高速铁路工程路基施工质量控制措施

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:由于人们对高速铁路的需求越来越高,所以为了满足人们的需求,高速铁路工程也变得越来越复杂,尤其是在施工过程中,对施工技巧的要求变得格外严格,高速铁路工程路基的施工质量、施工技术、施工人员成为了施工单位主要关注的重点,本文对路基施工技术进行深入的分析,为行业内带来参考。

  关键词:高速铁路;路基工程;质量控制;

  随着社会经济的发展,人们对出行的需求越来越高,因此高速铁路成为了人们出行的最佳选择,正是因为需求的提高,使得高速铁路工程要在安全性、舒适性以及速度上做出更多的提升。为了让我国高速铁路工程发展的更好,本文对施工质量控制做出分析,对相关施工措施做出探讨,对各环节施工要点进行说明。

1 施工前准备

  1.1 技术准备

  在对高速铁路工程路基施工之前需要对现场展开勘测,观察现场状况是否与施工图相符,避免两者之间出现误差。如果发现路基与施工图存在着差异,应及时对路基展开加固措施,防止在路基方面出现质量问题。所以对现场进行勘测是十分有必要的。具体的勘测方式为:(1)对地基的土类进行勘察,对铁路沿线的路基进行开挖,观察其土层状况,如果发现存有丰富的地下水源或者弱土层较深,则可以利用地质钻孔取芯核查的方式;(2)对土层的承载力进行核查:由于地质情况的不同,目前主要有四种勘测方式,即静力触探、轻型动力触探N10、标贯、重型动力触探N63.5的方法;(3)对土层密度进行检测,通常况下会沿着路中心方向间隔保持50m的距离进行检测,由于铁路路基的横向方向有着较宽的距离,所以应在路基两侧坡脚内各取一点进行检测,在地质情况复杂或者是过渡段进行适当的加密措施。[1]

  如果勘测结果以施工图有着较大的差距,应以及与工程相关单位进行沟通,及早解决问题,消除质量隐患。由于路桥、路涵等过渡段不适合大型施工设备进行施工,因此在过渡段的施工会变得更加困难,不能很好的控制工程质量。对此,需要在施工前进行充足的优化设计工作,在于多方进行协商后,对路改桥方案进行优化设计。

  1.2 填料及施工用水准备

  1.2.1 取土场确定及填料试验

  在路基施工过程中,需要大量的各类土石,由于需要使用的数量巨大,需要对土石标准以及数量进行一定的实验,选用最为合适的土石进行填筑。

  1.2.2 供水方案和水源的确认

  在路基施工过程中加入一定的水,可以让土体变得更加紧密,所以这种方法是十分有效的,特别是在极其缺乏水源的荒漠地区,需要确定所使用的水源以及供水方案,保证路基的施工质量。此外还需注意所用水源的含盐量,必须保持在标准范围之内。[2]

  1.3 填筑工艺试验与总结

  在对铁路路基填筑之前,需要根据工程实际情况,选择一段与其环境、条件相同的路段进行实验,对路基进行压实、填筑等相关环节的参数进行记录,即压实次数、松铺厚度等数据,确定出最佳的施工方案以及施工设备。

2 地基处理

  对路基质量上的控制主要指的是沉降变形情况,沉降变形是由塑形变形、基床弹性以及本体和地基的压密变形所组成的。经过试验数据了解到,在路基压实度满足需求时,路基本体的压密沉降只会占填土总高度的0.1%到0.5%,且所需时间也非常短,通常情况下自然沉降都会在铁路开通之前所完成。由于地质的不同,在面对一些较差地质的时候,要有不同的施工技术,例如可以将软弱土进行换填,或采用强夯、水泥土挤密桩等其他方式。[3]

  2.1 换填法

  当施工区域内的软弱土层达到0.5米到1.5米范围内时,则需要采用换填法,将软弱土挖出更换为AB组料,也可以将土内的有机物进行清除,然后利用重型碾压的方式进行处理。

  2.2 冲击碾压

  冲击碾压指的是使用机械带动非圆形的冲击轮对地基展开冲击碾压。其能够有效的压实地基,能够是地基的水渗透性变低。需要注意的在使用该方法前需要对地基土的含水量进行勘测,保证其符合冲击碾压的需求。其进行碾压时,要按照“先两边,后中间”的碾压顺序,保证碾压搭接紧密,但是不要出现重叠的情况。如果碾压过程中出现了弹簧土则应立即停止施工,待解决弹簧土问题后在继续施工。此外在施工时还要及时清理因为冲击所产生的上浮细粒土。[4]

  2.3 强夯施工

  强夯方式指的是利用设备将夯锤吊起到一定高度,再利用自由下降的方式夯实地基,利用这种方式可以破坏土层的原有机构,将内部的颗粒重新排列,达到夯实的目的。通常情况下夯击程度在1000KN·M以上,能够对厚度为4到6米的杂填土、软弱土层等地基进行夯实。在进行强夯作业的时候,所使用的夯击设备应满足施工方案,对单击夯击能以及影响深度进行计算,即(锤重×落距)1/2×系数=影响深度,在根据锤重以及单击夯击能确认出单击夯击能,即单击夯击能(k N·m)=落距×锤重。一般需要夯击8到15次,保证地基不出现夯坑过深的情况。若发现夯坑周围出现了较大程度的隆起,则需要立即停止施工,对隆起现象进行分析研究,查找具体原因。在夯击间隔上,粘性土地基需要3-4周,而黄土夯击的间隔则大于7天,地基土的渗水性越好所需要的时间也越少。

  2.4 CFG桩

  在进行CFG桩施工方法时主要有两种施工方法一种是连打法,另一种则为间隔跳打法,根据现场情况进行选择,通常情况下连打法会因为相邻桩之间的拥挤造成损坏或缩颈,也会容易出现地面隆起的情况,而跳打法则可以避免这些问题,但是若在坚硬土层进行跳打法时,已经完成的桩会出现断裂的情况。因此跳打法更适合在软土中实施。在使用跳打法时需要注意拔管的速率,保证在首次投料留振后的5到10秒内进行拔管操作。在进行打桩之前,需要提前进行打桩试验,观察是否会出现缩颈、断桩等情况,对桩的标高、直径、布置进行分析控制。为了保证桩头不出现浅层断桩,在截桩或者是清土时,要使用小型设备来作业。[5]

3 路基填筑

  3.1 填料控制

  在填筑作业时,基床底层应使用改良土或A、B组填料进行填筑,而基床表层则使用级配碎石进行填筑。在进行填筑前应对填筑材料进行抽样检测。对填料粒径进行有效的控制,其粒径不应超过60mm,在该标准下可以避免集料窝以及离析等情况的出现。若填料的含水率过高,则需要进行翻晒处理,使其含水量达到标准范围之内,而含水量过低时,则需要适当的加湿。

  3.2 分层填筑

  采用分层填筑时,应严格按照施工方案中的“八流程、四区段、三阶段”的方式,各区段长度应以气候、机械工作效率等因素进行确认。在各施工流程或者是区段内,不得进行交叉作业,在原地面凹凸不平时,应从最低点展开分层填筑,并且为了保证路基边坡的压实度,其宽度必读达到50cm以上。在使用砾石类土或碎石类土进行填筑时,分层填筑的厚度不应超过40厘米厚,而在使用改良细粒土进行填筑时,分层填筑的厚度不应超过30厘米厚。若使用化学改良土混合料时,则需要进行均匀的摊铺,在摊铺过程中不应出现中断,如果迫不得已的情况下,则中断时间不应超过两小时,并且利用搭接施工的方式设置横向施工缝。各种填料分层填筑分层厚度需大于10cm。在进行分层填筑之后,其压实顺序为先两侧后中间,先静压后弱振,随后转为强振,强振结束后再次转为弱振。其压实交界处应相互重叠,搭接长度需达到2m以上,其中纵向的行与行之间的搭接距离需超过40cm。压实环节是铁路路基施工过程中最为重要的环节,其直接决定着路基的施工质量,因此需要对压实环节进行有效的控制。

  3.3 过渡段施工

  过渡段指的是在是从路基到桥涵结构过渡的阶段,能够对路基与结构物之间的沉降情况进行控制。由于路隧、路涵等结构物的差异性,使得沉降方面存在着不同。在对过渡段地基进行处理时,要注重路基与涵洞等结构物之间的衔接,保证不会出现漏做的情况。为了保证承载力不受到破坏,应对其表面进行疏排水措施,使其不会出现积水、淤泥等情况。在进行回填时,应将土中的杂质进行清除,采用复合规范的材料进行回填,避免基坑出现沉降变形的情况。在进行填筑的时候,应根据过渡段以及相邻路提依照水平分层进行同步的填筑作业。若存在涵洞等结构物,则需要提前预留,在施工条件成熟之后再与过渡段同步施工。一般情况下过渡段的填筑材料都会选用级配碎石,并在其中加入3%的水泥,而在过渡段顶部机床表面采用的填筑材料则为级配碎石及5%的水泥。由于空间上的限制,在过渡段路基进行压实时,应采用小型机械设备,其压实厚度不应超过20cm。在碾压完成后,应做到及时的洒水养护。

4 堆载预压

  堆载预压能够有效的减少铺轨前后的沉降程度,因此该环节是不能忽视的,在进行堆载预压时,应按照施工方案,将土的厚度及宽度进行控制,使其拥有足够的稳定性。其次,在时间方面,当预压完成之后,需要在6到12个月内之间进行观察调整。

5 沉降变形观测与分析评估

  在铺轨后,受到轨道扣件的影响,将会使路基沉降变得极不均匀。这一情况也使得路基铺设无砟轨道的时候出现失败。现阶段,对沉降量上还没有较为精确的计算方式,又因为施工过程中有着多种多样的因素,因此需要对沉降变形进行有效的观测以及相对应的分析估算。

  5.1 沉降变形观测

  沉降变形的观测可以分为三个阶段:(1)填筑阶段(2)预压阶段(3)运营阶段。根据相关标准要求,在每一个观测断面上设置四个观测点,也就代表着这其中路基面观测桩为左中右3个和1个基地沉降板,若土质为松软土,则还需要额外设置两个对软土、松软土地基还需要额外设置两个坡角侧向位移观测桩。在观测过程中,要保持着五个原则,即固定仪器、固定人员、固定测量方法、固定测量路线以及固定工作几点。依靠着五大原则,可以大大提高测量的精准度。在埋设观测点的时候需要对其进行有效的保护,防止观测点被破坏,避免因为路基沉降形变导致观测数据的不准确性,参与测量的人员必须接受过专业训练,利用固定不变的测量仪器进行测量,在测量完成之后,对相关数据进行记录计算,分析出异常数据的原因,必要时还需进行二次测量。

  5.2 沉降变形评估

  在铺设无砟轨道之前,应该对线下工程沉降做出系统化的评估工作,确保在竣工完成之后出现的沉降变形程度在可接受范围之内。目前以有多重评估方法,例如说修正双曲线、指数曲线法、Asaoka法、规范双曲线方法等等,通过这些评估方法对数据展开分析,判断出沉降变形的未来趋势,依据该评估,判断出路基是够满足轨道的铺设要求。若发现评估出来的沉降趋势不理想,在需要提前准备处理措施,比如说在基床顶面利用装板结构的措施或是利用超载预压的方式加速沉降速度。

6 结束语

  高速铁路的路基施工质量决定着列车的安全性、舒适性等方面,因此路基是极其重要的,本文对高速铁路路基施工过程中的施工技巧进行分析,阐述出了各个环节当中所出现的问题及相关注意事项,对每一个环进行进行有效的把控,全面提高路基施工质量。对此也希望施工单位在施工过程中不要过于死板,要注重环节要点,控制施工质量,对沉降变形进行控制。

参考文献

  [1]毛乐,黄凯.高速铁路路基附属框架梁施工质量问题及控制措施[J].上海建设科技,2020(03):73-74+80.

  [2]王智庆.铁路工程路基施工质量控制措施探讨[A].中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会.2020万知科学发展论坛论文集(智慧工程一)[C].中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会:中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会,2020:9.

  [3]钟时华.论铁路工程路基施工质量控制措施[J].中国标准化,2019(22):184-185.

  [4]陈利娜.高速铁路路基工程施工项目质量控制研究[D].兰州交通大学,2018.

  [5]蒋辉.高速铁路路基CFG桩施工工艺及质量控制研究[J].山西建筑,2009(03):131-132.

作者:于江永 单位:中铁十四局第二工程有限公司

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