沙區(qū)鐵路路基粉細(xì)砂改良土填料沉降控制施工工藝(詳細(xì))

1、沙區(qū)鐵路路基改良填料施工工法1.前言交通是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ),隨著國家對(duì)西部及偏遠(yuǎn)地區(qū)基本建設(shè)投入力度的加大,沙區(qū)鐵路的建設(shè)不可避免。而沙區(qū)合格的路基填料嚴(yán)重匱乏,如何保證工程的進(jìn)度及對(duì)成本的控制。妥善的解決路基填料的是沙區(qū)路基施工的重要問題。大何線由A-馬場(chǎng)壕、馬場(chǎng)壕-B兩部分組成,全長101.3公里,現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn):沿線可直接用于填筑路基的填料十分缺乏。大何線地表及淺層多分布粉細(xì)砂和泥巖,粉細(xì)砂和泥巖由于其組成、結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的特殊性,直接作填料難以滿足鐵路路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求。考慮投資、既有原材料利用、運(yùn)輸?shù)葪l件的影響因素,中鐵電氣化局聯(lián)合地質(zhì)路基所路基設(shè)計(jì)室,提出對(duì)粉細(xì)砂及泥巖進(jìn)行改良研究。形

2、成了沙區(qū)鐵路路基改良土填料施工工法,效果明顯,技術(shù)先進(jìn),故有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2.工法特點(diǎn)1.使用改良后的填料,一般路基工后沉降20cm。2. 用改良填料將減少對(duì)河道亂采亂挖,并有效利用挖方,減少對(duì)環(huán)境的破壞。3.改良填料所用的粉細(xì)砂及泥巖集中取土后,對(duì)取土場(chǎng)經(jīng)行復(fù)墾,恢復(fù)植被,對(duì)治理沙漠將起到積極的作用。3.適用范圍第四系風(fēng)積粉細(xì)砂及第三系及白堊系地層泥巖。4.工藝原理根據(jù)粉細(xì)砂的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果,粉細(xì)砂在接近飽和(含水量為14%)時(shí),其擊實(shí)試驗(yàn)的干密度最大,此時(shí)其最大干密度為1.82g/cm3。故決定選取含水量為14%來進(jìn)行粉細(xì)砂改良土試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)段觀測(cè)及數(shù)值計(jì)算分析,不同配合比的粉

3、細(xì)砂改良土路基都能滿足規(guī)范對(duì)路基沉降的要求(20cm),7%的水泥含量效果相對(duì)最優(yōu),但考慮的經(jīng)濟(jì)因素,最終決定采用6%為改良土的水泥含量。試驗(yàn)選取石灰摻量為6%、8%、10%的泥巖改良土來進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在相同條件下,對(duì)于石灰改良土,存在最佳石灰摻量。作為路基填料的石灰改良土中的石灰摻量一般控制在8%以內(nèi),即可滿足高標(biāo)準(zhǔn)鐵路、公路路基填料的要求。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝的流程改良土施工工藝流程見附圖5.1-1 圖5.1-1改良土施工工藝流程5.2操作要領(lǐng)及質(zhì)量檢測(cè)方法5.2.1粉細(xì)砂改良土路基操作要領(lǐng)1、準(zhǔn)備粉細(xì)砂改良土施工前應(yīng)對(duì)基底進(jìn)行清理碾壓,基底平整度和壓實(shí)標(biāo)

4、準(zhǔn)應(yīng)滿足規(guī)范要求,然后進(jìn)行施工測(cè)量放樣,恢復(fù)中線和水平控制樁。2、原材料的運(yùn)輸及攤鋪原材料采用自卸汽車運(yùn)輸,根據(jù)路基基床底層填筑的寬度及松鋪厚度,計(jì)算各段所需粉細(xì)砂的數(shù)量及堆放密度。用推土機(jī)把每堆粉細(xì)砂攤鋪均勻后,再用平地機(jī)初平1 次,用重型壓路機(jī)快速碾壓1 遍。經(jīng)填筑試驗(yàn)驗(yàn)證,采用30 cm 的松鋪厚度,壓實(shí)效果相對(duì)最好。然后根據(jù)摻配比例、粉細(xì)砂松鋪厚度及干密度,計(jì)算應(yīng)摻入水泥的松鋪厚度及水泥的堆放間隔密度。按計(jì)算的用量和間距將水泥堆置在已經(jīng)初平、初壓的粉細(xì)砂表層上,先用推土機(jī)把水泥攤鋪均勻,再用平地機(jī)對(duì)水泥進(jìn)行精確攤鋪。粉細(xì)砂及水泥攤鋪前應(yīng)測(cè)試含水率。3、混合料的拌和采用路拌機(jī)把已攤鋪好的

5、填料拌和1遍,并快速測(cè)定初拌后混合料的含水量。初拌后混合料的含水量如小于實(shí)驗(yàn)室確定的最佳含水量時(shí),應(yīng)用噴管式灑水車將水均勻地噴灑在拌和后的混合料上,若含水量過高,則應(yīng)翻耕晾曬。將含水量合適的混合料,再用路拌機(jī)拌合12 遍,應(yīng)使混合料充分拌和均勻。4、整形及碾壓混合料拌和均勻后,用平地機(jī)初步整平和整形,再用壓路機(jī)快速碾壓12 遍。經(jīng)整形后,當(dāng)混合料接近最佳含水量時(shí),即可用15 t 及以上重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。第1 遍與最后1遍為靜壓,中間為弱振碾壓,不得使用強(qiáng)振,以免破壞下承層,碾壓遍數(shù)不少于5 遍,直至路基的壓實(shí)度滿足規(guī)范要求。在碾壓結(jié)束之前,用平地機(jī)再終平1 次。5.2.2.泥巖改良土路基操作

6、要領(lǐng)1、準(zhǔn)備泥巖改良土施工前應(yīng)對(duì)基底進(jìn)行清理碾壓,基底平整度和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足規(guī)范要求,然后進(jìn)行施工測(cè)量放樣,恢復(fù)中線和水平控制樁。2、原材料的運(yùn)輸及攤鋪原材料采用自卸汽車運(yùn)輸,根據(jù)路基基床底層填筑的寬度及松鋪厚度,計(jì)算各段所需填土的數(shù)量及堆放密度,泥巖土塊應(yīng)打碎,粒徑小于5 cm。嚴(yán)格控制松鋪厚度,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定松鋪厚度為34cm壓實(shí)效果最好。用推土機(jī)初平,平地機(jī)配合人工精平,測(cè)量中樁及邊樁滿足要求的高度。素土攤平后,按配合比、設(shè)計(jì)資料及室內(nèi)試驗(yàn),換算石灰與泥巖體積比,根據(jù)每平米石灰用量,通過人工摻加石灰,均勻撒布在素土上。施工中要嚴(yán)格控制石灰用量,石灰用量過大,則密實(shí)度達(dá)不到要求；石灰用量過小

7、,則強(qiáng)度達(dá)不到要求。3、混合料的拌和攤鋪完畢后采用路拌機(jī)進(jìn)行拌和,拌和遍數(shù)一般為24遍,拌和深度應(yīng)達(dá)到素土層底部,直到混合料色澤一致,無灰團(tuán)、灰條,且水分合適均勻。拌和好后采用EDTA滴定法快速檢測(cè)灰劑量,若石灰劑量不足,則補(bǔ)撒石灰,重新拌和至符合要求。4、整形碾壓石灰和泥巖拌和均勻,含水量符合要求后,先用推土機(jī)進(jìn)行初平,再用平地機(jī)配合人工進(jìn)行精平。石灰劑量檢測(cè)合格,且含水量大于最佳含水量2 % 時(shí)進(jìn)行碾壓,碾壓遵循“先兩側(cè)后中間,先輕后重、先靜壓后振壓、最后靜壓”的原則進(jìn)行碾壓。先用20 t的壓路機(jī)靜壓1遍,再慢振與強(qiáng)振間隔壓26遍,每次碾壓完畢都要進(jìn)行壓實(shí)度、含水量、Evd動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn),直

8、至路基的壓實(shí)度滿足規(guī)范要求,最后進(jìn)行1遍靜壓。5、檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)碾壓完畢后,按設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求對(duì)改良土填筑層進(jìn)行檢測(cè)。環(huán)刀法檢測(cè)填料的壓實(shí)系數(shù),核子密度濕度儀檢測(cè)填料的壓實(shí)系數(shù)和含水量, K30 荷載板車檢測(cè)地基系數(shù),無側(cè)限壓力儀測(cè)試改良土7 天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。已填筑的改良土基床底層應(yīng)保持良好養(yǎng)生,養(yǎng)生采用灑水車,保證改良土表面濕潤。為防止冬季風(fēng)蝕現(xiàn)象,當(dāng)路堤填筑時(shí),或有較長時(shí)間的停工時(shí),必須對(duì)邊坡進(jìn)行臨時(shí)封閉。6.材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料,采用的機(jī)具設(shè)備見表6.表6機(jī)械設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)單位數(shù)量備注1裝載機(jī)廈工50型臺(tái)402振動(dòng)壓路機(jī)LSS220型臺(tái)203推土機(jī)ST220型臺(tái)

9、204強(qiáng)夯機(jī)1001型臺(tái)55載重汽車東風(fēng)EQ3208C臺(tái)2006寶馬路拌機(jī)YWB-230輛37灑水車解放輛208平地機(jī)臺(tái)57.質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)數(shù)量檢測(cè)方法1中線高程20mm每100m等間距檢驗(yàn)3點(diǎn)水準(zhǔn)儀測(cè)量2路肩高程20mm每100m等間距檢驗(yàn)3點(diǎn)(左、右各3個(gè))水準(zhǔn)儀測(cè)量3中線至路肩邊緣距離路塹:+100、0mm路堤:不小于設(shè)計(jì)值每100m等間距檢驗(yàn)3點(diǎn)尺量4寬度不小于設(shè)計(jì)值每100m等間距檢驗(yàn)3點(diǎn)尺量5橫坡0.5%每100m等間距檢驗(yàn)5點(diǎn)坡度尺量/水準(zhǔn)測(cè)量工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)圖7.1-17.2質(zhì)量控制水泥和粉細(xì)砂拌和后即產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng),并開始硬化凝結(jié)。室

10、外施工應(yīng)在水泥的初凝時(shí)間內(nèi)完成碾壓和檢測(cè),否則由于對(duì)已凝結(jié)的土體造成破壞,干密度不但沒有上升,反而下降。 環(huán)刀法檢測(cè)填料的壓實(shí)系數(shù),核子密度濕度儀檢測(cè)填料的壓實(shí)系數(shù)和含水量, K30荷載板車檢測(cè)地基系數(shù),無側(cè)限壓力儀測(cè)試改良土7 天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。施工合格的改良土應(yīng)始終保持濕潤狀態(tài),不能連續(xù)施工的應(yīng)在24 小時(shí)后即覆蓋草袋、麻袋并灑水養(yǎng)生,養(yǎng)生齡期不得少于7天。8.安全措施8.1 路基施工安全措施填筑時(shí),在填土區(qū)邊緣設(shè)置安全標(biāo)志。影響既有道路交通的工程施工時(shí),首先與交通管理部門取得聯(lián)系,制定確保交通安全的施工方案、施工計(jì)劃及保證安全的具體措施,報(bào)交通管理部門審批后施工。路基施工地段發(fā)現(xiàn)地下不明

11、管道、線纜時(shí)及時(shí)與有關(guān)部門聯(lián)系,確認(rèn)做好防護(hù)后再繼續(xù)施工。地下管道、線纜處施工時(shí),在征得有關(guān)部門同意后,備齊備足必要的搶修材料,制定出應(yīng)急方案后再行施工。8.2施工機(jī)械安全措施各種機(jī)械操作人員和車輛取得操作合格證,不準(zhǔn)將機(jī)械設(shè)備交給無本機(jī)操作證的人員操作,對(duì)機(jī)械操作人員要建立檔案,專人管理。根據(jù)機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程,針對(duì)各種設(shè)備的使用要求和使用環(huán)境制定具體的安全操作細(xì)則。操作人員按照機(jī)械說明規(guī)定,嚴(yán)格執(zhí)行工作前的檢查制度和工作中注意觀察、工作后的檢查保養(yǎng)制度。保持機(jī)械操作室整潔,不能存放易燃易爆物品。不酒后操作機(jī)械,機(jī)械不帶病運(yùn)轉(zhuǎn)、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。定期組織機(jī)電設(shè)備、車輛安全大檢查。對(duì)檢查中查出的安

12、全問題按照“四不放過”原則進(jìn)行調(diào)查處理,制定防范措施,防止機(jī)械事故的發(fā)生。8.3保證人身安全措施針對(duì)工程特點(diǎn),定期進(jìn)行安全生產(chǎn)教育,重點(diǎn)對(duì)專職安全員、安全監(jiān)督崗崗員、班組長及從事特種作業(yè)的機(jī)械工、機(jī)動(dòng)車輛駕駛員進(jìn)行培訓(xùn)和考核,學(xué)習(xí)安全生產(chǎn)必備的基本知識(shí)和技能,提高安全意識(shí)。未經(jīng)安全教育的管理人員及施工人員不準(zhǔn)上崗。未進(jìn)行三級(jí)教育的新工人不準(zhǔn)上崗。變換工種或參加采用新工藝、新工法、新設(shè)備及技術(shù)難度較大的工序的工人必須經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn),并經(jīng)考試合格者才準(zhǔn)上崗。特殊工種的安全教育和考核,嚴(yán)格按照特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則執(zhí)行。經(jīng)過培訓(xùn)考核合格,獲取操作證方能持證上崗。對(duì)已取得上崗證者,要進(jìn)行登記存

13、檔規(guī)范管理。對(duì)上崗證要按期復(fù)審,并要設(shè)專人管理。9.環(huán)保措施9.1 由安全環(huán)保部建立環(huán)保監(jiān)督檢查制度,定期與安全生產(chǎn)、文明施工同步檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。在整個(gè)施工過程中做好臨時(shí)排水設(shè)施,防止泥土流失,防止施工中土石沖入河流、水渠和其它建筑物內(nèi)。9.2 防止施工所占用的土地或臨時(shí)使用的土地受到?jīng)_刷,防止開挖的土石材料對(duì)河流、水道、灌溉渠或排水系統(tǒng)產(chǎn)生淤積或堵塞。開挖洞口時(shí),應(yīng)防止雨季到來時(shí)水流對(duì)坡面的沖刷而影響排水系統(tǒng)的功能,減少對(duì)附近水域的污染。盡量不干擾河道、水道、現(xiàn)有灌溉或排水系統(tǒng)的自然流動(dòng),以免發(fā)生沖刷與淤積。9.3施工時(shí)盡量保持原有生態(tài),重點(diǎn)監(jiān)控臨時(shí)工程及設(shè)施、地表清理、隧道洞口的施

14、工,施工不流土、竣工不露土、少挖少填,不亂砍樹木,不擾亂水系9.4控制臨時(shí)用地的數(shù)量,施工便道、各種料場(chǎng)盡量設(shè)置在鐵路用地范圍內(nèi)或利用荒坡、廢棄地解決,避免高填深挖、占用或污染農(nóng)田。9.5控制破壞植被的面積,因臨時(shí)工程破壞了綠色植被,則在工程結(jié)束前予以恢復(fù)。10.效益分析在沙區(qū)缺乏B組填料,采用改良土代替遠(yuǎn)運(yùn)B組填料,減少對(duì)河道亂采亂挖,并有效利用挖方,減少對(duì)環(huán)境的破壞。改良填料所用的粉細(xì)砂及泥巖集中取土后,對(duì)取土場(chǎng)經(jīng)行復(fù)墾,恢復(fù)植被,對(duì)治理沙漠將起到積極的作用。11.應(yīng)用實(shí)例新建鐵路A至B鐵路(簡(jiǎn)稱大何線)路基改良填料11.1工程概況A至B鐵路位于內(nèi)蒙古西南部煤炭富集的鄂爾XX市境內(nèi),橫XX

15、市東北部所轄達(dá)拉特旗、準(zhǔn)格爾旗。工點(diǎn)屬于中溫帶干旱半干旱氣候區(qū),表現(xiàn)為降雨量少,蒸發(fā)量大,空氣干燥。全長101.3公里,現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn):沿線可直接用于填筑路基的填料十分缺乏。大何線地表及淺層多分布粉細(xì)砂和泥巖。由于其組成、結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的特殊性,直接作填料難以滿足鐵路路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求。按照鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范TB10001-2005中對(duì)填料及路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求,考慮投資、既有原材料利用、運(yùn)輸?shù)葪l件的影響因素,中鐵電氣化局聯(lián)合地質(zhì)路基所路基設(shè)計(jì)室,提出對(duì)粉細(xì)砂及泥巖進(jìn)行改良研究。并用于A至B鐵路路基填料。11.2施工情況及監(jiān)測(cè) 20_年7月路基開工以來,為滿足全線101.公里鐵路線的路基填料需求,在沿線可直接用于填筑路基的填料十分缺乏的情況下,采用粉細(xì)砂及泥巖改良土的方法解決路基填料供應(yīng)問題。工程施工期間,在大何線路基總長70.27%的填料缺乏范圍內(nèi)采用粉細(xì)砂及泥巖改良土進(jìn)行填筑作