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高速鐵路路基改良土填筑施工技術(shù)研究

2015-04-12 09:22石達(dá)
科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2015年32期
關(guān)鍵詞:高速鐵路

石達(dá)

摘 要:由于我國高鐵的快速發(fā)展,使得我國的鐵路路基建設(shè)也大幅度增加,高鐵的路基技術(shù)是高鐵建設(shè)中必不可少的一部分,對(duì)于路基的改良而言,主要有廠拌、路拌和場拌三種,這幾種方法基本上是較成熟的方法,因?yàn)樗鼈冊(cè)谑┕r(shí)都是通過嚴(yán)格質(zhì)量把關(guān)的。這三種方法中廠拌和路拌是一種比較成熟的方法,但是都有一定的缺點(diǎn),廠拌法經(jīng)濟(jì)效益不高此方法“工效低,成本高”,路拌法“施工不均勻、要求高”所以由此看來,場拌法是一種值得推廣的方法。本文通過對(duì)一段路基的試驗(yàn),通過實(shí)踐對(duì)高速鐵路路基改良土填筑施工技術(shù)進(jìn)行了一些研究和探索。希望,通過試驗(yàn)為高速鐵路路基填料改良作一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞:高速鐵路 路基改良 土填

中圖分類號(hào):U213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2015)11(b)-0036-02

1 高速鐵路路基改良土填筑施工技術(shù)相關(guān)概述

1.1 高速鐵路對(duì)路基的要求

高鐵,顧名思義就是在鐵路上高速行駛,由于速度比一般的火車要快很多,所以對(duì)路基的要求也要嚴(yán)格一些。高速鐵路在我國發(fā)展的還比較晚,技術(shù)還不太成熟,所以在施工上,要求對(duì)軌道在穩(wěn)定、高平順上面有一定的要求,具的的要求表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)設(shè)計(jì)、施工都要將重點(diǎn)放在控制路基變形、工后沉降、不均勻沉降及路基頂面的初始不平順。(2)對(duì)路基主體的要求:填料主要采用不含細(xì)粒土、粉砂、易風(fēng)化軟質(zhì)巖或是改良土,其他的填料主體一般都少用或是不用。路基壓實(shí)系數(shù)采用重型擊實(shí)標(biāo)。(3)對(duì)基床的要求:底層2~3 m處采用不含細(xì)粒土、粉砂以及易風(fēng)化軟質(zhì)巖以廠拌為主的改良土,表層0.7 m,0.65~0.6 m級(jí)配碎石,0.05~0.1 m瀝青混凝土防排水層。(4)對(duì)過渡段的要求:工后沉降簇3 cm最小長度15 m,采用正梯形布置。(5)對(duì)輔助基礎(chǔ)設(shè)施的要求:配套電氣化、通信設(shè)施、電纜、接觸網(wǎng)支柱、電纜溝槽等設(shè)施,與路基同步。由于高速鐵路對(duì)路基的要求是平、順、穩(wěn),因此軌下系統(tǒng)是高鐵路基的關(guān)鍵。高速鐵路是車輪、鋼軌、道床、路基這幾個(gè)系統(tǒng)相互完成的一個(gè)整體。因此只有這幾個(gè)系統(tǒng)只有全部完好,并運(yùn)用到整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中。

1.2 填料改良的基本原理

石灰土在含水量最佳狀態(tài)下參入適量的石灰,使土壤的性質(zhì)發(fā)生一些元素的變化,其原理是讓他們發(fā)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)主要有以下幾種不同的原理:一種是離子交換作用;二是硬化的結(jié)晶;三是火山灰的作用;四是碳酸的作用。

1.3 施工技術(shù)有創(chuàng)新性的發(fā)展

對(duì)于改良土的技術(shù),傳統(tǒng)的一般是采用人工拌合或簡易的路拌法,但是由于我國鐵路事業(yè)的發(fā)展,這些傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足需要了。近幾年高鐵施工方面大多都采用了新的技術(shù),路拌法、廠拌法或場拌法。這幾種技術(shù)提高了工作效益,為我國的鐵路事業(yè)做出了一定的貢獻(xiàn)。都有發(fā)揮自己的作用,比如路拌法,此方法施工非常簡單,而且成本低,這些拌合機(jī)都是名牌企業(yè)生產(chǎn),比如德國寶馬,如果嚴(yán)格按操作規(guī)則施工完全可以滿足質(zhì)量要求。廠拌法都是機(jī)械化操作,成批成量的生產(chǎn),質(zhì)量技術(shù)過硬,而且精密度高,好多客運(yùn)專線都是采用此施工方法。經(jīng)過鐵路技術(shù)的不斷發(fā)展,一個(gè)新的技術(shù)也隨之產(chǎn)生了,即場拌法,這種方法是在取土場直接拌合的一種方法,操作方便,靈活性高,對(duì)環(huán)境的影響也比較低,特別是利在篩分破碎機(jī)進(jìn)行改良等新技術(shù)方面得到了廣泛的應(yīng)用。

2 改良土填筑施工技術(shù)

2.1 試驗(yàn)段簡介

商合杭客專商杭高速鐵路(商丘-杭州)又名商杭客運(yùn)專線,改良土填筑試驗(yàn)段選定在寧杭鐵路 YDK414+300~+500,全長200 m。改良土高度為路肩下 0.7~3.0 m厚范圍內(nèi)。

2.2 改良土廠拌法施工

在施工過程中,要根據(jù)施工工藝的有關(guān)規(guī)定,路基是路面的甚而,對(duì)于高速鐵路而言路基是否牢固是最根本的保證。所以對(duì)于路基的施工及填料技術(shù)上要嚴(yán)格控制,才能保證高速鐵路的安全行駛。具體的操作要按相關(guān)施工規(guī)定,在底層路基段,打好基礎(chǔ);攤鋪碾壓區(qū)段,攤鋪平整,對(duì)于機(jī)器整不平的地方,進(jìn)行人工處理;檢驗(yàn)測試區(qū)段,要求數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確,保證把含水量和顆粒徑調(diào)整在最佳狀態(tài)。嚴(yán)格按照八流程進(jìn)行操作,各區(qū)段和流程只能按規(guī)定進(jìn)行作業(yè)。

2.3 改良土路拌法施工

由于環(huán)境的因素,沒有大型的綜合廠拌設(shè)備,如果使用強(qiáng)制式拌和機(jī)拌,就會(huì)造成操作效率低,達(dá)不到施工進(jìn)度的要求,一層的改良土完成需要的時(shí)間大約為五天,但是如果按照這種方法的要求,固化劑土自拌和到碾壓完成的時(shí)間不超過5 h,水泥土、水泥粉煤灰土不超過4 h,由此看來,這種方法在時(shí)效上與施工進(jìn)度有沖突。對(duì)于路拌法的施工試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,路拌法拌和完全能夠拌和均勻,拌和深度也能滿足要求,且施工完一層的作業(yè)時(shí)間僅用三天。采用分段拌和分段碾壓,完成一種改良土的作業(yè)時(shí)間(自拌和到碾壓完成)不超過4 h。

2.4 場拌法施工

場場拌法顧名思義就是需要一個(gè)巨大的場地,在一個(gè)大的場地上把材料進(jìn)行破碎然后攪拌均勻,再把這些需要的材料運(yùn)往路基處,把這些填料在需要的路基處進(jìn)行平整和壓實(shí)。其實(shí)這種方法是一種比較簡單的方法,只是需要一個(gè)比較大的場地而已,在本試驗(yàn)當(dāng)中填料的比例分別是6%的生石灰和7%熟石灰。在本項(xiàng)目中,首先把不厚實(shí)的土進(jìn)行篩選,然后把這些土進(jìn)行改良,用粉碎機(jī)進(jìn)行先粉碎再進(jìn)行對(duì)其穩(wěn)固整平,整平后再對(duì)其進(jìn)行含水量的測量。

2.4.1 場拌法施工當(dāng)中含水量控制

在填料中如果含水量太小或太小就會(huì)影響填料土的性質(zhì),而且對(duì)含水量的控制可以保證路基質(zhì)量,在最佳含水量狀態(tài)下,可以讓路基的整平密度最好。通過筆者在工作實(shí)踐的總結(jié)得出,含水量對(duì)粉碎的效果也有一定的影響,通過試驗(yàn)得出含水量接近16%時(shí)不最佳含水量,對(duì)粉碎效果也有一定的好處,在此含水量狀態(tài)下,粉碎的顆粒通過大部分會(huì)小于15 mm。所以為了能讓場拌法發(fā)揮正常的作用,可以通過粉碎的手段把填料的含水量檢測出來,并做好含水量的控制。

2.4.2 場拌法施工當(dāng)中顆粒粒徑控制

對(duì)于顆粒的大小控制,目前施工中是最大不得超過15 mm,在商合杭客專商杭高速鐵路試驗(yàn)段主要采用了 YST600和BW219DH-3兩種液壓碎土設(shè)備對(duì)土料進(jìn)行破碎,在本次工程中,我施工隊(duì)對(duì)粉碎的填料進(jìn)行了試驗(yàn)和檢測,發(fā)現(xiàn)在本施工過程中顆粒徑有超過了些范圍的填料,通過再次對(duì)含水量的控制,和施工人員不斷的試驗(yàn),再通過篩選和取樣,填料的顆粒徑基本上達(dá)到了施工的要求。

2.4.3 場拌法施工當(dāng)中灰計(jì)量控制

商丘-杭州試驗(yàn)段采用的是WBS300穩(wěn)定土拌和設(shè)備,可以根據(jù)設(shè)計(jì)提供的摻灰比設(shè)定計(jì)量,易于控制改良土的含灰量。但是在施工時(shí),因石灰揚(yáng)塵造成潤滑部件損毀,從而導(dǎo)致?lián)交冶鹊淖愿淖?,因此?yīng)定時(shí)對(duì)穩(wěn)定土拌和設(shè)備出料口的改良土做含灰量檢測,確保施工質(zhì)量。

2.4.4 場拌法施工當(dāng)中松鋪系數(shù)和碾壓遍數(shù)的確定

在施工時(shí)采用400 mm、350 mm、300 mm、250 mm四種松鋪厚度進(jìn)行填料。其中400 mm的松鋪厚度采用18 t壓路機(jī)碾壓5遍后,可得壓實(shí)最佳松鋪厚度為350 mm,松鋪系數(shù)為1.1~1.2。在碾壓時(shí)也對(duì)碾壓的遍數(shù)進(jìn)行了研究,可得經(jīng)濟(jì)合理的碾壓遍數(shù)是4遍。

3 結(jié)語

在高速鐵路路基改良土填技術(shù)中,近幾年在施工中常用的方法是場拌法,這種方法因?yàn)楸容^簡單,而且經(jīng)濟(jì)效益也比較好,靈活通用,受到廣大施工單位的青睞,它是將填料和改良劑破碎后按一定的比例鋪在場地上,再用挖掘機(jī)從一個(gè)場地翻到另外一個(gè)場地,反復(fù)如此,在近幾年修建的高速鐵路中都有用到此方法,此方法的產(chǎn)量也大,不分場地,隨便一個(gè)取土場就可以施工。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐵道科學(xué)研究院高速鐵路技術(shù)研究總體組[編].高速鐵路技術(shù)[M].中國鐵道出版社,2005.

[2] 王秋利.新時(shí)期高速鐵路路基施工檢測技術(shù)應(yīng)用[J].商業(yè)文化.2011(5):379.

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