B组填料方案

一、概述由中铁大桥局三公司承建的武广客运专线XXTIJII标泪罗段施工里程为DK1451＋523.48-DK1474＋600．全长约23.08km，铁路沿线经过湖南省汨罗市新市、红花、黄市、范家园、火天五个乡镇，沿线地段均为垄岗岗地、垄岗平原，地表为粉质粘土，部分路基段设计基床顶层以下1.8m或2.3m挖除换填A、B组填料作为铁路路基基床底层。其结构及布置形式见图1：图1结构及布置形式武广客运专线设计时速达350km/h，为确保客运专线基床底层具有足够的强度及刚度，基床底层填筑施工时，各项检测指标较普通铁路均有较大的提高，且增加了新的检测项目。具体检测指标如表1所示：基床底层填料及压实标准表1为论证客运专线基床底层施工工艺工法的合理性，在大面积填筑开工前在本段进行了工艺试验。通过试验路段的施工确定了最佳机械组合方式以及有效的压实厚度与碾压遍数的关系，确定了填料最佳含水量的控制范围以及松铺厚度，为今后路基基床底层填筑施工提供了依据。二、试验依据及地点本次试验依据铁道部2005年颁布的有关客运专线路基施工规范及标准执行，试验前由工程技术部制定了详细的试验方案及施工工艺。(一)试验地点：根据本段的施工特点及地理位置，选取171#路基工点作为基床底层填筑施工试验点。该段起止里程为DK1466＋900-DK1467＋215.01，其中基床顶层以下1.8m(基床底层范围内)换填A、B组填料。本次试验选取DK1466＋900～DK1467＋100段200m两个检验批长度进行，填筑的横向宽度为16.26m。该段基床底层底面采用冲击压实处理，其上设置有20cm砂垫层，内设置一层复合土工膜。该段路基工点基底面为粘土，棕红色，褐红色，硬塑状，II类土，在全段施工类型中具有代表性。本次试验在基底面冲击压实完成并检测合格后进行。(二)试验时间：2006年11月2日～2006年11月15日。三、试验过程及检测结果本次试验所投入的机械设备见下表，振动设备选用20t振动压路机进行。试验步骤如下：(一)填筑前土工试验根据本试验点的里程及位置试验段A、B组填料料场选用DK1460＋900处取土场，并按《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2004．)规定的方法进行了段A、B组填料料颗粒密度、最佳含水量测试。根据本试验点的里程及位置，选取料场的具体里程及采用的填料种类见表2。路基试验段取土场填料分配表表2(二)基床底层A、B组填料填筑施工基底底层填筑施工严格按照“三阶段、四区段、八流程”进行，具体填筑工艺流程见图2。图2试验段填筑施工工艺流程图(1)施工顺序：施工准备→施工测量放样→上料→摊铺→整平碾压→检测。(2)施工放样：1)用全站仪放出施工路段的中桩、边桩，间距为20m。坡角桩插标尺杆，在松铺厚度处采用红毛线示出。2)拟第一层松铺厚度为40cm，根据每此数据及自卸汽车运输能力，计算每车料的摊铺面积，按每辆车拉12m3料计算，则摊铺面积为12/0.4=30m2，用白灰在摊铺宽度范围内打方格，方格的尺寸为5.54m×5.42m。(3)布料：专人指挥运料车倒料，每一方格内卸一车料(12m3)，同时检查填方料是否有杂质，对不合格的填方料立即清除出场。(4)摊铺整平：先采用推土机摊铺、粗平，平地机精平，使填层在纵向和横向平顺均匀，以保证压路机碾压轮表面能基本均匀接触层面进行压实，达到最佳碾压效果。第一层填料摊铺完成后对填料含水量进行了现场检测，其含水率为13%，位于此填料最优含水量12.5%的-3%～＋2%范围以内。如现场填料含水量距最优含水量有偏差较大的情况，则应采用晾晒或洒水对填料进行调整。(5)碾压：基底换填部位处于基床底层部位，填筑施工检测指标按照基床底层填料压实标准进行控制。控制指标按表3：基床底层填料及压实标准表3注：压实系数K为重型击实标准。含水量合适后，用20t振动压路机开始碾压。碾压行驶速度：第一遍以2.5km/h控制压路机行进速度并采用静压；第二遍行驶速度适当加快，控制在4km/h～6km/h，采用振动压实，碾压时，由两边向中间，一个进退为一遍。重叠碾压1/3～1/2轮，达到无漏压，无死角，确保碾压均匀。第一层A、B组填料填筑前6遍碾压结束后开始各项指标检测，检测结果见表4：从上述检测结果可以看出，6遍压实后所有压实指标均不合格，压实后填筑面标高共计测量6个点，平均厚度为0.37m，平均下沉量为3cm。第一层第六遍碾压后压实指标检测情况表表4在第8遍碾压结束后检测，共计检测12点，仅有地基系数K30一处合格，其值为130MPa正好位于合格要求的临界点。压实后填筑面标高共计测量6个点，平均厚度为0.36m，平均下沉量为1cm，累计下沉量为4cm。在第10遍碾压结束后各项指标检测结果见表5：第1层第10遍碾压后压实指标检测表表5经第10遍压实后各项指标均有大幅提高，部分指标满足设计要求，各项压实指标合格率达到51.9%。在第12遍碾压结束后各项指标检测结果见表6：第1层第12遍碾压后压实指标检测表表6经过第12遍压实后，第1层填土各项压实指标均满足规范及设计要求，压实后填筑面标高见表7：压实后填筑面标高表7经过12遍压实后各项检测指标均达到设计要求，压实后填层厚度为0.349m，压实前后比例为87.3%。(三)基床底层第2层、第3层的试验施工在经过第1层的压实试验并各项指标检测合格后，按照第1层试验过程中的工艺方法及控制措施进行了第2、3层的填筑试验。第2、3层填筑时虚铺厚度仍为40cm，压实前其填料含水率均位于最优含水率的＋2%－3%之内，在第2层施工时在第10遍压实完成后，开始进行各项压实指标的检测，共计检测12个点位，合格8点，合格率为67%；在第12遍压实后检测其合格率为100%，第3层施工时规律与第1、2层填筑时相同。压实后第2层平均压实高度为0.35m，第3层平均压实高度为0.34m。填筑前含水率减小后，填层只需进行10遍压实后，各项指标均满足设计要求，填层厚度压实前后比为87.0%左右。四、试验总结与分析从基床底层填筑试验段施工过程中，可以看出对于基床底层施工可采用200m作为一个填筑工作面，其机械设备组合可采用试验过程中的机械设备及数量组合。对自本段内DK1460＋900取土场处A类填料填筑施工时，一般松铺厚度可采用40cm，其压实系数平均值为87.0%，压实后填层高度约为35cm，满足此类填料填筑压实后厚度不超过35cm的验收标准。从压实试验过程中检测数据表明，在填筑压实施工过程中填料含水率对最佳压实遍数影响较大，在大面积施工时应对压实前填料的含水率进行重点控制，对应控制在最优含水率的＋2%～3%之内。控制范围宜采用最优含水率的负误差＋2%～3%之内进行，一般压实12遍后即可达到基床底层的各项压实检测指标。从压实试验过程中的检测数据表明，最难于达到的控制指标是孔隙率n值，而对其影响较大的因素则为填料的颗粒级配及细粒土颗粒含量和压实前填料的含水率控制，故基床底层填料料场选择时应尽量选择级配良好的A、B组填料，这在压实施工中可以尽可能地减少压实遍数，从而节约施工成本。对于试验前所制定的基床底层施工工艺工法均在现场试验过程中得到了证明，可以大面积在本段内进行实施推广。