高速鐵路路基施工準備階段-路基試驗段

目錄CONTENTS1路基施工2特殊地質條件下的路基施工3地基處理4基床以下路堤施工5過渡段施工6路塹施工7基床施工路基施工準備階段高鐵路路基施工與維護01路基開挖天然地層形成路塹用壓實土石填筑形成路塹路基：具有穩(wěn)定性、堅固性與耐久性。靜力作用下：不應發(fā)生過大沉陷車輛動力作用下：不應發(fā)生過大的彈性或塑性變形路基邊坡應能長期穩(wěn)定而不坍塌；同時還要經(jīng)受各種自然因素的破壞。1、路基施工概述路基施工特點路基施工特點1243工程量大地形復雜多變施工質量控制難度大施工條件差路基施工基本方法人工簡易機械綜合機械爆破路基施工順序大中橋小橋涵隧道路基土石方重點或挖方較大組織原則集中力量保證重點工程分期分段施工實現(xiàn)機械化施工實現(xiàn)工廠化施工全體不間斷施工流水作業(yè)施工積極推廣經(jīng)濟數(shù)學方法的運用2、路基施工準備工作組織準備施工調查技術準備施工調查

了解和核對線路的全面情況、重點工程情況和沿線的施工條件等，確定符合實際情況的施工部署和施工方法，決定材料來源和運輸方法，落實各項輔助工程和附屬企業(yè)的設置，規(guī)劃臨時工程技術準備交接樁及線路復測測量放樣交接樁

施工單位按照有關圖表文件，在現(xiàn)場進行交接樁，逐一接收水準基點樁、中線控制樁、站場的基線樁、三角網(wǎng)的主要控制樁、隧道及橋的導線網(wǎng)、重點工程中心樁、直線上的交點樁、副交點樁、緩和曲線和圓曲線的起、終點和中心樁等。清理施工現(xiàn)場測量放樣線路復測

交接樁后，施工單位應進行線路的復測和加釘樁號工作。測量放線

線路中線是線路施工的平面控制系統(tǒng)，也是鐵路路基的主軸線，在施工時必須保持定測時的位置。

在線路施工開始之前，必須進行一次中線復測，把定測時的中線恢復起來；同時還應檢查定測資料的可靠性，這項工作稱為線路復測。

邊樁：修筑路基之前，需要在地面上把標志路基的施工界線樁釘出來，作為線路施工依據(jù)。

測設邊樁的工作，稱為路基邊坡的放樣。具體來說就是要沿線路中線樁兩側用樁標志出路堤邊坡坡腳和路塹邊坡坡頂?shù)奈恢?，作為填土或挖土的邊界。路基工程的填挖方都是根?jù)邊樁起坡的。圖解法在路基橫斷面上，按圖的比例尺量出路基坡腳或坡頂至中線樁的距離，并把它填在邊樁位置表中。里程填挖高(m)邊樁位置(m)備注填挖左右DK7+5401.84.85.5DK7+7502.26.35.6DK7+9002.05.96.7邊樁位置表

根據(jù)上表到現(xiàn)場后，即可用方向架、皮尺直接量出邊樁的位置，釘上木樁。逐步接近法平地上放邊樁當?shù)孛鏌o橫向坡度時，可根據(jù)路基面的寬度、邊坡坡度、填挖高度，計算邊樁距離。式中D1、D2——線路中心至邊樁的距離(m)；

b——路基頂面寬度(m)；

m——邊坡坡度(％)；

H——路堤高度或路塹深度(m)。計算出D值后，用皮尺從線路中心樁，向垂直線路方向量出距離D1、D2，即為邊樁位置。

逐步接近法坡地上放邊樁在有橫向坡度的地面上放邊樁，其D1、D2不等，因而只能采用試算的方法，其計算公式如下：式中h——路塹中樁與上坡側邊樁試算點的高差(m)；

——路塹中樁與下坡側邊樁試算點的高差(m)，其他符號同前。此式用于路堤放邊樁，則下坡側用D1式，上坡側用D2式。逐步接近法

具體做法是：先在斷面圖上量取邊樁距離，或大致估計邊樁位置A點，測得中樁至A點的高差為，水平距離為，用公式計算D1。若D1不等于時，則需要重新移動邊樁位置，每移動一次A點，就有一個新、，同時算出一個D1，直至D1=。一般試算一兩次即可定出邊樁位置。

定好各邊樁后即在各樁間根據(jù)地形變化標出施工界線（撒石灰或犁出溝槽）作為填挖方起坡的依據(jù)。為避免施工中毀壞、丟失，應在邊樁外數(shù)米處(橫斷面方向線上)加釘斷面控制樁，并注明距邊樁的距離。清理施工現(xiàn)場改移線路拆遷建筑物征租土地砍伐樹木路基試驗段高速鐵路、一級鐵路、特殊地區(qū)鐵路以及采用新技術、新工藝、新機具、新材料的路基，在正式施工前，應采用不同的施工方案和施工方法，選擇在地質條件、斷面型式均具有代表性的地段鋪筑試驗段，試驗段長度不宜小于100m，進行相關的試驗分析，從中選出最佳施工方案和施工方法以指導大面積路基施工。通過試驗段施工可確定不同壓實機械壓實各種填料的最佳含水率、適宜的分層厚度、相應的碾壓遍數(shù)、最佳機械配置和施工組織方法等。土石方調配高鐵路路基施工與維護023、土石方調配土石方調配：就是要解決從路塹里挖出來的土應該運到哪里去，路堤上需要的土應該從哪里運來的問題。路基橫斷面面積的計算計算路基土石方數(shù)量必須先求出路基橫斷面的面積。對于地面比較平坦規(guī)則的斷面，可將其分成矩形、梯形、三角形分別計算。對于不規(guī)則地面的斷面，通常采用條分法，可以較快地求出面積。

條分法計算圖

由圖可知由于縱距的間隔為1m，即中間各梯形的高均為1m。則路基橫斷面的面積為：可見，路基橫斷面的面積等于相隔1m的縱距之和。利用兩腳規(guī)量算路基橫斷面面積時，一般每個斷面應量兩次，取其平均值，并且兩次數(shù)值的差不得超過斷面面積的2％，否則應重新量算。土石方工程量計算計算線路土石方工程量的方法通常有兩種；平均斷面法和平均距離法。平均斷面法按照線路測量樁號分段計算。每段土石方的體積等于該段前后兩個斷面面積的平均數(shù)乘上該段的長度。土石方體積為：土石方體積為：平均距離法

由于施工現(xiàn)場的地形千變萬化，因此在實際工作中常常采用平均距離法計算土石方工程量。土石方調配原則從路塹挖出的土壤，一般應盡量利用來填筑路堤，這叫移挖作填。這是路基工程的一個重要特點，在經(jīng)濟比較的前提下，爭取最大限度的移挖作填，就能最大限度地降低施工工程量。土石方調配就是解決這一問題的工作。兩個術語：斷面方、施工方斷面方：設計單位根據(jù)測量結果（一般按橫斷面圖）算出來的填挖方數(shù)量。

施工方：施工時所做的填挖方數(shù)量。例如：某段線路的路塹挖方是56000m3，路堤填方是30000m3，工程量是86000m3斷面方。

采用橫向運土：有86000m3斷面方就得做86000m3施工方，即路塹里的56000m3是挖出來棄掉的，而路堤上需要的30000m3則另外從取土坑運來。

采用移挖作填：作1m3施工方就可以完成2m3斷面方。所以，如果采用縱向運土移挖作填可以利用27000m3，其余3000m3填方取土填筑，那么施工方有：29000(棄土)+27000(利用)+3000(取土)=59000m3。

由此可以得出，路基土石方的施工工程數(shù)量并不決定于路基建筑幾何體積的計算，而是決定于路基土石方調配方案。因此在正式開工前做好最優(yōu)的土石方調配工作，可以大大減少工程造價。土石方調配的規(guī)劃時，應考慮以下原則：

1．節(jié)約用地，盡量利用荒地、劣地、空地作為取土、棄土的場地，少占耕地，并結合施工改地造田。

2．好土應盡量用在回填質量要求較高的地段。

3．挖方量與運距之積盡可能為最小，即總土方運輸量或運輸費用為最小。4．充分利用移挖作填，減少廢方和借方，使挖方和填方基本達到平衡。

如果挖方少于填方時，可以先橫向取土填筑路堤底部，再縱向利用路塹的挖土填筑路堤的上部。如果路堤兩側取土有困難時，可采用放緩路塹邊坡或擴大斷面的方法取土。當挖方數(shù)量大于填方數(shù)量時，可先橫向將多余土方丟棄，再縱向運輸?shù)铰返烫幪钪?．在規(guī)劃土源時應考慮附近其他余土的利用問題。

6．在調配土方平衡土源時，還應考慮以下因素：

(1)土、石方經(jīng)過挖、運、填筑及壓實后，其體積變化。

(2)路堤基底的沉陷量(約為路堤填土高度的1％～4％)。

(3)土石的挖、裝、運、卸過程中的損耗。

(4)用機械填筑路堤時，為了保證路基邊沿部分的填土壓實，施工時須將路堤每側填寬約0.3m。一般來說，可按填土的斷面方數(shù)增加15％來規(guī)劃取土土源，但計算所完成的工程量時，只能按設計的斷面方數(shù)計算。7．土石方調配與施工方法密切相關。要做好土石方調配工作，不能單靠設計文件和圖紙，必須進行現(xiàn)場調查,才能使調配的方案具有實際的意義。土石方調配方法區(qū)間的路基是線形土石方建筑物，大型站場的路基是廣場型土石方建筑物，在對兩者進行土石方調配時，所采用的調配方法是不同的。通常對區(qū)間的路基土石方調配采用線法調配，而對大型站場的路基土石方調配采用面法調配。線法調配主要是借助于線路縱斷面圖和土積圖來實現(xiàn)。土積圖是在線路縱斷面圖下方，按照各樁號處的累計土石方數(shù)量(挖方為正、填方為負)所繪制的該段線路的土石方量累計曲線。通過線路縱斷面圖和土積圖，可以確定區(qū)間路基土石方調配的最大經(jīng)濟運距，從而得出最合理的移挖作填方案。采用線法調配通常有兩個運土方向：縱向運土和橫向運土。

縱向運土（移挖作填）是指從路塹運土到兩端的路堤。

橫向運土是指從路塹運土到棄土堆或從取土坑運土到路堤。當從路塹挖一方土縱向運到路堤的費用，比起將路塹挖一方土橫向運到棄土堆，再從取土坑挖一方土橫向運土到路堤的總費用更低時，縱向運土是較為經(jīng)濟的。但隨著縱向運土的距離增大，單價也隨之增大。當縱向運土增加到一定的距離，使得從路塹挖運一方土到路堤的費用，比將土運到棄土堆，再從取土坑挖一方土運到路堤的總費用大時，則縱向運土應改為橫向運土。

縱向運土與橫向運土平衡的這一運距叫做最大經(jīng)濟運距，由下式算出：

式中a——挖裝1m3土石方的費用，其值隨施工方法和土的等級而不同；

b——1m3土石方運送1m距離的費用，其值隨運輸方法而不同；

d——1m3棄土和1m3取土所占用土地的地畝費用；

Lc——1m3土石方從路塹運送到棄土地點的運送距離；

Lf——1m3土石方從取土坑運送到路堤的運送距離。

路基土石方的線法調配，是在較熟練地掌握調配原理和符合經(jīng)濟條件的前提下，在每百米的土石方數(shù)量圖上進行的。現(xiàn)以實例說明。

首先計算最大經(jīng)濟運距，本段線路處于荒野，取棄土不占農(nóng)田，無青苗可損，從有關單價表中查得挖土單價0.20元／m3，運1m3土0.05元／m3，Lc=196m，Lf=200m。根據(jù)公式(1－7)計算得：

在調配時，可由填挖交界處向兩邊進行土石方累計，每累計一次則計算一次縱向平均運距，同時觀察其是否接近經(jīng)濟運距，經(jīng)過幾次試算后，至接近最大經(jīng)濟運距時即將兩邊累計的土石方數(shù)量(即挖與填的數(shù)量)調整到相等，并定出兩端的樁號，這兩個樁號之間的距離即為縱向調配范圍。在此范圍以外，則采取橫向取、棄土。

首先計算DK120+500～DK120+800處挖方8400m3可以縱向調至：

8400-4400-3500=500m3調至樁號：DK120+300-(500÷1600)×100=DK120+268.75

計算平均運距：L=l1+l2=(3000×50+4000×150+1400×250)÷8400+[4400×50+3500×150+500×(200+31.25÷2)]÷8400=232.48m<LE=400m

經(jīng)過幾次試算后，即可使平均運距接近最大經(jīng)濟運距，并定出兩端的樁號，得到縱向調配范圍。

調配結果：將DK120+500～DK120+972處挖方12620m3縱向調至DK120+122～DK120+500處作填方。Lcp={[3120×339+1600×250+3500×150+4400×50]+[2520×436+1700×350+1400×250+4000×150+3000×50]}/12620=395.9m＜400m

同理，將DK120+996～DK121+400處挖方10540m3縱向調至DK121+400～DK121+786處作填方。Lcp={[140×402+1700×350+4100×250+1600×150+3000×50]+[3440×343+1500×250+3100×150+2500×50]}/10540=399.5m＜400m

根據(jù)上述結果，剩余部分DK120+972～120+996處挖方840m3應作橫向棄土，DK120+000～DK120+122處所需填方3080m3和DK121+786～DK122＋000處所需填方5660m3可采取橫向取土或從其他挖方段采用縱向運土填筑。面法調配

站場（區(qū)段站、編組站或較大站坪等）土石方調配方法與區(qū)間路基采用的線法調配方法不同。

站場施工有以下特點：①施工范圍廣且施工場地寬；②工程量大而集中，山區(qū)鐵路尤為顯著；③站內建筑物多且施工順序先后不一，有時還要考慮分期施工并需滿足擴建要求；④取土、棄土受城市建設的限制。因此，站場土石方調配一般采用面法調配進行。面法調配主要用于大型站場和重點高填深挖的大面積土石方調配。其運土方向無一定的規(guī)律性，只要能做到在站場范圍內將土石方合理分配即可。1．面法調配的調配程序

(1)在站場地形平面圖上畫出方格，方格的大小應根據(jù)地形條件和要求的精度確定，一般每邊長10～100m，并將方格編上號。

(2)根據(jù)設計標高和地形斷面(地面實測標高)確定填挖零線。

(3)計算每一方格填挖數(shù)量，編制“廣場土石方數(shù)量計算表”。

(4)進行土石方調配，選擇施工方法，確定運土線路，并編制“廣場土石方調配表”。在進行各方調配時，必須遵守運距最短和運輸互不干擾的原則。2．廣場土石方的計算廣場土石方可采用四方棱柱體公式計算每個方格內的土石方填挖數(shù)量。

(1)當一個方格中全是挖方或填方時，如圖1－9(a)中第2方格(全挖)和第12方格(全填)，其土石方數(shù)量是該方格的面積與其平均填挖高的乘積。即

(m3)(a)角點全挖或全填式中：a——方格的邊長；H1、H2