秦沈客运专线路基综合施工技术

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标准类别:铁路标准
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秦沈客运专线路基综合施工技术

秦沈客运专线是中国第一条高速铁路试验线,连接秦皇岛和沈阳,全长404公里,设计时速200250公里。其路基综合施工技术在当时具有开创性和示范性意义,为后续中国高铁建设积累了宝贵经验。

路基综合施工技术简介

1.地基处理技术秦沈客专沿线地质条件复杂,包括软土、粉土、砂土等多种类型。为了确保路基稳定性,采用了多种地基处理方法,如CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)、预应力管桩、换填法等。这些技术有效提高了地基承载力,减少了工后沉降。

3.过渡段施工技术桥涵与路基、隧道与路基之间的过渡段是路基施工的重点和难点。为减少不均匀沉降龙岗连接段施工组织设计,采用了渐变厚度的级配碎石过渡层,并通过严格的施工工艺控制,确保过渡段的平顺性和稳定性。

4.防排水系统设计路基防排水系统的设计与施工是保障路基稳定的关键。秦沈客专采用了完善的地面排水和地下排水系统,包括设置侧沟、截水沟和渗沟,并在路基两侧铺设防水土工布,防止雨水渗透对路基造成破坏。

5.环保与生态恢复施工过程中注重环境保护,采取了表土剥离再利用、边坡绿化等措施,最大限度减少对沿线生态环境的影响。这体现了可持续发展的理念。

秦沈客运专线的路基综合施工技术为中国高铁建设提供了重要参考,特别是在复杂地质条件下的地基处理、路基填筑及过渡段施工等方面积累了丰富的经验,推动了中国高速铁路技术的发展。

级配碎石填筑机械设备配备如表12所示。

表12:机械设备配备表

施工时机械设备型号可根据现场地形等情况选定。一般而言,振动碾应选择行走较灵活的自行式振动碾,推土机不宜过大,手扶小型夯实机具采用日本TY80NK夯实效果较好。

8.3.2基底及衔接部位处理

过渡段台背基坑采用C10混凝土回填。横向结构物基坑采用渗水土分层回填,小型夯机夯实,达到Dr≥0.67。

为保证路基与过渡段衔接部位路堤压实质量,路堤与桥台及横向结构物过渡段衔接处按超填2.0m控制,过渡段施工时将此2m切除,按设计尺寸施工过渡段级配碎石。

8.3.3过渡段级配碎石填筑方法

桥台和横向结构物混凝土(或砌体水泥砂浆)强度必须达到设计要求后才能进行过渡段填筑施工。横向结构物如系盖板涵洞,则应待盖板吊装完毕(现浇顶盖板时顶板混凝土强度达到设计要求)再进行过渡段填筑施工,以免振动碾压引起的附加应力挤动侧墙或桥台。

为保证过渡段级配碎石虚铺厚度不致超过《细则》规定的20cm及保证每层级配碎石沿线路方向长度,过渡段施工前我们在涵洞侧墙或桥台背面用油漆标出每层分界位置及沿线路方向长度,级配碎石摊铺时按照标示内容执行。过渡段级配碎石采用振动压路机碾压密实,涵洞翼墙及桥台耳墙等不能压到的部位采用“日本产TV80NK”及“英格索兰”小型碾压机具进行碾压并辅以人工夯实。过渡段级配碎石和路基土石方碾压时均对过渡段与路基接茬处做搭接碾压,避免漏压,形成薄弱环节。

过渡段两侧粘土包裹层及锥坡填土与过渡段采用“平起法”同步施工。横向结构物顶部采用轻型碾压机械进行碾压,厚度大于1m后,方可通行重型施工机械。

过渡段级配碎石填筑工艺流程

8.4特殊地段的路涵过渡段处理

8.4.1紧邻涵洞间的过渡段施工

当两个涵洞相距较近时,两涵洞级配碎石填筑区易出现部分重叠,此时应按图4所示要求填筑,以保证基床刚度平顺过渡。

8.4.2挖方地段的涵洞回填

涵洞在挖方地段时,涉及其相邻挖方路堑、涵背缺口和涵顶路堤间的过渡问题,缺口回填料采用渗水土时,易使缺口在路堑和涵洞间形成一软弱层,将影响到列车的行车舒适度。实际施工中,应将掺5%水泥的级配碎石作为缺口回填填料,填至涵洞顶,涵洞顶至路基表层间,采用级配碎石满铺,这样路基基床刚度可得到平顺过渡。

8.5质量检验标准和检测频次(见表13)

表13过渡段基床表层以下压实标准及检测频次

9.基床表层级配碎石施工技术

秦沈客运专线路基基床由基床底层和基床表层两部分组成,设计厚度为2.5m,其中基床底层厚1.9m,由A、B类填料填筑,基床表层厚0.6m,采用级配碎石作为填筑材料,主要是传递扩散上部道床传来的车辆垂直荷载以及动荷载,保持基床的长期稳定。基床表层设计为级配碎石层,级配碎石是由四种不同粒径的碎石料按一定比例组成的混合料。它具有增强线路强度,使路基更加坚固、稳定,并具有较强的刚度;扩散作用到基床土面上的动应力,使其不超出下部基床的容许动强度;防止道碴压入基床及基床土进入道碴层;防止雨水浸入使基床土软化,防止发生翻浆冒泥等基床病害;满足防冻等作用。

9.1级配碎石的配合比选择

9.1.1原材料的选用

选用品质优良的原材料是配合比设计和施工生产保证产品质量的关键。原材料的采用应符合《铁路碎石道床底碴》的有关规定。为此我们选用四种规格的碎石料按一定比例混合而成,各石料由采石场石灰岩经破碎而成,其规格为10~31.5mm、10~20mm、5~10mm、5mm以下粉料四种。

对四种集料的生产过程中不断抽样,对各种集料进行筛分并进行试配分析。若不能试配出符合《铁路碎石道床底碴》(TB/T 2897)关于粒径级配范围要求的级配碎石,则调整碎石生产设备有关参数(比如筛孔孔径)及生产工艺,直至生产出粒径级配能试配出符合要求的集料。

若品质符合《铁路碎石道床底碴》(TB/T 2897)有关规定,则可以确定,该碎石料源是合格的,可以用于级配碎石的正式生产,并测定四种不同规格集料相应的毛体积密度。否则,应重新选择料源,直至符合规范要求。

四种规格的原材料筛分结果及品质检验指标见表14、表15。

表14:各种规格的矿料筛分结果

表15:级配碎石混合料各项指标值

配合比设计主要是以获得良好的碎石级配、压实效果和施工可行性为原则,设计条件为:

(1)最大骨料粒径45mm;

(2)道床道碴及下部填土之间的颗粒级配应满足太沙基反滤准则:D15<4d85;

式中:D15—粗粒土颗粒级配曲线上相应于15%含量的粒径。

d85—细粒土颗粒级配曲线上相应于85%含量的粒径。

(3)地基系数K30≥190MPa/m;孔隙率n<15%。

9.1.2.1配合比的试算

级配碎石的配合比采用计算机编制计算程序进行自动计算,以其各筛孔的通过量达到或接近规范要求的级配中值为最佳配合比。

取符合规范要求的上述四种集料,根据其各自的筛分结果进行室内配比试验,首先设计出粒径级配满足规范要求的配比方案,然后进行室内试配,试配效果以筛分来检验,并按“材料选择”阶段的相应方法进行材质分析。设计试验结果见表16。

表16混合料中各种矿料计算含量表

9.1.2.2四种规格级配碎石按表16比例取样,进行室内击实试验。

试验结果表明,级配碎石的击实效果对含水量不太敏感,但存在一相对合适的含水量范围,即5~7%,此时易于击实,相应的干密度最大,可达2.30~2.34g/cm3,含水量3.5~5%时,干密度在2.10~2.25g/cm3范围内;含水量小于3.0%,不易击实,相应干密度较小,在2.00~2.10 g/cm3范围内。

初步确定,级配碎石进行碾压试验时,碾压含水量宜在6%~7%范围内,考虑到在级配碎石运输中的损失,在实际生产中应提高含水量0.5~1%。

由试验确定最佳含水量为6.4%;最大干密度2.33g/cm3。

9.1.2.3确定最佳配合比

根据表16所选配合比,选取DK174+600~DK174+900段进行试验段施工,每层20cm进行摊铺压实,通过压实检测发现混合料中粗颗粒太多,易于集中(离析),造成施工层表面颗粒松散,平整度、光洁度不好,不易压实。经调整,选定最佳配合比为:10~31.5mm碎石为15%;10~20mm碎石为20%;5~10mm碎石为25%;石粉为40%;最佳含水量6.4%。

9.2施工工艺及工序操作要点

《暂规》要求:基床表层级配碎石施工分二层施工,即下层35cm可采用平地机施工,上层25cm采用摊铺机施工。考虑下层施工厚度太厚,不易压实,为此我们采用分三层施工,每层20cm,均采用摊铺机摊铺施工。

9.2.1施工工艺(见下图)

9.2.2主要工序操作要点

9.2.2.1摊铺前的准备

(1)基床底层的压实标准(地基系数K30、孔隙率n)、断面、标高、中线、纵横坡、平整度应符合设计要求。

(2)每层施工前清除表面杂物、松散石碴,摊铺前底层应适当洒水湿润。

(3)摊铺前应恢复中、边线;直、曲线段均应按10m放中线及边线控制桩。

(4)根据试验段施工,调整拌合、运输、摊铺、碾压等工艺达到合理,并确定级配料的摊铺系数。

9.2.2.2拌合及运输

(1)基床表层级配碎石的拌合采用厂拌,厂拌设备采用WBL300型拌合站;

(2)拌合前,根据级配确定每个料斗传送带传送速度、加水流量。同时调整拌合机生产率,使拌合能力与摊铺能力匹配。拌合好的混合料要尽快运至铺筑现场进行摊铺碾压。

(3)施工中为防止水分散失,在夏季或有风时,因运距较长,水分散失,实际加水量应高于最佳含水量1~2个百分点。

(1)采用德玛克140型(DEMAG)摊铺机,分左右两幅施工(级配碎石设计宽度12m)。

(2)摊铺厚度。每层20cm(压实厚度)。

dbj33/t 1285-2022标准下载(3)摊铺速度。摊铺机控制在1.0~1.5m/min。

(4)摊铺长度。为方便施工及防止水分散失造成两幅纵向接合部位压实不好,两幅摊铺前后距离以不超过100m为宜,并及时碾压。

摊铺速度与车辆运输相匹配,避免停机。

摊铺机前后2~4人配合,及时进行人工找平。

现场技术人员要及时检查摊铺的平整度、宽度、横坡度及平面曲线、竖曲线、标高等。

(1)采用YZ12型振动压路机。碾压要遵循先轻后重、先慢后快的原则。根据压实效果我们采用静压二遍,再振压六遍,最后再静压一遍以使表面平整光洁。

(2)直线段由两侧向中站碾压,曲线段由内侧向外侧碾压阳光佳苑二期工程1#楼施工组织设计,碾压时纵向重叠不小于0.4m,横缝衔接处应搭接,搭接长度不少于2.0m。

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