郝又猛

與普速鐵路相比,客運(yùn)專線對(duì)線路平順性、穩(wěn)定性提出了嚴(yán)格的要求。相對(duì)于橋隧工程而言,在土質(zhì)路基上修建無(wú)碴軌道高速客運(yùn)專線,其技術(shù)復(fù)雜程度和質(zhì)量控制難度尤為突出。在高速條件下的路基工程必須從路基結(jié)構(gòu)、填料選擇、施工工藝、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)等方面嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),尤其要注意地基處理、填料質(zhì)量、過(guò)渡段填筑等方面的質(zhì)量控制。

1 地基處理應(yīng)注意的問(wèn)題

我國(guó)現(xiàn)行的“無(wú)碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南”及“客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定”均規(guī)定一般地段無(wú)碴軌道土質(zhì)路基工后沉降量小于15 mm,并對(duì)路基差異沉降提出了控制標(biāo)準(zhǔn),路基變形控制已成為高速客運(yùn)專線路基工程設(shè)計(jì)施工的一個(gè)重要控制因素?？刂坡坊ず蟪两档年P(guān)鍵在于控制支承路基地基的沉降,而地基的沉降控制主要在于地基條件及地基處理質(zhì)量。我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)暫規(guī)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及施工指南均強(qiáng)調(diào)了路基施工前的地質(zhì)核查工作,但在實(shí)際施工時(shí),這項(xiàng)工作并未引起足夠的重視。

1.1 地質(zhì)核查方法及內(nèi)容

常用的地質(zhì)核查方法主要包括:采用靜力觸探、鉆探等手段,進(jìn)行地層巖性、分層厚度、物性指標(biāo)、比貫入阻力 Ps及地基基本承載力等地質(zhì)資料的核對(duì),必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行代表性載荷試驗(yàn)以核對(duì)地基土的承載力,評(píng)判地基土是否與設(shè)計(jì)相符。結(jié)合筆者在武廣客運(yùn)專線及京滬高速鐵路上路基施工經(jīng)驗(yàn),為便于現(xiàn)場(chǎng)操作掌握,建議不同地基土的核查方法可參照表1選用。

1.2 地基條件

對(duì)于無(wú)碴軌道路基在“施工技術(shù)指南”條文說(shuō)明中對(duì)處于基床范圍內(nèi)的地基土換填前提條件其實(shí)是有定義的,即地基應(yīng)滿足Ps≥1.8 MPa或 σ0≥0.2 MPa;“無(wú)碴軌道鐵路工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)”中對(duì)過(guò)渡段的地基條件也提出了要求,其中路堤高度H≤3.0 m的路堤,原地面處理后的質(zhì)量有明確的標(biāo)準(zhǔn),H＞3.0 m時(shí),過(guò)渡段基底原地面平整后,用振動(dòng)碾壓機(jī)碾壓密實(shí),地基系數(shù) K30≥60 MPa/m,二次變形模量 EV2≥45 MPa。鑒于以上現(xiàn)狀,結(jié)合武廣客運(yùn)專線路基施工實(shí)踐,建議在設(shè)計(jì)對(duì)地基條件未作明確要求的情況下,對(duì)于低矮路堤及路塹地段在進(jìn)行基地?fù)Q填前地基條件可參照表2進(jìn)行檢驗(yàn)控制。

地基深層加固處理在質(zhì)量控制環(huán)節(jié)容易忽視的問(wèn)題主要有兩方面:1)樁間土的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn);2)復(fù)合地基褥墊層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)行的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及施工指南對(duì)以上問(wèn)題未做硬性規(guī)定。根據(jù)筆者的理解,建議對(duì)上述部位的檢測(cè)驗(yàn)收,可以比照路基填土相應(yīng)部位的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量控制,并且滿足樁間回填土壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)K≥0.9。

表1 不同類別地基土地質(zhì)核對(duì)方法

表2 低矮路堤及路塹地基條件

2 路基填料選擇應(yīng)注意的問(wèn)題

根據(jù)合武鐵路膨脹土改良填料路基填筑施工經(jīng)驗(yàn)及武廣客運(yùn)專線路基填料試驗(yàn)分析,建議用于客運(yùn)專線的路基填料除滿足常規(guī)土工試驗(yàn)要求的填料分組類別、壓實(shí)性能以及物理力學(xué)指標(biāo)外,還應(yīng)分別參考以下技術(shù)要求:

1)母巖強(qiáng)度大于30 MPa;軟化系數(shù)大于 0.75。2)陽(yáng)離子交換量CEC(NH4+)＜170 mmol/kg。3)自由膨脹率 Fs＜40%。4)蒙脫石含量 M＜7%。5)液限 WL＜40%,且塑性指數(shù) Ip≤17。6)崩解率:≤1%。7)有機(jī)質(zhì)含量:≤5%。

表3 路基填料質(zhì)量檢測(cè)

需要特別指出的是對(duì)軟巖風(fēng)化崩解物填料以及花崗巖全風(fēng)化物填料,雖然根據(jù)篩分,其顆粒組成類似于土質(zhì)砂類土或土質(zhì)角礫土B組填料,但由于其組成成分復(fù)雜,組顆粒分布不均勻,其水理性差,并且路基在壓實(shí)過(guò)程中填料的組分往往會(huì)發(fā)生顯著的改變,對(duì)路基的長(zhǎng)期穩(wěn)定性存在不利影響,因此軟巖風(fēng)化崩解物填料以及花崗巖全風(fēng)化物填料一般不能直接用作路基填料。

3 過(guò)渡段施工應(yīng)注意的問(wèn)題

路基與橋涵、隧道以及橫向結(jié)構(gòu)物間在剛度與變形的差異是導(dǎo)致鐵路軌道不平順的直接原因。為解決路基與結(jié)構(gòu)物過(guò)渡的問(wèn)題,一般采用設(shè)置過(guò)渡段的措施。過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)一般為倒梯形,采用摻5%水泥的級(jí)配碎石填筑。從級(jí)配碎石最佳級(jí)配選定及壓實(shí)工藝來(lái)看,現(xiàn)場(chǎng)上檢測(cè)指標(biāo)很容易達(dá)到設(shè)計(jì)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。值得關(guān)注的是,級(jí)配碎石加入5%水泥后,其物理性質(zhì)已由散粒集料狀態(tài)向混凝土干硬狀態(tài)過(guò)渡,與低標(biāo)號(hào)混凝土有很多相似特性,且壓實(shí)密度與含水量、檢測(cè)時(shí)間密切相關(guān)。檢測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石壓實(shí)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果往往會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),個(gè)別甚至達(dá)到3倍～5倍,并且在規(guī)定的檢測(cè)時(shí)間以后重復(fù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),隨著時(shí)間的延續(xù),級(jí)配碎石各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)還呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì),這與設(shè)置過(guò)渡段的初衷似乎有所背離,不利于路橋剛度的平順過(guò)渡。分析原因,主要是由于在設(shè)計(jì)暫規(guī)中對(duì)過(guò)渡段級(jí)配碎石中水泥的建議摻量為3%～5%的P.O32.5水泥,而目前的設(shè)計(jì)文件普遍要求為摻5%無(wú)水泥標(biāo)號(hào)的級(jí)配碎石,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際均是按照新的水泥標(biāo)準(zhǔn)摻用了5%P.O42.5水泥,無(wú)論是摻量還是標(biāo)號(hào)都較設(shè)計(jì)暫規(guī)有所提高。因此,對(duì)于過(guò)渡段級(jí)配碎石水泥摻量問(wèn)題,筆者建議可參考德標(biāo)3.6%的摻配比例,或者通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)確定。

4 結(jié)語(yǔ)

客運(yùn)專線路基工程是一個(gè)較復(fù)雜的系統(tǒng)工程,影響路基平順性及長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素主要在于各個(gè)環(huán)節(jié)施工質(zhì)量的控制。路基的平順性主要與地基處理、壓實(shí)質(zhì)量、過(guò)渡段質(zhì)量密切相關(guān);路基的長(zhǎng)期穩(wěn)定性還取決于填料的質(zhì)量、防排水施工質(zhì)量等。特別對(duì)于無(wú)碴軌道路基工程而言,路基一旦出現(xiàn)病害,將給后續(xù)運(yùn)營(yíng)維修帶來(lái)極大的困難,因此高速客運(yùn)專線路基工程,在建設(shè)過(guò)程之中就必須從根源上對(duì)影響路基工程質(zhì)量的各個(gè)方面嚴(yán)格控制。

[1] 鐵建設(shè)[2005]160號(hào),客運(yùn)專線鐵路路基施工質(zhì)量暫行驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 經(jīng)規(guī)院[2005]110號(hào),客運(yùn)專線鐵路路基施工技術(shù)指南[S].

[3] 鐵建設(shè)[2007]85號(hào),客運(yùn)專線無(wú)碴軌道鐵路工程工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] 鐵建設(shè)[2007]147號(hào),新建時(shí)速300～350公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].

[5] 鐵建設(shè)[2005]158號(hào),客運(yùn)專線鐵路無(wú)碴軌道鋪設(shè)條件評(píng)估技術(shù)指南[S].

[6] TB 10102-2004,鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[7] 鐵建設(shè)函[2005]754號(hào),鐵路客運(yùn)專線無(wú)碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南[S].