程麗霞

摘 要：本文對戈壁干旱地區(qū)高速鐵路路基施工技術(shù)進(jìn)行了不斷的探索、研究和改進(jìn)，通過對填料進(jìn)行二次篩分、充分燜濕以及調(diào)整填料分層厚度、選取適宜壓實機(jī)械等措施，成功解決了在缺水、大風(fēng)等惡劣環(huán)境下進(jìn)行施工不達(dá)標(biāo)的問題。在在鐵路路基的施工建設(shè)中，對填料進(jìn)行有效的篩選，對工程的順利實施以及鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩杂兄匾淖饔煤鸵饬x，同時也可以為今后的鐵路工程的施工建設(shè)提供依據(jù)，為此本文針對戈壁干旱地區(qū)高速鐵路路基施工中相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：戈壁干旱；高速鐵路；路基填筑；質(zhì)量控制

在新疆的維吾爾族自治區(qū)境內(nèi)，有一條鐵路建設(shè)穿過這里，這條鐵路在該地區(qū)的建設(shè)路段為蘭新鐵路第二雙線LXTJ1標(biāo)段。而該地區(qū)的主要環(huán)境特征為大風(fēng)、干燥，而且降雨量非常少，在該地區(qū)的鐵路建設(shè)的沿線上，人煙稀少，大部分的地表荒蕪，而且基巖裸露，該地區(qū)的地表中天然的含水率只有0.4%，氣候非常的干燥，而且蒸發(fā)量較大。

根據(jù)該鐵路的施工建設(shè)進(jìn)度計劃，在新疆維吾爾自治區(qū)的鐵路段路基填筑面積為590萬m3，而且需要在6個月內(nèi)完成所有的施工。在工期緊、施工環(huán)境特殊、驗收標(biāo)準(zhǔn)高的情況下，施工受該地區(qū)自然環(huán)境惡劣的影響，難度非常大，路基填料的壓實、工程后的沉降等都是施工中需要面臨和解決的難題，通過對DK1136+700～+800段路基施工填筑工藝的探索研究，得出有效提高該地區(qū)鐵路工程施工質(zhì)量的控制措施。

1 戈壁干旱地區(qū)高速鐵路路基填筑關(guān)鍵技術(shù)施工工藝及要點

鐵路工程施工建設(shè)中，其路基填筑施工，采用的施工工藝主要分為常規(guī)的分層填筑、分層攤鋪、分層碾壓，且需要對不同的填筑層面進(jìn)行逐層的壓實質(zhì)量檢測三階段、四區(qū)段、八流程施工工藝等，在施工的過程中主要以機(jī)械施工為主，人工施工為輔助作業(yè)方式。但是因為戈壁干旱地區(qū)高速鐵路路基填筑施工環(huán)境的特殊性，為了提高施工質(zhì)量，并對施工質(zhì)量進(jìn)行控制，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗，可以從以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)：

1.1 填料選擇及粒徑控制

在新疆維吾爾自治區(qū)的鐵路段路基填筑施工建設(shè)中，其設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)為350km/h，按照高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計以及進(jìn)行相應(yīng)的施工。在新疆維吾爾自治區(qū)的鐵路段路基填筑施工中，基床的地層施工填料選擇的是A、B組填料，填料為細(xì)顆粒，粒徑≤60mm。除了基床填料之外，路堤的填料為A、B或C組填料，最大粒徑≤75mm。經(jīng)過對新疆維吾爾自治區(qū)的鐵路段施工沿線的土質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，該地區(qū)的土主要為粗圓礫土，其中的含水率最高為6.35%，天然含水率為0.4%，而最大的干密度為2.23g/cm3，該地區(qū)的土質(zhì)中，填料粒徑<60mm的，其占整個試樣總質(zhì)量的73%，而<80mm的填料占80%。

為了保證該地區(qū)的鐵路路段施工的順利進(jìn)行，以及保證施工質(zhì)量，在路基填料的選擇中，要以篩選為主、人工揀選而輔，有效的控制填料的質(zhì)量。填料的篩分主要分為兩步，第一步篩分為在取土場設(shè)定一個固定的臺子進(jìn)行土料的篩分，第二步是在車廂上進(jìn)行人型車背篩。在土料場設(shè)定的固定臺篩，篩子的篩孔設(shè)置尺寸為對角線75mm和60mm，同時在篩子的下面設(shè)置彈簧，進(jìn)行大量的篩分，同時將篩分中對篩網(wǎng)造成的沖擊和磨損降低。在第二步篩分時，在車背篩的兩端設(shè)施擋板，進(jìn)而組織篩分掉的余料進(jìn)入到車廂內(nèi)。在土料的篩分中，兩種篩分均采用型鋼為骨架，篩網(wǎng)是由鋼筋焊接而成的。在將篩分好的填料，送往鐵路路基施工現(xiàn)場以及在攤鋪的過程中，需要對長、扁狀的大粒徑礫石進(jìn)行人工的剔除。

1.2 路基填料含水量控制

為了保證新疆維吾爾自治區(qū)的鐵路段路基填筑施工建設(shè)的質(zhì)量，需要對填料的質(zhì)量進(jìn)行控制，除了需要對填料的粒徑進(jìn)行控制之外，還需要對其含水量進(jìn)行控制，因為該地區(qū)的提料含水率低，且蒸發(fā)大，所以的鐵路路基的施工中，需要針對取土場燜料和填筑現(xiàn)場灑水提出有效的解決方案。

路基施工中使用的填料進(jìn)行第一道篩分后，使用鏟車將其堆放到指定存放地點，并在其堆放的土堆中間挖坑儲水，進(jìn)行4小時的燜土，之后使用挖掘機(jī)在堆放地點進(jìn)行就地攪拌均勻，然后將攪拌均勻的填料，裝車運(yùn)送到施工的現(xiàn)場對路基進(jìn)行填筑施工。在鐵路路基填料施工中，對填料的含水率進(jìn)行測量，得出，溫度 15℃左右、風(fēng)力三級時，在填料篩分過程中，填料中的水分損耗大約為1.5%，在填料完成篩分進(jìn)行運(yùn)輸過程中，其中的水分損耗約為0.1%，填料在攪拌均勻進(jìn)行攤鋪的過程中水分損耗為0.9%，整個填料的篩分到攤鋪過程中，填料的水分共計損耗為2.5%。通過填料含水率的損失測定結(jié)果進(jìn)行分析，在對篩分好的填料進(jìn)行悶料的過程中，需要從其損耗的水分上入手，按照大于最佳含水率+2～3%，進(jìn)行悶土，進(jìn)而防止填料在整個裝、運(yùn)、卸和攤鋪過程中水分的蒸發(fā)，而造成碾壓前填料含水率較低，而無法滿足最佳含水率的現(xiàn)象發(fā)生。如果的路基填筑的過程中，對填料的含水率進(jìn)行測定，其含水率小于最佳的含水率，則需要在已經(jīng)攤鋪平整的路基層面上進(jìn)行灑水，只有這樣才可以滿足填料水分滿足施工要求，同時可以將填料滲透慢等問題解決，保證工程施工的順利進(jìn)行，并保證施工質(zhì)量和效率。

1.3 路基填筑碾壓施工工藝研究

1.3.1 壓實機(jī)械的確定

從當(dāng)前的公路、鐵路工程施工建設(shè)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，高速鐵路的路基壓實標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)顯著的高于普通鐵路施工的路基壓實標(biāo)準(zhǔn)，由此也對壓實機(jī)的參數(shù)和性能提出了更高的要求。通過對以往的鐵路等工程道路路基施工經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)查分析得出，在施工中，要滿足高速鐵路路基施工的壓實標(biāo)準(zhǔn)，需要保證選用的壓實機(jī)具有大負(fù)荷、高功率等性能，必須是重型壓實機(jī)械。

根據(jù)當(dāng)前市場中現(xiàn)有的壓實機(jī)機(jī)械資源，針對其中的兩種壓實機(jī)的性能參數(shù)進(jìn)行對比，具體如下表1、表2。

針對本次研究中的的新疆維吾爾自治區(qū)的鐵路段路基填筑施工，為了嚴(yán)重兩種壓實機(jī)的性能，設(shè)施試驗點，對兩種壓實機(jī)的性能和壓實質(zhì)量進(jìn)行檢驗。兩種壓實機(jī)的壓實結(jié)果如下表3：

從表3中的數(shù)據(jù)可以知道，在相同的壓實工藝條件下，不同的壓實機(jī)其壓實質(zhì)量不同。在粗礫土填料路基填筑施工壓實中， 26T壓路機(jī)除了EV2要比20T壓路機(jī)的好之外，其它的壓實性能都不如20T壓路機(jī)的壓實效果。分析其原因，主要是因為26T壓路機(jī)，在壓實的最后靜壓收光階段，出現(xiàn)填料松散，推擠等現(xiàn)象，造成路基表面壓實不好的問題產(chǎn)生。為了更好的促進(jìn)新疆維吾爾自治區(qū)的鐵路段路基填筑壓實質(zhì)量的提升，在DK1136+700～+800段第二層填料壓實中，采用的碾壓工藝為：（26T壓路機(jī)：靜1+強(qiáng)2+弱2）+（ 20T壓路機(jī)：靜4），檢測結(jié)果均值見表4：

從表4中的數(shù)據(jù)可以知道，在DK1136+700～+800段路基的填筑壓實施工中，采用26T和20T壓路機(jī)組合碾壓的質(zhì)量，高于單獨使用一種壓實機(jī)的壓實質(zhì)量，且碾壓的總數(shù)小。

1.3.2 分層厚度控制

在DK1136+700～+800段路基施工中，分層壓實厚度是路基壓實質(zhì)量中的一項重要參數(shù)，其直接的影響著整體的壓實質(zhì)量和路基的壓實功效，所以在對DK1136+700～+800段路基填筑壓實工藝進(jìn)行設(shè)計的過程中，選擇45cm、30cm和35cm三種的虛鋪厚度，使用壓實機(jī)械進(jìn)行碾壓了試驗。根據(jù)試驗得出的壓實參數(shù)可以知道，在路基的鋪設(shè)厚度為25cm、35cm時，只要合理的選擇碾壓工藝，其壓實的各項測定點的壓實測定指標(biāo)均會滿足設(shè)計的要求。而當(dāng)路基的鋪設(shè)厚度為45cm時，本次試驗中采用的兩種壓實機(jī)，無論采用哪一種，壓實測定點的檢測指標(biāo)均無法達(dá)到設(shè)計要求。所以綜合分析得出，在粗礫土填料填筑路基的壓實施工中，壓實厚度按35cm進(jìn)行控制，較為經(jīng)濟(jì)和合理。

1.3.3 碾壓速度控制

針對本次研究中的高速鐵路新疆區(qū)DK1136+700～DK1136

+800段基床以及以下路堤第三層，進(jìn)行壓實的過程中，對其碾壓速度與碾壓遍數(shù)、干密度進(jìn)行試驗測定，實驗檢測得到的數(shù)據(jù)見表5。

從上表中的信息可以知道，在進(jìn)行壓實的過程中，對碾壓機(jī)械的碾壓速度進(jìn)行控制，可以提高壓實質(zhì)量，且碾壓速度越低，碾壓效果越好，反之越差。綜合碾壓機(jī)械的性能等條件后，在實際的DK1136+700～+800段路基填筑的碾壓施工中，碾壓速度控制在2～4km/h為佳。

1.3.4 碾壓遍數(shù)確定

表6和表7為26T壓路機(jī)在DK1136+700～DK1136+800段基床以下路堤第四層、第五層（壓實厚度35cm）不同壓實工藝的K30值。

由表6、表7可以看出，靜壓時能達(dá)到較好的效果。強(qiáng)振是對深部土進(jìn)行壓實，弱振是對中部土進(jìn)行壓實，而靜壓則是對表層土進(jìn)行的壓實，為了保證壓實質(zhì)量，采用1靜+3強(qiáng)振+2弱+8靜的碾壓組合方式進(jìn)行碾壓，其碾壓的效果是最好的，當(dāng)填料中細(xì)粒含量小于5%時，應(yīng)減少強(qiáng)振次數(shù)，增加靜壓遍數(shù)。

2 應(yīng)用效果

通過以上對DK1136+700～+800段路基填筑施工中的壓實、填料的選擇、填料含水率的控制等進(jìn)行分析和實驗，得出取土場燜料含水率大于最佳含水率2～3%、攤鋪現(xiàn)場補(bǔ)灑水控制含水率、碾壓速度2～4km/h，采用（26T壓路機(jī)：靜1+強(qiáng)2+弱2+ 20T壓路機(jī)：靜4）組合式碾壓，按照以上標(biāo)準(zhǔn)對進(jìn)行碾壓，可以保證各項檢測的參數(shù)符合DK1136+700～+800段施工設(shè)計的要求；從開始進(jìn)行填筑起，對DK1136+700～+800段的路基沉降進(jìn)行檢測，實際沉降測定的結(jié)果，得出的沉降沉降量和回歸數(shù)據(jù)的曲線圖，如下圖。

由回歸曲線可以得出，在DK1136+700～+800段路基的填筑施工期間，路基的沉降量較大，但是在完成填筑10天左右，路基的沉降量出現(xiàn)明顯的減少，到15天左右，路基沉降量基本上趨于穩(wěn)定，DK1136+700～+800段路基的沉降量呈波浪形，而回歸曲線趨于水平。

3 總結(jié)

為了保證高速鐵路施工建設(shè)的質(zhì)量，在其路基的施工建設(shè)中，保證各項參數(shù)符合設(shè)計要求，文章針對新疆地區(qū)的DK1136+700

～+800段高速鐵路的路基填筑施工進(jìn)行了分析，經(jīng)過試驗、探索、研究，對大風(fēng)戈壁地區(qū)高速鐵路路基施工技術(shù)通過多次篩分、充分燜濕等填料改進(jìn)工藝試驗得出，選擇合適的壓實機(jī)械，合適的填料分層厚度、碾壓遍數(shù)等，對路基的填筑壓實質(zhì)量有一定的幫助，在各項參數(shù)適宜的條件下，碾壓質(zhì)量測定的各項指標(biāo)才會滿足設(shè)計要求不僅可以提高路基填筑效率、確保路基填筑質(zhì)量，將缺水、大風(fēng)條件下使用粗顆粒、低含水量填料進(jìn)行路局填筑施工而產(chǎn)生的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、工后沉降等施工難題解決，還對項目的順利實施，以及建成后鐵路的運(yùn)輸安全，有著重要意義，同時還可以為今后類似地區(qū)的高速鐵路路基施工提供指導(dǎo)依據(jù)。

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