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技术方案列表

TECHNICAL SOLUTION LIST

铁路路基基床施工技术详解

一)基床结构形式基床由基床底层和基床表层组成,它是铁路路基的关键部位,要具有较大的刚度和强度
详细介绍

一)基床结构形式

基床由基床底层和基床表层组成,它是铁路路基的关键部位,要具有较大的刚度和强度,以承受列车产生的长期重复作用的动荷载。表层厚度应为0.7米,底层厚2.3米,总厚度3.0米。

1.强度和刚度。基床必须能够承受列车荷载的反复作用,不产生过多的残余变形,更不许产生剪切破坏,并且能够防止道碴沉陷等病害形成,同时与道床的刚度匹配,能满足列车高速行驶的安全性和舒适性的要求。材料的强度包括两个方面:一方面是石料颗粒本身的硬度或强度,可用集料压碎值或集料磨耗值来表示,另一方面是材料整体(混合料)的强度和刚度,如回弹模量、承载比、抗压强度、抗剪切强度、抗弯强度和间接抗拉强度等。

2.有足够的水稳性和冰冻稳定性。选择渗水性好的填料,能够有效防止雨水浸入造成的路基软化和翻浆冒泥等病害。尤其是寒冷地区,由于冬季路基中发生水分重分布形成聚冰带,到春季融化时该聚冰带化解,草种土层变得过分潮湿,使路基的强度急剧下降。

3.各层填料之间有良好的结合性,可以防止由于列车荷载引起的拉应力和拉应变,而使层间发生滑动或推移。

4.有足够的平整度。基床表层的平整度虽对轨道顶层影响不大,但对基床排水,具有重要意义。

(二)填料规格及压实标准

1、高速铁路基床底层:

基床底层采用A、B组填料或改良土,其压实标准应符合表1要求。基床底层填筑前,应对下承层按质量标准进行验收,合格后方可进行基床底层施工。其它要求按基床以下路堤施工一般要求执行。

表1基床底层填料及压实标准

注:1、压实系数K为重型击实标准(以下同);

2、改良土压实标准:当采用物理方法改良时,应符合本表规定;当采用化学方法改良时除符合本表规定外,还应满足设计提出的技术要求。

2、高速铁路基床表层:

采用级配砂砾石或级配碎石。其材料规格及压实标准应符合下列要求:

(1)级配砂砾石

①颗粒的粒径及级配应符合表2的要求。

表2砂砾石级配范围

②级配曲线应接近圆滑,某种尺寸的颗粒不应过多或过少。

③颗粒中细长及扁平颗粒含量不应超过20%。

④与上部道床碎石及与下部填土之间的颗粒级配应满足D15<4d85的要求。

⑤当级配砂砾石与填土之间不能满足第④项要求时,基床表层应采用颗粒级配不同的双层结构或在基床底层表面铺设无纺土工织物。

⑥当路堤填料为水泥稳定土或石灰稳定土时,可不受第④项限制。

⑦粒径小于O.5mm细集料的液限不大于28%,其塑性指数不大于6。

⑧粘土团及有机物含量不应超过2%。

(2)级配碎石

①材料粒径级配及品质应符合《铁路碎石道床底碴》(TB/T2897)的有关规定。

②与上部道床道碴及与下部填土之间的颗粒级配应满足D15<4d85的要求。

③当级配碎石与填土之间不能满足第②项要求时,基底表层可采用颗粒级配不同的双层结构,在基床底层表面铺设无纺土工织物。

④当路堤填料为水泥稳定土或石灰稳定土时,可不受第②项的限制。

 

(三)施工工艺和质量检测

1、路基基床底层:

路基基床底层填筑压实工艺原则按照基床以下路堤填筑压实工艺流程组织进行,所不同之处为:

(1)在施工准备阶段,应做好对基床底层下承层的质量检查与验收。

(2)基床底层压实的质量标准见表1-2-2-16检验试验方法和频度同路堤本体的检测,其中细粒土的检测同表1-2-2-13的要求,粗粒土、碎石土的检测同1-2-2-14的要求。

2、路基基床表层:

路基基床表层分二层填筑,下层填筑一般宜为35cm,上层为25cm。每层施工工艺流程分四区段、八流程。如图1所示。

 

图1基床表层填筑施工工艺流程

(1)基床表层四区段为:

①验收基床底层区段:测量中线水平,检查几何尺寸,核对压实标准,使其达到基床底层验收标准。对不符合标准的基床底层进行修整,使其达到基床底层标准要求。

②拌和运输区段:

1)基床表层搅拌采用厂拌,原材料必须进行材质及级配试验,材质及级配均要符合设计及规范要求。

2)正式拌和前,必须先调试所用厂拌设备,使混和料的颗粒组成及含水量符合规定要求。

3)拌和好的混和料要尽快运到铺筑现场,并进行碾压。用平地机摊铺混和料的,根据运输车的运输能力,计算每车混和料摊铺面积,等距离堆放成堆:用摊铺机摊铺的,则与摊铺机能力相互协调,减少停机待料情况。

③摊铺碾压区段:

1)基床表层摊铺第一层,采用平地机进行摊铺。用平地机将混和料按松铺厚度摊铺均匀,对不均匀处及坑洼处人工进行调整。

2)基床表层摊铺第二层,采用摊铺机进行摊铺。摊铺方法由试验段确定。

3)碾压采用振动压路机,先静压,碾压要遵循先轻后重、先慢后快的原则。直线段由两侧路肩向路中心碾压,即先边后中;曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时沿纵向重叠O.4m,横缝衔接处应搭接,搭接长度不少于2m。

④检测试验区段

1)路基基床表层检测:基床表层压实质量标准见表3和表4。检测方法和频度见表5。基床压实若达不到要求,要分析原因,重新补压,直到满足要求。

表5基床表层检测方法、频度

3、施工注意事项:

(1)基床底层选择A、B组填料时,要严格控制填料含水量,整平碾压前从不同部位选取样品进行含水量测试,力求含水量在含水量范围内。含水量稍高时选择在温度较高日照较强时进行碾压时间,含水量稍低时选择在夜间碾压,利用环境湿度增强碾压面光结度。

(2)级配碎石中的细粒料,要严格控制其含泥、含水量。雨季要加以覆盖,防止浸水,拌和时加水要均匀,以免造成局部翻浆。

(3)级配碎石的摊铺、找平、碾压三道工序区段不宜拉得过长,三道工序应控制在100M范围内为宜。

(4)为使下承层不受破坏,同时保证

(四)基床底层改良土填筑

1、一般规定

(1)在改良土正式填筑前,应按设计文件所提供的配比进行重型击实试验,以确定最大干密度和含水量,并按含水量和最大干密度的95%制件 (直径10cm,高lOcm),在保湿条件下养生7天,进行无侧限抗压强度试验,其结果应满足设计要求,如不满足,应调整配比重新试验。

(2)石灰应选用钙质生石灰,其指标不应低于Ⅲ级生石灰标准,使用前应过筛;粉煤灰中SiO2:、A1203和Fe203的总含量应大于70%,烧失量不应超过20%,使用时应过筛并清除有害杂物;固化剂初凝时间大于4小时,终凝时间小于12小时;土块要粉碎,土料中应无杂草根须等物,当掺人固化剂时,土中的硫酸盐含量应小于0.25%;当掺人石灰时,土中硫酸盐含量应小于O.8%;用石灰改良土时,土中有机质含量应小于10%。

(3)材料堆放材料的场地,一定要进行整平、碾压,材料应堆放在枕木垛上,应分开堆放,上面覆盖防雨布,以防材料受潮变质。

(4)保持良好的养生。改良土施工完毕后立即铺筑基床表层时,可不考虑养生,否则应进行人工养生,其方法可选择:

①洒水养生。

②覆盖塑料簿膜,周边用土压紧。

③覆盖草袋并洒水养生,养生至填筑基床表层为止,如龄期超过28天后可不再进行养生。

④覆盖一层低塑性粘土保护层,厚20~25cm,直至铺设基床表层时清除,并应将表层土打扫干净,不留痕迹。

(5)避免人为停工,如确需停工,必须做好养生,防止水分流失。雨天必须停止作业,并作好场地的临时排水和防雨措施。

(6)施工用水应经化验,水质应符合工程用水标准。

2、改良土施工方法

(1)采用改良土作填料,应充分与远运合格填料作技术经济比较。土质改良原则上采用化学改良法。改良土外掺料的种类、标号、品质应符合设计要求。

(2)施工前应根据设计配方现场取样做室内试验,确定改良土的最大干密度和含水量,并按设计要求做强度试验,未满足要求时应调整配方。

(3)路基全面开工前,选择一定长度的试验区段进行试验,以选定软土处理施工、改良土配合比及路拌施工、级配料配合比施工等与路基填筑、压实、检测有关的工艺参数。确定新的快速试验检测方法与已规定的基本试验检测方法之间的相关关系等。

(4)施工时应严格按照室内试验的配方配料,宜采用集中拌和法、路拌法或者土壤稳定处理机拌和,要求拌和至色泽均匀。

(5)改良土的压实密度应满足设计要求。压实含水量应严格控制在最优含水量的+2%~-1%范围内。施工的两段接头处应符合本细则第4.1.8条规定。

(6)石灰改良土施工应符合下列规定:

①石灰的技术标准和掺入量应符合设计要求。土料中硫酸盐含量应小于0.8%,有机质含量应小于10%。土块粒径应耙碎并达到设计要求。

②石灰撒入土中后,不宜洒水进行初拌,拌匀后闷料8~12小时,再进行洒水复拌,拌匀后按工艺流程进行整平、压实。

③压实后各项性能指标的检测按设计要求进行。

(7)水泥改良土施工应符合下列规定:

①水泥的种类、标号和掺入量应符合设计要求。土料中硫酸盐含量应小于0.25%,有机质含量应小于2%。土块应击碎至粒径不大于15mm。

②水泥撒入土中后应立即进行干拌,拌匀后再边洒水边拌和,拌匀后立即按施工工艺流程进行整平、压实,从拌和开始至压实完成,不应超过5小时。压实时应采取措施减小震动,避免扰动下层。

③压实后各项性能指标的检测应按设计要求进行,并按规定进行养护。

(8)雨季施工

①雨季施工地段,应提前施工排水系统,做好防水、防洪和排水设施。

②严禁在雨季中雨天进行非渗水土和改良土填料的填筑施工。也不宜安排其他路基施工,尤其是膨胀土(岩)地段。

③雨季施工,不宜全面铺开,应组织足够人力和施工机械,合理组织几个工点或若干个工作面轮流作业,紧凑衔接,集中力量快速施工。

④雨季施工,填料含水量应严格控制在限值之中。当含水量过大时,不宜过早碾压,应进行晾晒或排水处理。雨后填筑面应经晾干处理后才能进行下一步填筑工序。

⑤施工的每一压实面均应做成2~3%的横向排水坡,边坡应随时保持平整,不留凹坑。收工前必须将铺填的松土压实完毕,防止收工后下雨让雨水浸入松土面使填料含水量增加超过限值。

⑥正式施工前,应先进行试验性施工,以确定有关参数。

⑦作为改良土的下承层的基床下部路堤,其压实标准应符合设计规定要求。

3、改良土路拌法施工

(1)路拌法施工机械配置

路拌法施工机械主要有:反铲挖掘机,自卸汽车(5t以上),推土机,路拌机,平地机,重型振动压路机(12t以上),翻斗车(1t),洒水车,发电机等,不得使用农用拌和机械。

(2)路拌法施工工艺流程图2:

(3)石灰粉煤灰改良土的下承层应平整、坚实,具有规定的路拱,没有任何松散的材料和软弱地点,其平整度和压实度应符合规定。

(4)路拌法施工放样

①在路堤下部顶面上恢复中线,直线段每15~2Om设一桩,曲线段每lO~15m设一桩,并在两侧路肩边缘外设指示标。

②进行水平测量,在两侧指示标上用明显标记标出石灰粉煤灰土每层边缘的设计标高。

(5)路拌法备料

①粉煤灰露天堆放时,必须使粉煤灰含有足够的水分(含水量15%~20%),以防飞扬。特别在干燥和多风季节,更应使料堆表面保持湿润,或者覆盖。如在堆放过程中,部分粉煤灰凝结成块,使用时应将灰块打碎;粉煤灰露天堆放时,应避免雨淋。

②采集土前,应先将树木草皮和杂土清除干净。

③土中的超尺寸颗粒应予筛除。

④应在规定的深度范围内取土,不应混杂不合格的土,并符合配比试验所用土源。当土源点发生变化时,应按要求重新做配比试验。

⑤对于粘性土,可视土质和机械性能确定土是否需要过筛。

⑥石灰宜在工地两侧宽敞而临近水源且地势较高的场地集中堆放。预计堆放时间较长时,应用塑料布、土或其它材料覆盖封存。石灰堆放在集中拌和场地时,宜搭防雨棚保护。

⑦石灰应在使用前7—10天充分消解。每吨石灰消解需用水量一般为500~800kg。消解后的石灰应保持一定的湿度,以免过干飞扬,但也不能过湿成团。

⑧消石灰宜过孔径lOmm的筛,并尽快使用。

⑨计算材料用量根据石灰粉煤灰土层的宽度、厚度及预定的干密度,计算各段需要的干混合料重量;根据混合料的配合比、材料的含水量以及所用运料车的吨位,计算各种材料每车料的堆放位置。

(6)路拌法运输和摊铺

①在预定堆料的下承层上,在堆料前应先洒水,使其表面湿润。

②材料装车时,应控制每车料的数量基本相等。

③先将土运到路上,然后将粉煤灰运到路上,最后运送石灰。在同一料场供料的路段内,由远到近将料按计算的距离卸置于下承层表面中间或上侧。卸料距离应严格掌握,避免料不够或过多。

④料堆每隔一定距离应留一缺口。材料在下承层上的堆料时间不应过长。

⑤应事先通过试验确定各种材料及混合料的松铺系数和虚铺厚度,一般虚铺厚度不超过25cm。

⑥采用机械路拌时,应采用层铺法,即将先运到路上的材料摊铺均匀后,再往路上运送第二种材料,将第二种材料摊铺均匀后,再往路上运送第三种材料:将料均匀地摊铺在预定的范围上,表面应力求平整,并具有规定的路拱。料粒应较湿润,必要时先洒少量水。第一种材料摊铺均匀后,宜先用两轮压路机碾压l~2 遍,然后再运送并摊铺第二种材料;在第二种材料层上,也应先用两轮压路机碾压1~2遍,然后再运送并摊铺第三种材料。

(7)路拌法拌和及洒水

①应先采用专用改良土拌和机干拌一遍。

②用喷管式洒水车将水均匀地喷洒在于拌后的混合料上,洒水距离应长些,水车起洒处和另一端“调头”处都应超出拌和段2m以上。洒水车不应在正在进行拌和的以及当天计划拌和的路段上“调头”和停留,应防止局部水量过大。

③拌和机械应紧跟在洒水车后面进行拌和,尤其在纵坡大的路段上应配合紧密。

④再用改良土拌和机拌和两遍以上。拌和深度应直到稳定层底。应设专人跟随拌和机,随时检查拌和深度并配合拌和机操作员调整拌和深度。除直接铺在土基上的一层外,严禁在拌和层底部留有“素土”夹层。应略破坏(约lcm左右,不应过多)下承层的表面,加强上下层粘结。直接铺在土基上的拌和层也应避免“素土”夹层。

⑤在洒水拌和过程中,应及时检查混合料的含水量,水分宜略大于含水量(大l%左右)。

⑥拌和过程中,要及时检查拌和深度,要使石灰粉煤灰层全深都拌和均匀。拌和完成的标志是:混合料色泽一致,没有灰条、灰团和花面,且水分合适均匀。

(8)路拌法整形

①混合料拌和均匀后,用拖拉机、平地机或轮胎压路机快速碾压l~2遍,以暴露潜在的不平整。

②平地机初步整平和整形。在直线段,平地机由两侧向路中心进行刮平;在曲线段,平地机由内侧向外侧进行刮平。必要时再返回刮一遍。

③再用1所述机械碾压一遍。整形过程中,及时消除坑洼现象。

④对于局部低洼处,应用齿耙将其表面5cm以上耙松,并用新拌的混合料进行补垫平整。

⑤再用平地机整形一次。

⑥每次整形都要按照规定的坡度和路拱进行,并特别要注意接缝处的整平,以保证接缝顺适平整。

⑦在整形过程中,必须禁止任何车辆通行。

⑧初步整形后,检查混合料的松铺系数。必要时应进行补料或减料。

(9)路拌法碾压

①整型后,当混合料处于含水量±1%时,即可进行碾压。如表面水分不足,应适当洒水,但禁止洒大水碾压。

②用12t以上三轮压路机、重型轮胎压路机或振动压路机在路基全宽内碾压。线段由两侧路肩向路中心碾压;曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时,后应重叠1/3~1/2轮宽;后轮必须超过两段的接缝,后轮压完路面全宽时,即为一遍。压一直进行到达到要求的密实度为止,第一遍与最后一遍为静压,中间为振动压,应表面无明显的轮迹。压路机的碾压速度头两遍以采用1.5~1.7km/h为宜,以后用2.0~2.5Km/h。

③路面的两侧应多压2~3遍。

④严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车,以保证改良土层表面不受破坏。

⑤碾压过程中,石灰粉煤灰土的表面应始终保持湿润,如表面水蒸发得过快,应及时补洒少量的水。

⑥碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌和,或用其它方法处理,使其达到质量要求。

⑦在碾压结束之前,用平地机再终平一次,使其纵向顺适,符合设计要求。

(10)路拌法接缝和“调头”处的处理

①应全断面均匀铺设混合料,不允许出现纵向接缝。

②两工作段的横向搭接,应采用如下方法:

前一工作段拌和整平后,应仅比予留的下一段高出一层填筑层厚度。

从前一段的末端向后留2~3m长的坡段。

下一段施工时,将前一工作段的2m长范围与前一段予留的坡段的混合料翻松或挖除,继续向前进行施工。

4、改良土场拌法施工

(1)原材料及配合比的确定:根据工地试验检测结果,优选出施工配合比。

(2)场拌法改良备料同场拌法。

(3)膨胀土破碎宜采用液压破碎设备,土的粒径不超过15mm。

(4)拌和采用稳定土拌和设备,按设计配合比进行拌和。

(5)改良土拌合场或级配碎石拌合站的设置:改良土拌合场设置地点应尽量靠近填筑施工现场,设于远离村落,交通便利的地方。土源点离施工现场较近时可以将拌合场设置于取土场或附近;级配碎石拌合站应尽量利用改良土拌合站的既有设施,必要时可独立设置。原则上改良土或级配碎石拌合场的供应半径应控制在 15至20公里范围之内,施工区段的划分长度一般不宜超过30~40公里。

(6)厂拌法施工工艺流程图3:

4、改良土施工控制与质量检测

(1)必须建立、健全工地试验、质量检查及工序间的交接验收等项制度。试验、检验应做到原始记录齐全,数据真实可靠。

(2)工地试验室应能进行所用材料的各项试验,还应能进行现场压实度和平整度的检查,应配备K30、无侧限抗压强度试验的器具。

(3)各个工序完结后,均应进行检查验收。经检验合格后,方可进行下一个工序。凡经检验不合格的段落,必须进行返工处理,使其达到设计要求。

(4)对用作基床底层的原材料,应进行表7所列的试验项目。

表7基床底层原材料的试验项目

 

(5)对初步确定使用的基床底层混合料,应进行重型击实试验,以求得含水量和最大干密度,还应进行7天无侧限抗压强度的试验,试验得到的无侧限抗压强度必须符合设计要求。

(6)施工过程中的质量检验包括外形的检验,见表8以及质量控制和检查,见表8。

表8基床底层外形尺寸检验标准与频次

 

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