铁路路基工程施工方案1 工程概况本项目路基工点共计160个,路基正线长27.01km,占线路全长的10.90%。
其中,路堤长10.044km,路堑长16.966km。
其中正线路基14.121km;站场及联络线路基12.889km,详见表6.2。
路基工点类型主要有:边坡防护路基、特殊岩土路基(软土及松软土路基、人工(杂)填土路基)、不良地质路基(包括岩溶、危岩、落石路基、地下水发育路堑、顺层路堑)、侵限路基(房屋、道路、沟渠)、高路堤、陡坡路基、深路堑、切坡路基。
工点分布情况见表6.1。
2 工程数量路基工程主要工程数量见表6.2。
表6.2 路基工程主要工程数量表3 施工方法路基土石方工程采机械施工,潜孔钻钻眼爆破、挖掘机(装载机)开挖装土、自卸汽车运输、推土机(平地机、摊铺机)摊铺整平、压路机碾压。
根据要求路基填筑均需要采用连续压实控制技术。
高陡顺层路基、陡坡高填路基及怀化南站既有无碴轨道拓宽路基等工点采用路基自动化沉降监测系统对边坡及线路稳定状态进行动态监控。
路基土石方工程应本着合理调配,综合利用,减少对自然生态环境破坏的原则,合理组织施工。
路基填方严格按照高速铁路路基施工工艺流程进行分层填筑,基床底层须按设计要求采用A、B组填料或改良土填筑;基床表层级配碎石在级配碎石拌和站按照现场试验确定的最佳级配拌和后,运至工地严格按照施工工艺流程要求填筑。
级配碎石的的粒径、级配、材料性能及压实标准应符合《高速铁路设计规范》(TB10621-2014)要求。
路基工程尽可能提前完成填筑,留有充分的预沉降时间。
⑴路堤①基床下路堤开工前应对路基工程的地质情况进行核查,高度小于基床厚度的低路堤,应严格按照设计要求进行处理。
路基填筑施工前应对地基和原地面处理结果进行验收,其质量必须达到设计及相关规范要求。
填筑前,应选择在地质条件、断面及结构形式均具代表性的地段或部位进行现场填筑压实工艺试验,确定不同的压实机械、不同填料的施工方法及工艺参数(最佳的机械配套组合和施工组织;填料施工含水率的控制范围;适宜的松铺厚度;压路机械走行速度、碾压方式及碾压遍数;改良土外掺料掺入比等)试验长度不宜小于100m,填料应根据相关规范要求严格选用,并符合设计要求。
基床以下路堤填筑应按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工。
路堤应沿横断面全宽、纵向分层填筑。
采用挖掘机或装载机配合自卸汽车运输,推土机、平地机整平,分层填筑厚度应根据压实机械压实能力、填料种类和要求的压实质量,通过现场工艺试验确定,填土的松铺厚度、压实遍数、最佳含水量,严格按试验的参数进行施工,并使用试验获取的振动压路机组合设备进行压实。
不同性质的填料应分别填筑,每一水平层全宽应用同一种填料填筑。
压实顺序应按先两侧后中间,先静压后弱振、再强振的操作顺序进行碾压,各区段交接处,应相互重叠压实。
对于设计有堆载预压的段落应优先安排路基填筑的施工,以确保有足够的时间进行堆载预压的施工。
预压材料、堆载宽度、坡度、预压荷载等均应符合设计要求。
堆载时应边堆土边摊平,顶面应平整,要严格控制加载速率,保证有各级荷载下地基的稳定性。
并及时进行沉降观测。
当堆载预压时间达设计要求后,应要根据观测资料和工后推算结果,报批后确定卸载时间。
②基床底层基床底层按“三阶段、四区段、八流程”工艺流程组织施工,按横断面全宽水平分层填筑压实,采用碎石类和砾石类填料时,分层的最大压实厚度不应大于35cm;采用砂类土或改良土填筑时,分层的最大压实厚度不应大于30cm;分层填筑的最小压实厚度不小于10cm。
基床底层选择的填料应符合相关规范及设计文件要求,基床底层填筑前应根据所选的机械及计划使用的填料种类进行现场填筑压实工艺试验,实验段长度不宜小于100m。
施工中需检查核对填料的实际使用情况,当实际使用填料发生变化时,应另取样进行土工试验确定。
③基床表层施工前应做好级配碎石的备料工作。
拌合场内不同粒径的碎石应分类堆放,级配碎石应采用拌合站场拌法生产。
在大面积填筑前,应根据初选的摊铺、碾压机械及填料,进行现场填筑压实工艺试验,确定填料级配、施工含水率、松铺厚度和碾压遍数、机械配套方案、施工组织。
试验段长度不应小于100m;基床表层填筑前应检查基床底层几何尺寸,核对压实标准。
基床表层的填筑应按“三阶段、四区段、六流程”的工艺流程组织施工;路基基床表层横断面全宽填筑并压实,区段长度不宜小于100m;基床表层级配碎石应分层填筑,每层的最大填筑压实厚度不得大于30cm,最小填筑压实厚度不得小于15cm。
级配碎石的摊铺可采用摊铺机或平地机进行,每层的摊铺厚度应根据工艺试验确定的参数严格控制。
碾压时,应采用“先静压、后弱振、再强振”的方式,最后静压收光。
直线地段应由两侧路肩向路中心碾压;曲线地段,应由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。
表面不能出现局部表面不平整、粗细集料窝和集料带现象。
横向结构物顶部填土厚度小于1m范围内应用小型压实机械压实。
④高路堤路堤边坡高大于10m时,无砟轨道路基基床应选用优质填料填筑,基床底层以下采用 A、B组碎石类填料填筑,同时采用冲击碾压技术或重型机械加强碾压。
强夯处理范围和夯点布置、实际处理有效深度应符合设计要求。
(2)路基连续压实控制①路基填筑地段均要采用连续压实控制技术,路基连续压实严格按《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》(Q/CR 9210-2015)相关要求实施,质量验收同时执行《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751)和《铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10414)。
②连续压实控制系统由加载设备、检测设备和压实信息管理系统等组成,如图6.1连续压实控制系统框图所示。
图6.1 连续压实控制系统框图其中加载设备采用振动压路机。
检测设备应由振动传感器、信号调理(放大、滤波)、数据采集与分析处理、数据记录、显示装置和系统控制软件等部分组成。
③连续压实控制按照“设备检查、相关校验、过程控制、质量检测”四阶段进行。
④设备检查:加载和检测设备在使用前应进行检查,符合相关规定方可使用。
⑤相关校验:主要目的是确定连续压实控制指标与常规质量验收指标之间相关系数、确定相关关系和目标振动压实值等。
试验应结合常规填筑工艺试验进行,填筑工艺试验应满足现行相关标准的要求,可将试验段碾压成轻度、中度和重度三种密实状态,分别在三种密实状态内进行连续检测和常规质量验收指标检测,每种压实状态区内的检测数量不小于6组,将两种检测结果进行相关性分析,当相关系数r≥0.7时,确定相关系数和连续压实控制的目标值。
试验段的填料、含水量及填层厚度等应与后续施工段的参数相同,试验段采用与施工段相同的振动压路机及振动压实工艺参数。
施工段的施工环境情况发生变化时,相关校验工作要重新进行。
⑥填筑碾压过程控制:连续压实检测与控制应同步进行,应根据振动碾压过程中检测取得的压实质量信息,按照压实程度、压实均匀性和压实稳定性的判定和控制准则进行实时的压实质量监控。
填筑碾压过程控制工艺流程见图6.2。
⑦连续压实质量检测:质量检测是在碾压完成后对整个碾压面进行的连续检测。
可依据碾压面的压实状态和压实程度分布状况,确定压实质量的薄弱区域,以便于在压实最薄弱区进行常规质量验收。
图6.2 填筑碾压过程控制工艺流程图(3)过渡段路基过渡段主要包括桥路过渡段、涵路过渡段、堤堑过渡段、半填半挖过渡段、隧路过渡段及短路基过渡段等。
过渡段主要是解决线路纵向相临结构体之间不同刚度、不同沉降的平顺过渡问题。
过渡段路基一般采用级配碎石填筑,局部掺有3%~5%水泥(以设计为准),采用集中拌和生产。
过渡段是线路不均匀沉降控制的关键部位,应优先做好施工安排。
过渡段与砼结构物连接时,桥台、涵洞应先行施作,确保过渡段与相邻路基及桥台锥体同步填筑、同步填筑施工。
过渡段级配碎石填筑应分层填筑压实,具体的摊铺厚度及碾压遍数应按工艺试验确定的工艺参数进行控制。
横向结构物过渡段两侧应对称填筑,过渡段邻近结构物处应采用小型碾压机械施工,不得损坏桥台及横向结构物。
过渡段路堤两侧防护砌体的施工应在地基和路堤变形稳定后进行。
过渡段沉降观测应按设计要求进行,并符合相关规定。
(4)路堑路堑开挖应根据土石方调配方案进行土石方调配。
较平缓地段上的短浅路堑,采用不分层的全断面开挖方式;当路堑中心高度大于5m时,采用分层顺坡开挖或纵向台阶法开挖。
路堑开挖前,首先核对地质资料,并对坡顶、坡面的危石、裂缝、不利结构面等其它不稳定情况进行检查,根据情况采取措施妥善处理,保证施工安全,同时做好堑顶截、排水设施。
临时排水设施与永久性排水设施相结合,并与原排水系统顺接。
对影响边坡稳定的地表水和地下水及时采取措施引排,并在路堑的表面设置排水坡,以利排水。
路堑开挖遵循分级开挖、分级防护的原则,自上而下顺序进行,边开挖边整形,严禁掏底开挖。
设有预加固桩的工点应先施工桩,再开挖桩顶标高以下的路堑边坡。
开挖过程中应重视坡面及基底渗、逸水处理。
路堑开挖后的边坡不得长时间暴露,应及时按设计要求进行防护处理。
①土质及软质岩路堑开挖至设计标高后,对路基基床厚度内地层进行地基条件的核查与检测,基床范围内不得夹有比贯入阻力小于1.5Mpa或基本承载力小于0.18Mpa的地层。
否则应进行改良、换填或加固处理,并与侧沟同步施工。
②硬质岩石路堑应根据岩性、产状、边坡高度等,采用光面爆破、预裂爆破与深孔爆破相结合的施工方法,施工中应认真进行爆破设计,严格控制药量,爆破后应达到边坡和堑顶山体稳定,基床和边坡平顺、不破碎、不松动,边坡凹凸不平处用混凝土或浆砌片石补齐。
对岩石的走向、倾斜不利于边坡稳定及施工安全的地段,应按设计要求开挖,并采取减弱施工振动的措施。
在设有支挡结构的地段,应采取短开挖或马口开挖,并设临时支护措施。
路堑基床施工开挖至路堑堑底后,鉴别核对岩石,然后按照设计断面测量放线,开挖修正。
对于非可溶岩地段,基床表层及以下不换填,采用C25混凝土找平凹凸不平处;对于可溶岩地段根据设计要求进行超挖0.2m,换填C25混凝土,同时采用C25混凝土嵌补凹坑、溶沟溶槽及溶蚀裂隙等,并对基床以下不换填部分岩溶采取措施进行整治。
③膨胀土路堑施工尽量避开雨季,需在雨季施工时,设有支挡和防护结构的边坡及时安排施工,随挖随砌筑,及时封闭边坡。
膨胀土路堑基床换填紧随开挖进行,当前后工序衔接有困难时,暂留0.5m厚度的保护层,换填时一并开挖。
膨胀土路堑施工开挖面始终保持不小于4%的排水坡,防止积水,对黏性较大,含水量较高的黏性土,适当凉干后再行开挖。
④深路堑高边坡(土层及软质岩挖方边坡高度大于15m;硬质岩挖方边坡高度大于25m)深路堑高边坡施工前,详细复查深路堑高边坡地段的工程地质资料及路堑边坡,搜集了解土石界线、工程等级、岩层风化厚度及破碎程度、岩土工程特征;根据详细了解的工程地质情况、工程量的大小和工期配备适当数量的机械设备和劳动力。