客运专线路基基床表层级配碎石施工技术

厦深客运专线路基基床表层级配碎石施工技术张嘉强（中铁二十三局集团厦深客运专线指挥部）摘要厦深客运专线无碴轨道路基基床表层采用0.7m厚级配碎石填筑，本文对级配碎石的施工技术及试验检测作了初步的总结探讨，以期对类似工程起指导借鉴作用。关键词客运专线基床表层级配碎石施工技术1.概述新建铁路厦门至深圳客运专线设计时速250km/h，为有砟轨道，路基允许最大工后沉降为15mm。由中铁二十三局集团施工的XSGZQ-9标段正线长51.56km，其中路基长14.8Km,占线路全长的28.7%。厦深客运专线在建设伊始，就具备了“开通速度高，设计标准新；质量要求高，验收标准新；技术含量高，施工工艺新”这样一个“三新三高”的特点。对于作为轨道基础的路基基床，其上部受列车动荷载作用和自然条件因素影响最为严重，为了防止沉降超标，就要求基床应具备一定的条件，如合理的结构形式、优质的填料、高标准的压实质量等，以控制填料的压密沉降和重复荷载作用下的累计塑性变形。路基基床由表层和底层组成，表层厚0.7m，路堤段基床底层厚2.3m，路堑段基床底层厚0.5m，路基顶面级配碎石层范围内13.0m，其两侧至路肩向外设4%横向排水坡。基床表层设计为级配碎石填筑，本文重点介绍基床表层级配碎石施工技术。2.基床表层施工技术2.1基床表层填料和压实标准2.1.1基床表层填料采用级配碎石的粒径、级配及性能应符合铁道部现行《厦深客运专线铁路路基施工技术细则》的规定。2.1.2级配碎石基床表层压实标准：按《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》要求，级配碎石基床表层压实标准采用地基系数K30、动态变形模量Evd和孔隙率n三个指标控制，目的是既要保证路基的刚度，同时又控制由于孔隙率过大产生过大的压密变形。压实标准见表1：基床表层级配碎石压实标准表1填料厚度（m）压实标准地基系数K30(MPa/m)动态变形模量Evd(MPa)孔隙率n(%)级配碎石0.70≥19055＜182.2主要机械设备配置根据工期要求及拌合站工作能力配置机械设备如表2：表2机械名称台数型号、功率备注推土机2TY220挖掘机2PC220自卸汽车1015吨压路机23YJ21三轮自行式2BW225D-3单钢轮振动压路机装载机2ZL50平地机2PY180碎石设备2YS600A级配碎石拌和设备1WCB-300洒水车1东风140合计262.3施工工艺2.3.1施工区段划分及工艺流程图2.3.1.1施工区段划分路基基床表层分三层填筑，下层填筑厚度为25cm，中层填筑厚度为25cm上层填筑厚度为20cm。每层按四区段施工：修整验收基床底层区段、拌制运输区段、摊铺碾压区段、检测修整区段。2.3.1.2施工工艺流程图2.3.2验收基床底层（1）在基床底层表面，放中线，测高程，检查几何尺寸，放基床表层边桩；（2）核对压实标准，是否满足《验标》要求。对不符合标准的基床底层进行修整，使其达到基床底层标准要求。2.3.3拌合运输级配碎石混合料用级配碎石拌和设备在拌和场集中进行拌和，混合料需拌和均匀，采用不同粒径的碎石和石屑，按预定配合比在拌和设备内拌制级配碎石混合料。在正式拌制级配碎石混合料之前，必须先调试所用的场拌设备，使混合料的颗粒组成、级配和含水量都能达到规定的要求，并通过试验段的试拌、试铺总结的各种施工参数进一步合理的调整和确定拌和需要各种级配的碎石数量，以使基床表层的级配碎石填层具有更好的强度和刚度，使碎石级配符合设计及《技术指南》要求。2.3.3.1级配碎石配合比根据《厦深客运专线铁路路基施工技术细则》，经试验室试验确定以下技术参数：粒径大于1.7mm的集料的落筛及磨损率不大于50%；粒径大于1.7mm的集料的硫酸钠溶液浸泡损失率不大于12%；粒径小于0.5mm的细集料的液限不大于25%，其塑性指数小于6；黏土及其他杂质含量的质量百分率小于等于0.5%；级配碎石拌合配合比（质量比）混合料：水=100：4.9。2.3.3.2主要拌合设备为了确保工期及级配碎石拌合质量，我们建立了一座拌合站对级配碎石集中进行厂拌，拌和站主要技术指标如表3：拌和主要技术指标表3制造厂商潍坊市路达交通工程机械厂型号WCB-300拌合形式卧式双轴连续式总功率78KW生产率300T/h2.3.3.3拌合及运输（1）正式拌合前，首先要调试所用厂拌设备，对拌合出的级配碎石取样进行筛分试验，确定级配碎石是否满足《厦深客运专线铁路路基施工技术细则》规定的颗粒级配要求，测定含水量是否接近最佳含水量。（2）拌合好的混合料要尽快运到铺筑现场，待摊铺、平整作业结束后，及时测定级配碎石中的含水量是否接近最佳含水量。如果差异较大，应及时将信息反馈到拌合站，尽快调整用水量。2.3.4级配碎石的摊铺基床表层采用平地机分层摊铺碾压。2.3.4.1平地机摊铺第一层（1）根据运输车的运输能力，计算每车混合料摊铺面积，等距离堆放成堆。（2）人工配合推土机完成级配碎石的初步摊铺作业，人工按照标志杆所示高度及宽度将边线位置的级配碎石整修整齐，要求虚铺厚度合适、路肩线顺直。（3）胶轮压路机在初平后的级配碎石面上快速碾压一遍，以暴露潜在的不平整，在不平整处由人工补充适量级配碎石进行调整。（4）平地机将级配碎石摊铺均匀。（5）检查混合料的摊铺厚度，必要时应进行补料或减料。2.3.4.2平地机摊铺第二层为了保证基床表层顶面的路肩高程、横坡、平整度等技术指标满足《验标》要求，基床表层第二层应采用平地机施工。（1）按设计测设边桩、高程，在路基边线位置预埋钢钎，按压实系数确定松铺厚度在钢钎上挂设直径2~3mm的钢丝绳。（2）平地机就位，将两侧自动找平装置搭在钢丝绳上，按设计横坡调整摊平板高度。（3）自卸汽车将混合料卸到平地机料斗内，经链式传送器将混合料往后传到螺旋摊铺器，随着平地机向前行驶，螺旋摊铺器即在摊铺带宽度上均匀地摊铺混合料，并由摊平板整平。（4）摊铺10~20m进行碾压，水准仪测定路肩高程，检查压实系数，若差别较大，调整钢丝绳高度。（5）钢丝绳高度调整好后，平地机连续进行摊铺作业。（6）摊铺中断再次摊铺时，平地机应后退0.5m左右再行摊铺，以确保接头处密实、平顺。2.3.5级配碎石碾压成型（1）级配碎石碾压采用胶轮压路机与振动压路机配合。先用胶轮压路机静压两遍，再用振动压路机碾压，最后用胶轮压路机封面，具体压实遍数由试验确定。（2）碾压时应遵循先轻后重、先慢后快的原则。直线段由两侧路肩向路中心碾压，曲线段由内侧路肩向外侧路肩碾压。（3）碾压时纵向重叠应不小于0.4m，横缝衔接处应搭接，搭接处不少于2m。（4）路基两侧靠近路肩处应多碾压2~3遍。（5）严禁压路机在碾压区调头。2.3.6检测试验2.3.6.1检测试验按《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》要求，检测地基系数K30值及孔隙率n，若达不到要求，应分析原因，重新补压，直到满足要求。2.3.6.2修整养护（1）基床表层局部不平整处，应及时洒水补平并补压，使其外形质量达到设计要求。（2）已施工的基床表层应严禁任何车辆通行。2.4基床表层级配碎石施工质量控制要点（1）基床表层填筑前，必须做好对基床底层的检查及验收，确保各项指标达到《验标》要求。（2）材料粒径级配及品质必须符合《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》的有关规定，不合格材料不得进入施工现场。（3）拌合站不同粒径材料应分类集中堆放，并明确标识，不得相互混淆。（4）严格按《技术指南》和试验数据拌合配比。（5）铺填厚度和压实遍数通过现场试验确定并应进行严格控制。（6）用平地机摊铺第一层与用平地机摊铺第二层，现场标高控制方法不同，不同点在于：a.平地机摊铺，因已用推土机初平，再用平地机精平，填料已有一定程度的压密，两侧标志杆上所标注的高度按实际高度标注即可；b.平地机摊铺，因仅用摊平板摊平，填料压实系数较大，应压实后实测，确定准确的压实系数，两侧钢钎上搭设的钢丝绳高度，应为根据路肩设计高程及压实系数计算出的虚铺厚度确定。（7）级配碎石运输过程中，应尽量缩短运输时间，并用苫布覆盖以减少级配碎石表面水分蒸发。（8）天气炎热时，拌合站应将级配碎石含水量加大1~2%。基床表层表面水份蒸发过快时，应用自喷式洒水车均匀洒水进行养护。（9）平地机摊铺时，应根据摊铺速度、运输距离等因素合理安排运输车辆。既要避免车辆太少，出现不必要的停顿，致使基床表层出现过多的接缝；又要防止车辆过多，工地上出现压车，造成混合料表面水分蒸发。（10）工序控制合理，按照监理程序及时报检。（11）下一层施工前，若上一层表面较干燥，应用洒水车适当洒水、湿润，减少粉尘扬起，确保上下两层结合紧密。（12）技术、试验人员应跟班作业，发现问题及时纠正，以确保线性尺寸、压实质量均能满足《验标》要求。（13）高速行驶的汽车，尾部会产生较大的真空吸力，把路表中较细材料吸出。因此，已施工的基床表层应禁止任何车辆通行。（14）做好各种技术资料的收集、整理，确保符合标准、规范整齐。3．小结我部承担的XSGZQ-9标段基床表层级配碎石施工，经自检及监理抽检，各项指标一次验收合格率均达到100%。基床表层级配碎石地基系数K30值随着时间的推移呈稳步上升趋势，见表4：基床表层级配碎石地基系数K30值与时间对比表4测点编号1天的承载力3天的承载力7天的承载力K30值MPa/m沉降量mmK30值MPa/m沉降量mmK30值MPa/m沉降量mm11921.252211.25＞2240.9322041.252231.25＞2200.8631961.252191.25＞2230.8242221.25＞2240.95＞2220.6852061.25＞2241.12＞2250.9461951.252201.25＞2241.0172141.25＞2220.87＞2250.6682191.25＞2230.81＞2290.6992091.252171.25＞2210.99102041.252251.25＞2260.84111991.252211.252671.25122041.252461.252731.25131961.252381.252881.25142111.252581.253021.25参考文献：《客运专线铁路工程施工技术指南施工手册》（2007年洪学英等箸）《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（2005年吴波、辛维克等箸）单位：中铁二十三局集团厦深铁路广东段指挥部地址：广东省惠州市惠东县太阳坳工业园区邮编：416369