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文本内容:
客运专线路基涵路过渡段施工工法
一、前言客运专线铁路路堤与立交框构、箱涵、圆涵等横向结构物的结合部为涵路过渡段由于路基与横向结构物的刚度不同以及路基与横向结构物的沉降不一致极易造成高速行车的不平稳现象为减弱这种影响,铁建设
[2005]160号文公布的《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》规定该段需作特殊处理采用级配碎石填筑其压实标准应满足地基系数K30≥150MPa、动态变形模量Evd≥50MPa、孔隙率n<28%甬台温铁路I标段中铁十六局经过两个多月的施工实践过渡段填料种类、质量符合设计要求压实标准满足验标规定积累了成功经验经专家评审形成本工法有广泛的应用前景
二、工法特点
1、作业规范化、程序化、标准化
2、质量控制好
3、易于推广应用
三、适用范围本工法适用于客运专线铁路路基涵路过渡段基床以下路堤级配碎石填筑施工
四、工艺原理采用配套机械设备和检测设备以试验检测为控制主线根据试验段施工工艺试验确定质量达标、操作可行的施工工艺参数指导涵路过渡段正式填筑施工
五、施工工艺一工艺流程⒈施工准备1制定实施方案涵路过渡段试验段施工之前,项目部组织相关技术、试验人员制订详细的实施方案,明确试验的目的、人员、机械设备及检测设备的需求计划、试验步骤、检测方法、相关数据整理分析方法图⒈涵路过渡段工艺流程图2确定料源过渡段施工级配碎石质量必须满足验标和设计要求按照客运专线验标对过渡段级配碎石填料的规定要求对沿线碎石、石粉的料源进行调查并对选定的料源进行取样试验和筛分检测、配合比试验最终选用的材料按配合比拌合后的级配碎石的粒径、级配及质量符合验标和设计要求碎石颗粒中针状、片状碎石含量不大于20%质软、易破碎的碎石含量不超过10%,黏土团及有机物含量不超过2%本标段过渡段选用的级配碎石颗粒密度为
2.36g/cm3满足暂标级配编号2的级配要求筛分试验结果见表l表1级配碎石筛分结果土粒组成粒径mm50~4040~3030~2525~2020~1010~55~
2.
52.5~
0.
50.5~
0.075<
0.075散失占总土质量百分率%
0.
00.
51.
310.
322.
025.
817.
45.
114.
23.1/通过质量占总土质量百分率%
100.
099.
598.
287.
965.
940.
122.
717.
63.4/3合理配置机械设备和检测设备为满足涵路过渡试验段施工需要选配性能状况好、满足施工工艺与质量要求的成套施工机械设备为满足客运专线检测要求工地中心试验室配备各种计量设备、力学试验设备、检测设备4建立级配碎石集中拌和站按批准的配合比拌和生产级配碎石采用填料集中供应方式5确定检测方法采用K
30、Evd、孔隙率三控检测为取得足够的数据过渡试验段每层检测K
30、Evd、孔隙率使检测点位满足验标要求6组织人员培训和技术交底举办“客运专线新验标培训班”使全体施工人员能适应客运专线的施工要求及时掌握客运专线路基施工相关标淮经过培训并考试合格的人员才允许上岗同时,为使全体管理、技术人员、作业人员准确掌握相应的标准和要求,要组织多层次、各工种“涵路过渡试验段施工技术交底会”,使全员掌握试验工作程序和控制标准并将各阶段质量责任分解到具体人员
2.基坑底处理:涵身防水施工结束后对涵壁附近的基坑底进行清理,清除涵洞施工时遗留的各种垃圾排除基坑积水清除基坑底的松土或被水泡软的土,整平基坑按设计放出C15混凝土填充线,按结构物混凝土施工方法进行C15混凝土施工3测量放样:回填混凝土强度达到要求后精测队根据《涵路过渡段填筑范围大样图》见图2计算出过渡段坡脚线放出过渡段区域线并在涵外壁的两端和中间根据人工夯实厚度及机械压实厚度划出刻度线,作为级配碎石填筑厚度控制线
4.过渡段基底处理清除表面腐植土、种植土、结构物施工时产生的垃圾等所有清表杂土外运至弃土场并对基底进行整平使基底自路基中线向两侧不小于2%的横向排水坡对原地面坡度大于15的开挖台阶并使台阶宽度大于2m高度不大于20cm以便压路机能进行碾庄压实后对原地面进行K30检测其承载力应满足地基系数≥60MPa/m
5.过渡段填筑对涵洞的同条件养护试块抗压试验检测当涵洞结构混凝土达到设计强度后开始过渡段填筑施工级配碎石用挖掘机挖装自卸车运输按放样宽度及松铺厚度控制卸料量为保证过渡段边缘的压实边线比设计线每边宽出50cm按自卸车每车的方量和松铺厚度计算卸料车数以控制松铺厚度涵洞两侧的过渡段同时对称填筑并与相邻路堤同步施工
6.过渡段平整先用装载机进行初平再用平地机进行精平人工辅助整平路基顶面做成两侧2%~4%的横向排水坡在涵背用红油漆标出每层松铺厚度控制线以严格控制松铺厚度
7.过渡段初压采用振动压路机两台在涵洞两侧对称碾压施工碾压时采取从两侧向中心的顺序:纵向进退式碾压先静压一遍再弱振碾压二遍再强振碾压一遍碾压行驶速度开始时用慢速宜为2~3km/h最大速度不超过4km/h纵向搭接长度不小于2m、行与行轮迹重叠
0.4m~
0.5m横向同层接头处重叠
0.4m~
0.5m上下两层填筑接头错开不小于3m以保证无漏压确保碾压的均匀性靠近涵洞的部位在纵向碾压后压路机改为平行涵洞背壁面进行横向碾压大型压路机压不到的部位在大型压路机碾压完成后人工挖出一半摊铺厚度的级配碎石采用小型内燃冲击夯机进行碾压夯实再将挖出碎石回填同样采用小型内燃冲击夯机进行碾压夯实即分二层人工小型机械碾压密实
8.压实检测初压结束后分别采用K30平板载荷仪检测地基系数、Evd测试仪检测动态变形模量Evd、灌砂法检测孔隙率n
9.续压检测对试验段路基进行续压续检每碾压一遍检测一次检测方法同前并认真记录松铺厚度、碾压次数、K30和孔隙率检测值等相关数据直到压实指标稳定后停止碾压试验过程中安排技术、检测人员,记录压路机的碾压速度、碾压顺序、碾压遍数、边角部位小型打夯机的夯实遍数及压实度检测等情况以使整理出指导大面积过渡段路基填筑施工的成果报告
10.数据分析对不同填层厚度、不同碾压遍数的检测数据进行整理分析绘出碾压遍数与K30值、动态变形模量Evd和孔隙率n值变化曲线关系图对不同填层厚度的合理碾压遍数进行技术经济分析比较确定填料压实机械、最佳分层厚度、压实遍数、碾压搭接宽度、压实方法等基本数据,编制《试验成果报告》报监理审核并送建指确认后指导涵路过渡段路堤正式填筑施工对于26cm、36cm、46cm三种不同机械碾压分层松铺厚度对应小型机械人工压实松铺厚度分别为13cm、18cm、23cm填筑碾压施工试验数据见表1试验数据汇总表表1试验数据汇总表压实厚度cm大型机械强振遍数夯实遍数实测K30及孔隙率值人工夯实10/4K30值145146151151Evd值
48.
448.
549.
650.
551.
552.2孔隙率值
23.
323.
724.
624.
625.
425.8人工夯实
10、大型碾压2045K30值152153153154Evd值
52.
052.
152.
653.
553.
954.4孔隙率值
21.
221.
622.
022.
022.
522.9人工夯实13/4K30值136137138139Evd值
45.
746.
246.
846.
547.
148.0孔隙率值
24.
224.
624.
625.
025.
425.8人工夯实
13、大型碾压2645K30值147148150152Evd值
48.
548.
949.
350.
051.
652.5孔隙率值
22.
022.
523.
324.
224.
224.6人工夯实
13、大型碾压2656K30值153154155156Evd值
52.
452.
653.
353.
553.
955.8孔隙率值
21.
221.
221.
622.
022.
722.7人工夯实15/5K30值135136138139Evd值
40.
741.
742.
343.
544.
244.2孔隙率值
26.
325.
827.
127.
127.
528.0人工夯实
15、大型碾压3056K30值143145146148Evd值
46.
247.
348.
549.
250.
251.6孔隙率值
24.
224.
624.
625.
025.
025.8人工夯实
15、大型碾压3067K30值151152153153Evd值
51.
352.
452.
552.
853.
153.8孔隙率值
22.
022.
522.
522.
523.
723.7不同的分层填筑厚度时碾压遍数和压实度的关系曲线见图3;本试验段填筑工艺性试验表明当分层松铺厚度很小时路基易于碾压密实但施工效率较低而当分层松铺厚度较大时压实所需要的碾压遍数明显增大碾压效率降低从检测数据及分析图表总结得出合理的分层厚度和压实工艺是当人工夯实的松铺厚度为18cm夯实厚度为13cm夯实遍数为6遍;大型机械碾压松铺厚度36cm,压实厚度26cm为人工夯实厚度的两倍以先静压1遍、后弱振2遍、最后强振碾压5遍,含水量控制在5%~7%时,地基系数K
30、Evd和孔隙率均能较好满足标准要求根据压实遍数和压实效果关系图,可以看出填土厚度一定的情况下碾压遍数、地基系数K
30、Evd及孔隙率值基本成比例关系即碾压遍数越多地基系数K
30、Evd及孔隙率值越能满定标准要求,但达到一定的遍数后再增加碾压遍数就体现不出经济性二工艺成果根据试验和分析确定涵路过渡段路基施工工艺参数为:对于选用的过渡段级配碎石填料和压实机械,含水量控制在5%~7%机械碾压最佳松铺厚度为26cm采用激振力35t振动压路机先静压1遍再弱振2遍强振碾压共5遍;人工夯实的松铺厚度为18cm夯实厚度为13cm采用内燃冲击夯的夯实遍数为6遍既可达到验标压实标准三成果应用在试验段进行摊铺压实试验敢得成功并总结成果报监理审核确定路基的松铺厚度、碾压遍数、含水率等工艺参数后,由级配碎石拌和站集中供料,根据试验段的施工步骤和取得施工工艺参数正式展开各涵路过渡段填筑施工施工工艺流程与涵路过渡试验段工艺试验步骤基本相同不同点仅松铺厚度每层26cm,碾压严格按照试验段工艺试验确定的大型压实机械和小型夯实机械对应的碾压遍数和碾压方法进行碾压碾压结束后,进行压实指标检测检测采用K
30、孔隙率、Evd三控指标压实检测合格后对路基中线、标高、宽度、边坡等进行测量检查符合设计及验标要求后,及时进行填层检验批验收过渡段填筑应与相邻路堤施工段同步施工并将两路段的碾压面按大致相同的压实厚度控制松铺厚度同步填筑并均匀压实若相邻路段的路堤填料与过渡段级配碎石填料的粒径不符合D15<4d85的要求时应设置选用粒径满足要求的A、B组填料按填料过渡段要求填筑与级配碎石过渡段顺接
六、主要机具设备一个过渡段所需的机具见表2表2主要机具设备序号设备名称规格型号单位数量1挖掘机CAT320B台12挖掘机210-5台13推土机D8N台14推土机T-140SD16台15压路机ZY18J台16压路机BOMAGBW225D-3台17自卸车东风EQ、斯太尔台68装载机ZL50C台29洒水车CA10B台110平地机PY-160G台111级配碎石拌和设备WCD400套112内燃冲击夯BS60-2台2
七、劳动组织见表3表3劳力组织序号工种人数备注1现场负责人1现场组织、指挥2现场技术负责人1负责技术指导、交底3路基技术人员3质量控制、检查4测量工程师1测量控制、检查5测量员2现场测量6试验工程师1试验检验、质量控制7试验员2现场试验8机械司机12机械操作9汽车司机6填料运输10机械维修人员3机械维修保养11普工12现场辅助12调度员1现场调度13安全员1现场安全
八、质量控制一过渡段基底处理过渡段基底处理应按设计要求与横向结构物、相邻路堤的基底处理同时进行路堤高度H≤
3.Om的路堤,原地面处理应符合表4的规定H>
3.Om时过渡段蓦底原地面平整后用振动碾压机碾压密实K30地基系数≥60MPa/m表4过渡段路堤高度H≤
3.Om的原地面处理压实标准项目压实标准改良细粒土砂类土碎石类及粗砾土K30地基系数MPa/m≥110≥130≥150动态变形模量EvdMPa≥40≥40≥40孔隙率n%/<28<28压实系数K≥
0.95//检验数量:施工单位每个过渡段抽样检验压实系数孔隙率3点其中:距路基边线1m处左、右各l点路基中部l点;或抽样检验地基系数2点其中:距路基边线2m处l点,路基中间1点监理单位平行检验压实系数或孔隙率l点见证检验全部地基系数二填料质量要求根据设计和规范要求调查选定级配碎石料源并对选定的料源进行取样试验和筛分检测填料粒径、级配及质量应符合设计要求;碎石颗粒中针状、片状碎石含量应不大于20%;质软、易破碎的碎石含量不得超过10%;黏土团及有机物含量不得超过2%,过渡段用碎石的级配范围应符合表5的规定表5过渡段用级配碎石级配范围级配编号
50403025201052.
50.
50.075110095~100//60~90/30~6520~5010~302~102/10095~100/60~90/30~6520~5010~302~103//10095~100/50~8030~6520~5010~302~10每20000m3抽样检验1次颗粒级配、颗粒密度、针状、片状颗粒含量、黏土团及有机物含量监理单位按施工单位检验数量的10%平行检验或20%见证检验每料场至少1次三压实标准基床表层以下级配碎石填层压实标准应按表6采用三项指标控制表6基床表层以下级配碎石填层压实标准项目K30地基系数MPa/m动态变形模量EvdMPa孔隙率n%压实标准≥150≥50<28四路堤边坡质量控制
1.路堤边坡宜采用加宽超填方法,超填宽度不小于50cm
2.路基刷坡采用刷坡机械机械刷坡时根据路肩线用坡度尺控制坡度
3.路堤边坡应平顺、密实、稳固;边坡的坡率应符合设计要求,偏陡不得大于设计值的3%五试验检测控制内容和检测方法l.过渡段基底原地面平整后用振动碾压机碾压密实K30地基系数≥6OMPa/m
2.填筑前碎石加工场选择现场取样做室内分析试验确定配合比及其他质量要求
3.填料分层压实涵背两端大型压路机能够碾压的部位采用大型机械碾压其余采用小型振动压实设备进行压实采用大型机械碾压时最大压实厚度控制在30cm内但最小厚度不低于15cm采用小型机械碾压时压实厚度控制在15cm内
4.过渡段填筑检验:每压实层做孔隙率试验灌砂法;每填高约30cm做Evd及孔隙率试验;每填高约60cm做K
30、Evd及孔隙率试验
九、安全与环境保护措施l.推土机、装载机、自卸汽车、压路机、平地机等大型机械驾驶员必须严格按照操作规程在边坡、沟边高填方段作业时应与边缘保持一定的距离
2.各机在同一作业面施工前后两机应保持一定的安全距离
3.机械夜间进行作业时,施工段应有照明设施
4.进入作业区必须按标准戴好安全帽穿戴好劳动保护用品
5.经常检查工具材料、物件的堆码垛情况,防止松动倒塌伤人
6.各种仪器设备、工具使用遵守操作规程
7.各种机械、器具必须有轮有罩、有套有轴、防护装置齐全、良好严禁超负荷或带病运转
8.严禁对运行中的机械设备进行修理或保养工作
9.加强对全体施工人员的文明施工教育创建文明工地做到“两通三无、五必须”两通即施工现场人员行道畅通;施工工地沿线单位和居民出入畅通三无即施工中无管线事故;施工现场排水畅通无积水;施工工地道路平整无坑道五必须即施工区域与非施工区域必须严格分隔;施工现场必须挂牌施工;工地现场材料必须堆放整齐;工地生活必须清洁文明;工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想政治工作加强现场施工管理,每道工序应做到现场落手清,加快施工进展,做到工完场清,不留尾巴
10.施工机动车辆在国道或地方道路上行驶,要遵守地方政府及交通部门的管理规定,遵守公安部门道路交遍管理条例,自觉维护交通秩序,保证运输畅通
11.施工时要注意保护坏境,采取措施不压缩、不侵占、不污染河道,保护水源、灌渠,保护树木、植被运输道路、便道应洒水防尘,防止污染环境
十、效益分析应用本工法施工客运专线基床以下路堤各工序平行施工、流水作业、有序可控,施工进度快,质量稳定、一次达标
十一、工程实例本工法在涵路过渡试验段DK67+
528.62~DK67+
563.81与横向结构物DK67+5481-4M立交框涵连接过渡段的施工应用中,级配碎石压实紧密压实度检测全部符合验标要求质量稳定级配碎石满足要求压实指标稳定进行下一松铺厚度试验初碾压压实检测续压并检测编制《试验成果报告》作为过渡段施工依据数据分析记录数据填筑选择料源建立级配碎石拌合站按配合比集中生产摊平弃土外运基底处理施工准备基坑底处理测量放样对料源进行现场取样检测、配合比试验。