石濟(jì)高鐵路基褥墊層填筑工藝

劉亞平

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司，天津 300550）

［摘要］通過對(duì)石濟(jì)高鐵路基褥墊層工藝性試驗(yàn)，積累不同地質(zhì)條件下的褥墊層施工順序、參數(shù)和機(jī)械組合等數(shù)據(jù)，為后續(xù)褥墊層大面積快速施工奠定了基礎(chǔ)，可為類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

［關(guān)鍵詞］高鐵；路基；褥墊層填筑；工藝

1 工藝性試驗(yàn)方案

石濟(jì)高鐵西起石家莊北站和石家莊東站（部分列車石家莊東發(fā)出），中間主要經(jīng)過衡水北站、德州東站兩大站，東至濟(jì)南新東站。

根據(jù)業(yè)主組織的“路基褥墊層施工技術(shù)專題會(huì)議”的精神和“關(guān)于開展路基褥墊層填筑工藝性試驗(yàn)的通知”，選定石濟(jì)高鐵某段路基作為管樁褥墊層填筑試驗(yàn)段。

1.1 工藝性試驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）通過室內(nèi)試驗(yàn)確定填料的種類及料源是否滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）通過工藝性試驗(yàn)對(duì)比確定碾壓設(shè)備的選型與配套，提出適合于碎石褥墊層碾壓的壓路機(jī)類型、噸位及碾壓設(shè)備的配置數(shù)量；填料的合理級(jí)配、合理的施工區(qū)段長(zhǎng)度、合理的機(jī)械、人員配置方案。

（3）通過對(duì)碎石褥墊層填料工藝參數(shù)及工藝試驗(yàn)的研究，確定滿足路基填層壓實(shí)要求的最佳壓實(shí)厚度、松鋪系數(shù)、碾壓遍數(shù)、碾壓速度、碾壓組合方式、碾壓最佳含水率等工藝參數(shù)。

（4）檢驗(yàn)檢測(cè)過程及檢測(cè)手段的合理性。

1.2 試驗(yàn)方案及控制參數(shù)

（1）褥墊層的結(jié)構(gòu)組成：按20cm碎石（簡(jiǎn)稱第一層）＋第一層土工格柵＋5cm砂＋15cm碎石（簡(jiǎn)稱第二層）＋第二層土工格柵＋5cm砂＋15cm碎石（簡(jiǎn)稱第三層）進(jìn)行試驗(yàn)。

（2）褥墊層的材料組成：采用最大粒徑不大于31.5mm的碎石摻石粉，可借鑒工程試驗(yàn)段CFG樁褥墊層，5mm以下細(xì)料宜控制在40%以內(nèi)，0.075mm以下石粉宜為2%～5%；拌合方式宜采用場(chǎng)拌，保證填料的均勻性。

（3）碾壓方式：第一層采用靜壓4遍方式，第二層采用靜壓2遍、弱振一遍、再靜壓兩遍的組合方式，第三層采用靜壓兩遍、弱振兩遍、再靜壓1遍的組合方式。在實(shí)施過程中根據(jù)檢測(cè)指標(biāo)再研究進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（4）檢測(cè)方法和控制指標(biāo)：每層均進(jìn)行n、k、K30、Evd、Ev2值檢測(cè)，n、k、Evd作為控制指標(biāo)，要求孔隙率n≤28%，壓實(shí)度k≥0.92，Evd≥40MPa，K30和Ev2作為積累數(shù)據(jù)供參考。

1.3 采用的施工設(shè)備

包括推土機(jī)、平地機(jī)、裝載機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、小型光輪壓路機(jī)、灑水車、EVD檢測(cè)儀、EV2檢測(cè)儀和K30檢測(cè)儀等。

2 工藝性試驗(yàn)實(shí)施

2.1 原材料選擇及室內(nèi)試驗(yàn)

褥墊層采用5～31.5mm的碎石摻加5mm以下石粉組成填料，填料級(jí)配的組成不一定按級(jí)配碎石標(biāo)準(zhǔn)要求，但5mm以下細(xì)料宜控制在40%以內(nèi)，0.075mm以下石粉宜為2%～5%，即可使的n、k值宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，又保證褥墊層較好的剛度。

參照過渡段級(jí)配碎石標(biāo)準(zhǔn)要求，烏龍泉料場(chǎng)將事先生產(chǎn)出來的碎石分為5mm以下、5～16mm、16～31.5mm3種料混合，用裝載機(jī)鏟料，挖機(jī)拌和。每批料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，先做篩分試驗(yàn)，對(duì)粒徑差距較大的混合料相應(yīng)摻一定數(shù)量石料或石粉，現(xiàn)場(chǎng)用挖機(jī)二次拌和，然后作為填料使用。

2.2 主要施工工藝和方法

2.2.1 樁間土整平夯實(shí)

管樁樁帽之間松散土層約10cm厚，通過人工整平，高出樁帽土找補(bǔ)低洼，塊狀土解開，顆粒粒徑小于5cm。整平后用手扶式光輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓，碾壓土層含水量控制在13%，上下限為+2%，壓實(shí)后土層壓實(shí)度應(yīng)大于0.90，地表面平齊樁帽混凝土面。

2.2.2 第一層碎石墊層施工

2014年4月15日DK1224+690～+750第一層褥墊層開始上料施工。

（1）釘樁放線。在路基兩側(cè)每25m釘出邊樁，邊樁超出路基寬度50cm即為填料寬度，并且兩側(cè)掛線，控制攤鋪厚度和標(biāo)高。

（2）控制松鋪厚度。按照自卸汽車的方量和松鋪厚度23cm計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)卸車數(shù)量，以控制松鋪厚度。

（3）進(jìn)料攤鋪。按配合比要求，將碎石、石粉和水在烏龍泉碎石場(chǎng)集中進(jìn)行攪拌，用自卸車將填料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)卸料，然后用挖掘機(jī)再次拌和混合料；

每段路基填料按照計(jì)算數(shù)量通知進(jìn)料，來料集中堆放，檢測(cè)合格后用裝載機(jī)鏟料轉(zhuǎn)運(yùn)，順線路中間平鋪一條主路，作為運(yùn)料通道，鋪填厚度大于20cm，裝載機(jī)在已經(jīng)鋪料的主路上行駛卸料，逐步向前推進(jìn)。材料倒運(yùn)完后可以上推土機(jī)初平，注意保護(hù)樁帽不得破壞，然后用平地機(jī)精平，人工配合補(bǔ)料。為了保證填料厚度的均勻性和施工作業(yè)的連續(xù)性，每個(gè)作業(yè)段不宜超過100m。

（4）含水量控制?？刂铺盍系暮?，按照填料室內(nèi)試驗(yàn)，填料施工含水量控制在最優(yōu)含水量的-1.5%～+1.0%之間，一般不宜于超過最佳含水量數(shù)值。由于實(shí)際含水量較小，壓路機(jī)碾壓前先用灑水車灑水悶料，最好夜間悶料，第二天早上碾壓。

（5）機(jī)械碾壓。按照業(yè)主確定的褥墊層綜合試驗(yàn)段碾壓組合方式，第一層靜壓四遍，壓實(shí)順序按照先兩邊后中間的原則進(jìn)行，壓實(shí)重疊寬度不小于40cm，壓路機(jī)的行走速度控制在4km/h以內(nèi)。底層碎石施工壓實(shí)厚度為20cm，并進(jìn)行K值、n值、Evd、Ev2、K30值的檢測(cè)。

2.2.3 土工格柵鋪設(shè)

在底層碎石墊層的基礎(chǔ)上，鋪設(shè)土工格柵前，碎石層表面適當(dāng)散補(bǔ)細(xì)料，以表面不露碎石棱尖為原則，找補(bǔ)完成后采用壓路機(jī)靜壓2遍，然后鋪設(shè)第一層土工格柵，采用極限抗拉強(qiáng)度大于110kN的雙向徑編土工格柵，鋪設(shè)時(shí)沿路基橫向鋪設(shè)，搭接寬度不小于50cm，搭接處用塑料釘綁扎，綁扎間距不超過50cm。鋪設(shè)時(shí)路基坡腳兩側(cè)預(yù)留2m回折長(zhǎng)度。

2.2.4 砂墊層鋪設(shè)

土工格柵鋪設(shè)完成后，應(yīng)盡快進(jìn)行第一層砂墊層施工，土工格柵不宜長(zhǎng)時(shí)間晾曬或雨淋。砂墊層鋪設(shè)厚度為5cm，鋪設(shè)過程中用人工攤鋪，木扒找平，其上不得行走重型機(jī)械。

2.2.5 第二、三層褥墊層鋪設(shè)

第二、三層褥墊層施工和檢測(cè)方法同第一層褥墊層施工，碎石料卸在鋪好土工格柵的一側(cè)，用裝載機(jī)倒運(yùn)，推土機(jī)初平，平地機(jī)精平，然后用人工配合補(bǔ)料找平，防止土工格柵褶皺變型甚至破壞。

2.2.6 各層碾壓過程情況

第一層按要求進(jìn)行靜壓4遍后，4月15日進(jìn)行K值、n值、Evd檢測(cè)，n值、Evd滿足要求，K值達(dá)不到92%的要求，下過雨后又進(jìn)行了2遍靜壓；4月20日進(jìn)行抽檢6個(gè)點(diǎn)，n值、Evd均達(dá)到要求，K值4個(gè)點(diǎn)達(dá)到要求，2個(gè)點(diǎn)不達(dá)要求。

第二層填料碾壓前先用灑水車進(jìn)行灑水，悶料一夜，第二天早上按靜壓2遍、弱振2遍、再靜壓1遍的方式進(jìn)行碾壓，然后檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，除k30部分達(dá)不到要求外，n、k、Evd、Ev2檢測(cè)指標(biāo)均合格。

第三層填料先按靜壓2遍、弱振2遍、再靜壓1遍的組合方式，檢測(cè)的指標(biāo)中k、k30部分達(dá)不到要求；又進(jìn)行了表面灑水，悶料一夜，然后再進(jìn)行1遍弱振、1遍靜壓，n、k、EVD均達(dá)到要求。對(duì)第二層土工格柵是否受到破壞進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)開挖坑檢查，抽查的5個(gè)點(diǎn)均未受到破壞。

3 檢測(cè)結(jié)果分析

從檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，含水量控制對(duì)路基壓實(shí)質(zhì)量影響較大，第一層含水量不夠，壓實(shí)度k指標(biāo)受到影響，Evd、Ev2值由于受到管樁樁帽的影響，部分檢測(cè)值偏大。第二、三層注意控制了含水量，碎石級(jí)配進(jìn)行了調(diào)整，細(xì)粒含量做了控制，檢測(cè)質(zhì)量明顯提高，除k30值個(gè)別達(dá)不到120MPa要求外，n、k、EVD均達(dá)到要求指標(biāo)。

4 施工工藝總結(jié)

4.1 填料類型和級(jí)配選擇、確定最優(yōu)含水量

通過檢測(cè)數(shù)據(jù)來看，選擇最大粒徑31.5mm以內(nèi)碎石摻石粉配料，參照過渡段級(jí)配碎石標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行顆粒級(jí)配分析，基本滿足通過百分率低限值的要求，5mm以下細(xì)料宜控制在40%左右，0.075mm以下石粉宜為2%～5%；最優(yōu)含水量為5.5%左右，現(xiàn)場(chǎng)控制含水量宜為4.5%～5.5%（即最優(yōu)含水量的－1.5%～＋0.5%之間）。

4.2 壓實(shí)厚度及松鋪系數(shù)確定

通過虛鋪和壓實(shí)厚度檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，碎石填料的松鋪系數(shù)為1.15，第一層褥墊層碎石層厚20cm，松鋪厚度為23cm，第二、三層褥墊層碎石層厚15cm，虛鋪厚度應(yīng)該為17.3cm。

4.3 碾壓組合方式、碾壓速度選擇

由于受到底層樁帽混凝土影響，防止破壞樁帽，不能采用強(qiáng)振碾壓。通過外觀和檢測(cè)結(jié)果來看，第一層可采用靜壓2遍、弱振1遍、再靜壓2遍的組合碾壓方式，第二、三層可采用靜壓2遍、弱振3遍、再靜壓2遍的組合碾壓方式比較合適；振動(dòng)碾壓速度宜采用一擋行駛，控制在3km/h以內(nèi)，靜壓速度宜采用二擋行駛，宜控制在4km/h內(nèi)。

4.4 土工格柵鋪設(shè)上下保護(hù)形式

原則上采用按20cm碎石（簡(jiǎn)稱第一層）＋第一層土工格柵＋5cm砂＋15cm碎石（簡(jiǎn)稱第二層）＋第二層土工格柵＋5cm砂＋15cm碎石結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行鋪設(shè)，但鋪設(shè)土工格柵前，碎石層表面適當(dāng)散補(bǔ)細(xì)料（不計(jì)厚度），以表面不露碎石棱尖、且均勻、平整為原則，找補(bǔ)完成后采用壓路機(jī)靜壓2遍。

4.5 壓實(shí)檢測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)

建議：第一層按孔隙率n≤28%，Evd≥40MPa控制；第二、三層按孔隙率n≤28%，壓實(shí)度k≥0.92，Evd≥40MPa控制。

The embankment fi lling process of mattress in Shi-ji high railway

LIU Ya-ping

［中圖分類號(hào)］U213.1

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1001-554X（2017）04-0068-03

DOI：10.14189/j.cnki.cm1981.2017.04.005

［收稿日期］2017-02-19

［通訊地址］劉亞平，天津市津南區(qū)雙港科技產(chǎn)業(yè)園麗港園33號(hào)