铁路路基施工质量控制与沉降预防研究论文_罗磊

中国铁建大桥工程局集团第五工程有限公司

摘要:随着我国交通运载能力发展步伐的加快,铁路交通迅猛发展。西南地区铁路近几年也陆续开通和修建了很多高速铁路,如成贵高铁、成昆高铁等。不管是普通铁路还是高速铁路,在施工中首先应考虑地质条件。地质环境的直接影响铁路施工的质量。地质条件又是决定铁路施工中路基施工质量的决定性因素之一。所以路基施工是铁路工程尤为重要的组成部分。

关键词:铁路路基;质量控制;路基沉降

引言:

线性工程施工中,路基施工是保证工程质量和安全的前提,路基施工的完好程度取决于多方面因素,铁路工程做为横贯全国的大动脉,具有运量大,线路长的特点,施工中铁路路基的好坏直接影响交通运输安全和社会主义经济发展,故为了保证铁路路基质量控制和避免路基的沉降,我国工程业学者做了大量的研讨。

1、铁路路基施工概述

1.1铁路路基施工

铁路路基(RailwaySubgrade)是承受铁路列车活荷载作用的机构,以轨道为基础,是承载轨道的承重结构之一,铁路路基必须保证高程符合设计要求,并完成全线贯通,同时穿越不同地质条件。

1.2路基施工工艺流程

准备工作——做试验段——地表处理——开挖路堑——路基填筑——整平压实路基——修筑路床——沉降量观测等。

1.2.1准备工作:如果铁路路基穿越人员密集场所,必须按铁道部门批准的交通导行,设围挡,导行交通。建立测控网,控制桩放线测量,补丁转角桩、路两侧外边桩等。对路基的材料含水率、CBR试验,可检查有机质含量及冻胀试验等。

1.2.2做试验段:为了在施工中进行有序的大面积、长距离施工。铁路路基施工前必须做好试验段,根据试验段以确定路基的压实机具、铺装厚度、最佳含水率等指标,确定土体性质以及施工中可能级配。

1.2.3地表处理:清表处理是路基施工必须要做的工艺,铁路施工除了大部分荒野地段外,还有部分地段要穿越原有构造物的地段。对原有构造物进行搬离,填实,对地下构造物或光线进行搬离前必须经过所属单位的同意。对原地面上的有机质进行清理,排除原地面积水、清除树根、杂草、淤泥等。妥善处理坟坑、井穴坑槽等,分层填实至原地面标高。使地上和地下的结构均满足铁路路基施工要求。

1.2.4开挖路堑(填方路基、挖方路基、半填半挖路基):当原地面高程低<设计路基标高,即使用填方路基;原地面高程>设计高程时,即使用挖方路基。当地质标高不一样需要进行填、挖才能达到设计标高时应采用半填半挖路基(如图一)。

图一 半填半挖路基施工图

1.2.5路基填筑:填筑路基主要存在于挖方路基中,选用符合要求的路基材料进行填筑,禁用有机土、盐碱土等不良土质进行填筑,填筑前应对土质进行检测,如果土质不良时应对土质进行改良。

1.2.6整平路基、修筑路床:路基段应找平,地面横向坡度宜不陡于1:6,中线桩和下坡桩应分压填实,碾压前应检查铺筑土层的参数,根据试验段要求的采用不小于12吨的压路机进行碾压,碾压应先轻后重,先慢后快进行。

1.2.7沉降量观测:路基施工完成后应对其沉降情况进行观测,观测周围土体结构、地下水位、建构筑物沉降情况,防止因路基施工而造成周围土体开裂、位移、周围建构筑物沉降造成周围安全事故和影响铁路工程的使用寿命。

2、铁路路基施工质量要点分析

质量控制项目

主控项目:压实度和弯沉值(0.01mm);

一般项目:有平整度、路基中线偏位、路基宽度、路床纵断高程、路基横坡及路堤边坡等要求。

3、铁路路基施工质量控制方法

3.1严控施工工艺流程

铁路路基施工工艺流程如上面工艺流程要求,在施工中应将施工路基两侧加宽500mm以上,松铺系数和松铺厚度小350mm,每层压实的厚度应控制在300mm以内。施工含水率控制,规范要求是±1%,如最佳含水率不符合要求必须进行改良或置换。在摊铺料时摊铺、碾压、测量同时进行,施工机具使用要求必须符合试验段试验的符合要求的施工机具和人工作业。

3.2加强路基压实度检测

路基压实度检测方法主要有检测细粒土的环刀法;检测粗粒土和粒径较大(但不适用于石方路基)灌砂法和灌水法。增加压实度检查频率,对于挖方和填方检查频率增加到50m为一组测量三个点,根据检测方法进行检测,提高检测合格标准压实度95%进行百分百合格。如果遇到不能处理的路段时可以采用化学加固法对路基进行加固,以确保路基施工过程压实度符合要求,确保该条铁路线路路基施工的整体质量。

除了以上检测方法外还可以采用地质雷达检测(即EDG检测)。检测原理:是土壤无核湿密度仪(EDG)基于 TDR 时域反射原理。

3.3交接段施工质量管控

对于不同路基材料填筑时的交接地段施工是过程中重点监控点,是直接影响路基质量的关键节点。首先线路基底硬度和材料密度,控制路基沉降,掌握好两种以上材料施工的不同工艺和测量方法、测量数据。对于桥梁和土质路基或石方路基的交接段,可以分别检测压实度情况,直到交接处两端高程达到设计高程方可进行下道施工。交接点应有防水措施,防止地面水渗入路基基底一下造成路基的整体破坏,一般选用符合要求的填缝材料。

3.4质量监督检查

铁路路基施工项目应设置专门的部门进行现场驻场监督,设置监督组织机构和人员,落实责任,对整个过程和环节都要有效控制,自检合格后方可报送监理进行检查,检查的项目主要有:现场交桩、现场贯通测量方样;试验段填筑的参数;基底压实度测量;用料合规性;厚度合规性以及其他设计规定的监控项。

4、铁路路基施工沉降的原因分析

4.1压实度影响

路基的压实度直接影响路基是否沉降,路基压实度不符要求会引起路基变形不均匀沉降,碾压的机具局部碾压不到位,导致局部沉降。碾压遍数、路基材料都会影响路基施工质量,对各层路基压实系数检检测,至合格方能下步施工。

4.2施工过程中影响

在施工前应进行施工方案的审批和计算,做好试验段,如果施工工艺组织不合理极易增加路基沉降的风险。个别单位为完成进度目标,违规施工,在上层填筑厚度不足或填料未达到填筑要求的时候就进行碾压,没有找到合适的施工机具,施工机具碾压遍数不够,如果出现路堤或路堑地段,基底材料粒径不合规是会影响路基施工的整体质量的,如果填料过大,可能压实度暂时满足要求,但是孔隙率过大,在之后的施工和碾压中也会引起路基沉降,尤其是后期通车,形成长期动荷载,更会造成列车安全问题。

4.3气候因素影响

气候的影响主要是在温度上,比如高原地区常年冻土、冰雪,会形成季节性冻土或常年冻土;北方地区因天气影响导致温差较大。季节性冻土和季节性施工常常导致土质路基因季节温度的变化发生沉降,使得土质在硬软之间变换,使之承载能力减小,路基沉降(如图二)。

图二 铁路路基沉降

4.4水因素影响

水对于路基的影响很大,主要有毛细水、地下水、雨水等,对路基进行冲刷、侵蚀。使得路基质量下降,产生不均匀沉降。

5、铁路路基施工沉降控制方法

5.1预沉降量控制

在施工前期做好试验段,根据试验段测量出该施工段路基的预沉降量值,从而在施工中确定填筑、铺筑厚度及碾压后的高度,一般要求在原施

工设计要求的高程是在基层路基填筑压实后的基础上再增加预沉降量高程,两者的结合才是设计高程。

5.2前期准备

前期准备是保证路基施工的基础工作,如场地建设、机具保证、料场施工、线路确定、进度计划、天气预警、防护装置等,这些的准备工作就间接的影响施工中路基质量,间接的影响路基沉降。如进度计划调配合理,不盲目赶工期,施工人员和施工机具就不会管理混乱,不会缺少人员和机具。从而减少施工过程和施工后的路基沉降问题。

5.3规范的检查和宣贯

在施工前期应进行技术交底和方案交底,对过程中节点检查有序进行,进行检查和总结会议,将规范进行及时宣贯,对问题进行及时分析,将沉降的原因进行总结,落实整改五定原则,及时复查。

5.4增加补强措施

对于不良土质路基进行补强,是减少路基沉降方法之一。对于湿陷性黄土地段:可以参加不良土质改良材料进行改良;可以用水进行预侵;也可进行强夯,一般反复强夯2到3遍基本能改良湿陷性黄土这种方法时间最短。对于膨胀土可以采用换填或者勇灰土桩、水泥桩进行加固和改良。对于季节性冻土,可以加高地下路基的高度或更换不宜发生冻胀的材料,调整路基材料结构等。对路基的补强主要是在前期进行控制,制作可能出现的情况。

5.5加强沉降观测

每层施工完成后应对施工面进行观测,用仪器进行测量,对于局部不符合要求的情况进行处理。测量人员要定人定岗,测量设备要定准,测量前要标定清楚。

结束语

对于我国复杂的铁路沿线地质情况,以及不同的施工地段,不管是高原、平原还是丘陵、盆地。为保证我国基建大国地位,铁路路基工程质量安全和预防沉降是基础中的基础。铁路线不仅是一条经济线,也是一条生命线和体现国家基建能力的水平线。

参考文献:

[1]杨第明.铁路路基压实质量快速无损检测方法浅析[J].基层建设,2019年11期

论文作者:罗磊

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/29

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