级配碎石过渡段施工工法

'级配碎石过渡段施工工法一、前言随着秦沈客运专线的修建，我国也将进入高速铁路时代。高速铁路运行速度快、技术标准高，对路基的要求严格，同时对路基的沉降和平顺性也提出了更高的要求，对铁路路基施工的要求也更加严格。由于组成线路结构物的强度、刚度、变形、材料等方面的差异很大，因此，必然会引起轨道的不平顺。为了满足列车平稳舒适且不间断的运行，必须将其不平顺控制在一定范围之内。路基与桥台、路基与涵洞、路堤与路堑之间刚度的差异，沉降量的不一致，是导致线路不平顺的主要原因。在路基与横向结构物之间设置一定长度的过渡段，使轨道的刚度和变形实现均匀过渡，并最大限度地减少路基与横向结构物之间的沉降差，达到降低列车与线路的振动，减缓线路结构的变形，保证列车安全、平稳、舒适运行的目的。二、工法特点级配碎石的强度高、变形小，材料的性质可靠，易控制。因此，在路基与横向构筑物之间回填级配碎石，是解决线路刚度、变形均匀过渡的有效途径。由于过渡段只能在横向构筑物完工之后进行施工，所以多数施工是在横向构筑物两侧的路基填筑一定的高度之后，才进行过渡段级配碎石的回填，施工时工点分散，不宜形成大规模施工。三、适用范围本工法适用于高速公路、高速铁路路基与桥梁、路堤与路堑、路堤与横向结构物过渡段处的施工。四、工艺原理级配碎石填筑是指使用级配良好、强度高、变形小的碎石类填料进行过渡段填筑，如图（一）所示。图（一）：级配碎石填筑过渡段示意图施工准备7 配比试验原材料试验地基检测成果报告监理审批级配碎石拌合筛分试验级配碎石运输检测含水量人工摊铺检测虚铺厚度扒平夯实自检报请监理检查进入下层施工图（二）：过渡段施工工艺流程框图该法的设计意图明确，材料性质可靠，施工过程易控制，刚度与变形可实现均匀过渡。五、施工工艺1、施工准备检查上道工序是否满足设计及《规范》要求。2、原材料调查7 根据设计要求，结合工程对象，选择合格的原材料。原材料的鉴定由主管技术人员与试验人员现场勘察取样，通过试验确定原材料类别，提供检验指标数据，选择确定原材料场地。原材料要符合设计及《规范》的有关要求。原材料调查程序如图（三）调查准备施工施工计划原材料调查调查计划料源地选择其它拌合站建立机械配置与优化现场取样材料进场计划原材料试验设计变更成果报告图（三）：原材料调查程序3、材料选择本着就地取材的原则，选择级配碎石生产的原材料，在碎石厂对原材料进行破碎、筛选，生产出大碎石、小碎石、石屑（砂砾）三种不同的集料。在集料中不断抽样，进行筛分并进行试配分析。按照《铁路碎石道床底碴》（TB/T2897）关于粒径级配范围要求的级配碎石，不断调整生产设备的有关参数（筛孔孔径）及生产工艺，直至生产出粒径级配符合要求的集料。级配碎石的品质检测项目如下：(1)洛杉矶磨耗率,硫酸钠溶液浸泡损失率;(2)针状、片状颗粒含量，粘土及杂质含量；(3)粒径小于0.5MM细集料的液限及液性指数；(4)碎石的压碎指标及碎石用母材的抗压强度。7 若品质符合《铁路碎石道床底碴》（TB/T2897）的有关规定，则可以确定，该料源是合格的，可以进行级配碎石的正式生产。在生产过程中还应不断测定各种规格集料相应的毛体积密度。级配碎石的各项性能指标要求见表（一）“标准规定值”一栏。4、配比试验级配碎石性能指标表（一）试验项目筛孔孔径（MM）标准规定值试验结果通过率(%)颗粒级配451001002582—10091.81667—9173.67.141—7546.01.713—4636.50.57—3216.00.10—114.50.0750—73.3小于0.5MM集料液限(%)≤2517.5塑限(%)12.8塑性指数<64.7母材天然抗压强度（MPa）162干密度(g/cm3)2.140.5毫米细集料的液限不大于28%23塑性指数不大于65粘土团及有机质含量不大于2%0.8大于1.7MM集料的硫酸钠溶液浸泡损失率(%)≤127.6颗粒细长扁平含量不大于20%6毛体积密度(g/cm3)2.55取符合要求的三种集料（大碎石、小碎石、石屑），根据各自的筛分结果在室内进行配比试验配比时先设计出粒径满足设计要求的几种配比方案，然后进行室内配比，试配效果以筛分来检验。配比后进行室内击实试验，确定最佳含水量和最大干密度。试验结果表明，易于击实的最佳含水量范围为：3.4—4.6%，相对应的最大干密度为：2.2—2.25g/cm3。考虑到级配碎石在运输过程中的水份损失，在实际生产中含水量应提高0.5—1%。施工中所确定的配比方案见表（一）“试验结果”一栏。7 5、摊铺过渡段的施工最好和路基施工同步进行，这样即可以更好地保证过渡段的压实质量，提高过渡段与路堤结合部位的压实质量，减少路基与路基的接茬数量，又降低了过渡段的施工难度，减少了相互干扰，降低成本。由于台背和涵背后的场地窄小，故级配碎石的摊铺只能采用人工摊铺。虚铺厚度控制在20—25CM之间。虚铺厚度可采用高程进行控制，也可在台背、涵背等横向构筑物后预先画线控制。人工大致摊铺后，再用铁耙（耙宽1.5米）把表面扒平。扒平时，耙与耙之间的重叠不小于50CM，扒平操作过程中要防止级配碎石离析。6、碾压夯实过渡段级配碎石的碾压夯实采用内燃冲击夯和手扶式振动压路机碾压相结合的方式进行。手扶式振动压路机在结构物内轮廓线1米以外进行碾压，压路机碾压不到的部位，采用内燃冲击夯夯实。碾压夯实的顺序按照由外向内，先两边后中间的方式进行。碾压夯实的总遍数，由现场试验探取。7、检测检测方法及检测设备(1)核子密度湿度仪检测级配碎石的密度和含水量，计算其孔隙率；(2)K30承载板检测地基系数K30值；(3)灌水法检测级配碎石的孔隙率。(1)检测数据整理初期施工时，由于对级配碎石的施工没有成熟的施工工艺和经验可以借鉴，故检测采取跟踪检测，即每碾压夯实2遍，用各种方法检测一次，直至找到成熟的施工工艺为止。六、施工机械选型施工过渡段的主要压实机械设备的技术参数见表（二）。在过渡段施工时，再配备2台8T以上自卸汽车（用于运输级配碎石）、一台ZL50型装载机（用于上料）。振动压实设备性能表表（二）类型型号工作振动轮振动参数工作总线7 质量KN速度KM/H荷载(N/CM)直径(M)宽(M)静线荷载(N/CM)频率(HZ)振幅(MM)激振力(KN)手扶式Y2S-06B7.350.4050.60122.546.7122.5322.5冲击夯TV80NK0.85额定功率(KN/rPm)频率HZ)跳跃行程(MM)工作速度(KM/H)2.6/18009.1—9.540--500.50---0.56七、质量要求（过渡段的检验标准见表（三））过渡段级配碎石基床表层质量检验标准表（三—1）检查项目检验标准要求值频次K30试验K30(Mpa/m)≥190每过渡段检查2点，距路基边2M处两侧各1点孔隙率试验（核子密度湿度仪）N(%)<15每填高1层，每过渡段检查2点,左、右各1点过渡段级配碎石基床表层以下质量检验标准表（三—2）检查项目检验标准要求值频次K30试验K30(Mpa/m)≥150每填高0.9米，每过渡段检查1点，距路基边2M。孔隙率试验（核子密度湿度仪）N(%)<20每填高1层，每过渡段检查3点,左、中、右各1点八、劳动组织（见表四）劳动力组织表（四）序号工种人数工作内容1技术员1现场指挥，测量摊铺范围，测定虚铺厚度，解决技术问题2试验员2—3现场试验夯实质量，进行自检3压路机司机2操作手扶式压路机4自卸汽车司机4运输级配碎石5冲击夯操作员2操作冲击夯6普工4摊铺级配碎石，扒平九、安全措施7 1、施工初期，由于过渡段的填筑在原地面进行，装载机上料时爬坡不大，但随着填筑的进行，过渡段填筑越高，装载机爬坡越大，当坡度大于装载机允许爬坡坡度时，级配碎石的上料方法应改为人工。2、由于横向结构物后的场地窄小，故采用装载机上料时，应防止碰撞结构物。3、采用手扶式振动压路机碾压时，结构物外缘1米范围内不得碾压，应采用冲击夯。4、施工耳墙式桥台台后过渡段时，耳墙下部夯实机具夯实不到的部位，采用人工夯实。十、经济效益分析级配碎石的原材料在我国分布范围较广，价格比其它合成材料低，可就地取材服务地方经济，其加工、生产工艺简单，质量容易控制，施工过程投入的机械设备及人力较少。因此，采用级配碎石进行过渡段填筑，是非常有效的工艺措施，其经济效益和社会效益比较显著。十一、工程实例秦沈客运专线是我国第一条自行设计施工的高速铁路，设计对路桥过渡段、路涵过渡段、路堤与路堑过渡段均采用级配碎石填筑。但由于工期较紧，横向结构物完工时，其两侧的路堤已具有一定的高度，过渡段的施工只能在横向结构物与路堤之间的窄小范围内进行，施工难度增大，检测时K30工程车不能到位，无法进行K30试验。为保证过渡段的施工质量，施工时，进行了一系列的对比试验，不断总结，找出各种检测方法之间的规律，以指导施工。在施工过程中我们总结出了以下几条经验，在这里以供大家互相探讨。1、过渡段施工前的施工准备工作要周密，对原材料的调查要详细。为保证级配碎石的级配稳定，生产时每出料100M3，进行一次筛分试验，以指导级配碎石的生产。2、根据对检测结果的分析比较，可以认为：在过渡段施工中，核子密度湿度仪是一种快速有效的检测手段，但与灌水法相比较，其检测值总体上都比较偏高。3、当灌水法和核子仪两种方法检测均达到设计标准时，K30值均能达到设计要求。故在K30工程车不能到位的地方，可采用灌水法和核子仪共同检测。4、级配碎石虚铺厚度为20CM时，通过冲击夯可以达到设计要求的孔隙率和地基系数，合理的冲击遍数为6—8遍；5、虚铺厚度从20CM增大到25CM时，通过冲击夯也可以达到设计要求的孔隙率和地基系数。合理的冲击遍数为8—10遍。6、级配碎石过渡段的碾压夯实，含水量的影响不是非常明显。根据压实机具的不同，其含水量的控制不能局限于最佳含水量的+2—-3%范围内。7'