法：用全站仪测量中线，用水准仪、靠尺检测高程和横坡度，采用灌砂检测压实度，采用K30检测仪检测K30，采用EVD检测仪检测EVD。11.1.8根据地基系数K30检测、EVD及压实度试验检测资料，数据统计表明，按照以上机械组合达到路基基床表层级配碎石地基系数K30大于等于190，压实度大于0.97，动态变形模量大于55，需要碾压6遍即可达到。碾压顺序：静压1遍弱振1遍强振2遍静压1遍11胶轮收面11.1.9碾压结束后，立即进行覆盖洒水养护，水泥与级配碎石能良好的固结。2013年8月开始正式施工，经客专公司、外方代表和监理公司检测评定均符合质量验收标准，并得到一致好评。第9页共9页'