高速路基工后沉降控制探讨

铁路路基工后沉降控制技术浅谈摘要：本文根据胶济铁路电气化ZH-4标段内25.9km双线路基施工及通车一年后的实际沉降情况，对铁路路基工后沉降控制的必要性、主要途径及控制措施进行了初步的探讨，对于今后铁路提速改造以及客运专线的路基工后沉降控制具有一定的借鉴意义。关键词：路基工后沉降控制1．概述准高速、高速铁路具有高平顺性、高稳定性的优点，为满足铁路的上述特性，在路基施工过程中，要求将铁路路基作为一个结构物来对待，尤其是高速铁路路基通车后在工后沉降方面必须满足设计及规范要求，否则对于维修养护及列车的运营安全将造成极大的影响。胶济铁路电气化工程设计时速200km/h，我局施工的管段为DK70+800～DK126+500。在施工过程中，我局对路基施工严格控制，确保了路基施工质量及工后沉降。该段路基自2005年8月份通车以来，目前进行的提速试验列车速度已经达到了252km/h，工后沉降严格控制在规范要求范围内，在近期我局进行的全面检查中，没有发现存在路基沉降超标问题，尤其通过对过渡段、软基处理地段的沉降观测，更是达到了规范要求，工后沉降得到了有效的控制，现将具体施工控制情况介绍如下。2．沉降问题的现状与加强沉降控制意识2．1工后沉降问题的现状2.1.1现行铁路规范对工后沉降的规定，140km/h铁路一般地段不大于30cm，桥台台尾过渡段不大于15cm；160km/h铁路一般地段不大于20cm，桥台台尾过渡段不大于10cm；200km/h铁路一般地段不大于15cm，桥台台尾过渡段不大于8cm。2.1.2目前工后沉降的主要控制与应对措施是：一是加强基底处理；二是加强填筑过程控制；三是预留沉降量；四是补碴抬道。2.1.3长期以来，由于工程完成后被接管部门接收，工后沉降控制不到位的危害维修单位认识的较为清楚，施工单位认为只要按验标施工即可，对于施工期间采取技术措施来控制工后沉降的意识较为淡薄。2.2加强沉降控制意识2．2．1由于路基在整个线路长度中占据绝大部分的比例，路基沉降或不均匀沉降将极大地影响线路的平顺性。2．2．1工后沉降控制的重点是软土路基地段、桥涵过渡段。2．2．3工后沉降的控制是一个系统工程，涉及到地质勘察、设计、施工、预测、沉降观测分析、补救等具体环节，必须重视每一个环节，进行全过程控制才能有效地控制工后沉降。3控制工后沉降的主要途径3.1加强质量意识培训明确将路基作为一个结构物来对待，对参加路基施工的人员进行质量意识教育，让施工人员对路基沉降的危害有一个明确的认识，以便在施工过程中严格按照设计及规范来施工。3.2加强技术培训，明确控制标准现在施工单位普遍对工后沉降控制缺乏经验，因此在开工前应该聘请专业人员对施工人员进行技术培训，制定专门的工后沉降控制方案、预测分析，观测操作上采取主动控制措施。3.3制定路基工后沉降控制标准。根据路基施工的具体要求，如填料类别、施工机具、施工方法、设计及规范要求等，制定路基工后沉降的控制标准，如路基总的工后沉降量、年沉降量等控制标准。3.4根据标准及工程实际情况制定主要沉降控制措施。3.5在路基施工完毕后发现沉降量或沉降速率超过设计要求，及时与其它部门联系，共同制定路基加固措施并实施。4工后沉降的控制步骤4.1施工前的控制措施4.1.1制定控制标准制定控制标准是进行工后沉降控制的基础，在施工前应根据设计规范要求的沉降值以及具体可能采用的施工工艺制定好沉降控制标准。4.1.2加强地质普查在施工前根据设计文件，除对设计进行加固外（粉喷、碎石、CFG、压填片石、换填普通土等）软土地段地质情况进行核查外，还应对其它地段进行地质调查，并要求所有路基基底均应进行贯入试验，当试验值不能满足基底要求时，应及时与设计部门联系，采取相应的基底加固措施，以确保路基基底承载力满足设计要求。4.2施工过程中的控制措施4.2.1制定施工工艺标准根据工后沉降的设计及规范要求，结合施工单位的施工机械、填料、施工方法等，首先进行试验段的填筑，尤其是地基处理、过渡段施工等应进行试验，根据试验参数，制定合理的确保填筑质量的施工工艺标准，在路基填筑施工过程中必须严格按照制定的工艺标准实施。4.2.2加强路基基底处理根据设计，对软土路基地段按照要求进行加固处理，注意在加固过程中必须严格按照设计施工，加固范围必须满足设计要求，路基基底加固完成后，必须找有资质的部门进行检验，检验基底承载力满足设计要求后方准进行路堤填筑施工。4.2.3做好路基的沉降观测按照设计要求，在软土路基地段进行路堤填筑施工过程中，对路基沉降进行观测，当沉降速率满足设计沉降速率后可进一步填筑，否则应暂停施工。在桥涵、堤堑过渡段也要对路堤沉降进行观测。在以上地段必须设置沉降观测桩，设定专人进行沉降观测，记录沉降数值，并绘制高度～时间～沉降量关系曲线，对曲线进行分析，以确定沉降是否满足设计及规范要求，以便采取相应的应对措施。4.2.4加强路基填筑的试验检测路基填筑施工过程中必须严格按照制定好的质量控制标准进行施工，在施工过程中加强路基每一填层的试验检验，一般均根据填料情况采用双指标控制（压实系数K或空隙率n、地基系数K30或EVD），只有双指标均符合验标要求后方准进行下一步的施工。同时应严格控制填料，除填料必须符合要求外，同一段路基最好使用同一种填料，填料性质相同，整段路基沉降均匀，这样就有效的控制了路基的填筑质量，为控制工后沉降打下良好的基础。4.2.5做好路基综合排水路基施工期间及完成后应立即做好综合排水系统，尤其是膨胀土地段，采取的措施主要有三七灰土封闭、铺设砂夹土工膜、边沟外平台采用圬工封闭等措施，确保施工期间以及运营期间路基排水系统顺畅，路基不渗不冲。4.2.6确保路基边坡稳定，控制边坡填筑质量在路基填筑过程中，边坡也是一个软弱点，为确保边坡质量，在施工过程中采取超宽填筑（一般超宽50cm）、边坡夯拍，路基填高达到一定高度的，路基边坡铺设土工隔栅进行加固，路基大于2.5m的，应全部采用骨架护坡进行防护，并全部进行绿化（绿化方面，紫穗槐固定效果较佳），以确保边坡稳定，避免边坡填筑不实造成自然下沉、冲刷滑坡等现象。4.2.7做好桥涵、堤堑过渡段的处理由于桥涵为刚性结构物，路基为柔性，桥涵不会发生下沉现象，路基一定会产生工后沉降，因此必须做好桥涵过渡段的填筑。桥涵过渡段一般采取级配碎石进行填筑，在填筑过程中必须与路基同步施工，并严格按照规范要求进行填筑，做到强度、刚度变化的平稳过渡。路基沉降控制标准5工后沉降超标的控制预案5.1做好路基基底加固的处理与检测。路基基底承载力是否满足设计要求，是控制路基工后沉降的关键因素之一，因此在施工过程中必须做好路基基底的处理，尤其是软土地基，必须按照设计要求进行加固，并经检验合格后方准进行路堤的填筑。对路基基底不满足承载力要求的，可考虑进行水泥灰土挤密桩、CFG桩、旋喷桩、搅拌桩等加固地基。5.2制定施工工艺，并严格按照施工标准进行过程控制。施工工艺标准确定后必须严格实施，在施工过程中控制不严，如填层过厚、压实系数或地基系数（EVD）达不到验标要求等，极易造成路基沉降超标或不均匀沉降。5.3对于基底处理后路基填筑过程中沉降速率超标的，应及时分析原因，若为加快进度，可采用路基堆载加固固结沉降的方法解决此问题。5.4控制好预留沉降量控制好预留沉降量，因为现在准高速铁路轨面标高要求在20mm之内，虽然路基标高可以在±50mm的允许偏差，如果路基标高按此预留，则易造成道碴厚度不足，根据胶济电化路基施工经验，在重型机械碾压、A、B组填料的情况下，预留成将量控制在加高0.5％～0.75％之间较为适宜。6.结语在胶济铁路电气化工程ZH-4标段，我局通过以上措施对路基工后沉降进行控制，取得了较好的效果，根据通车一年又两个月的观测，路基沉降值大约为27mm，远小于200km/h铁路50mm的要求，以上沉降控制措施对今后的路基施工有一定的参考意义。作者简介：陈久龙：中铁十六局集团二公司技术人员，1996年毕业于辽宁工程技术大学，曾参加内昆铁路、菏日复线、胶新铁路、胶济铁路电气化工程建设。主要参考文献：（1）于金帆苗丽雯李克顺吴润民《现代化高速铁路设计、施工与线路提速改造新技术实务全书》当代音像出版社2004工后沉降标准填筑过程中沉降标准人员质量意识培训施工工艺标准制定路基沉降控制措施路基沉降观测合格的路基补救措施路基沉降控制流程图