朱小禹
(中國土木工程集團有限公司,北京 100089)
本線為新建埃塞俄比亞的斯亞貝巴至吉布提港鐵路中Mieso至Dewele段,線路從Miesolot2標段的終點引出后沿既有線向東一路前行,經(jīng)Mulu、Afdem、Bike、Gota、Erer、Hurso至達德雷達瓦后折向往北至Arawa后往東北方向前行經(jīng)Adigala、Lasarat、Aysha至Dewele吉布提邊境,線路全長339.1 km。本線采用限制坡度18.5‰。本標段路基基床厚度2.5 m,路堤基床底層厚1.9 m,選用A、B組填料;路堤基床表層0.6 m,選用A組填料;路塹基床表層厚度0.6 m,路塹基床底層天然地基基本承載力≥0.12 MPa,換填料選用A組填料。
該工程在進行混合料拌和作業(yè)時,應選擇與攤鋪機速度相適應的拌和作業(yè)裝置,并在攤鋪時確保作業(yè)的連續(xù)性,以提高路面的質(zhì)量。此外,應確?;旌狭习韬褪┕龅氐纳a(chǎn)能力可滿足整個工程的需求。選擇碎石原料時,選用的每種類型原料應進行備料處理,以確保碎石的級配符合相關規(guī)定[1]。在每批運料車進入施工場地前,應派相關人員對原料的質(zhì)量進行抽檢工作,如果發(fā)現(xiàn)不符合施工標準的原料,拒絕入場并做好相應記錄。在混合料拌和施工場地中,單獨對堆放材料的區(qū)域進行硬化處理,同時,將此區(qū)域用隔板分離不同類型的材料。
在對基床表層的下承層進行處理時,應嚴格按照本項目相關施工標準控制其平整度和壓實度,隨后派技術(shù)人員對底層的質(zhì)量進行檢驗,完成檢驗工作后,不宜使底層放置的時間太長。
在進行測量放樣工作時,需按照本項目施工標準在直線段每隔20 m設立1處標示樁,在曲線段每隔15 m設立1處標示樁。進行水平測量時,標記標示樁,以測定兩側(cè)路肩邊緣的虛鋪厚度。
一般在進行混合料拌和作業(yè)前,應做好準備工作。例如,應對施工設備進行調(diào)試,檢測無誤后,還需分兩次對混合料進行試拌處理。第一次為無水試拌,隨后對試拌產(chǎn)品進行檢測。待試拌產(chǎn)品符合施工標準后,再進行有水試拌,測算第二次試拌產(chǎn)品的含水量。若在溫度較高的環(huán)境下作業(yè),材料的含水量需略高于常溫天氣時的施工標準,以彌補在施工過程中的水分蒸發(fā)。施工前,檢測配料的質(zhì)量,并拌和均勻。已完成拌和的混合料需在短時間內(nèi)使用,否則會因混合料長時間暴露導致水分蒸發(fā),進而達不到施工標準。
為方便混合料的運輸,本工程應選用同種類型的運料車和卸料車。裝料時,每輛運輸車裝料的數(shù)量應保持一致。此外,使拌和機的出料口與運輸車車廂頂部保持合適的距離,防止在混合料運輸過程中粗細料發(fā)生離析。
1)進行攤鋪作業(yè)前,嚴格按照施工標準安裝攤鋪機熨平板,然后根據(jù)施工場地的實際情況調(diào)整攤鋪機熨平板。整個攤鋪作業(yè)可以分為左、右2個區(qū)域進行。直線段寬度通常為12.5 m,在此段的實際作業(yè)寬度為11.5 m(路基兩側(cè)為寬1.0 m的干砌片石護肩,無須攤鋪)。在一側(cè)區(qū)域作業(yè)時,應控制熨平板的寬度為5.75 m。在曲線段,該段寬度為12.9 m,實際攤鋪作業(yè)寬度為11.9 m,理論上應使攤鋪機熨平板的寬度調(diào)為5.95 m,但由于此次施工的熨平板設備無法調(diào)至該值,所以,將熨平板寬度調(diào)為6 m即可。
2)一般借助攤鋪機找平液壓缸確定合理的攤鋪厚度,并對魚尾板的位置進行調(diào)節(jié),進而選出最合適的攤鋪厚度。因此,正確連接魚尾板是攤鋪作業(yè)能否完成的關鍵一步。在每次開展作業(yè)前,應派技術(shù)人員檢查魚尾板。如果魚尾板連接存在問題,將干擾找平液缸作業(yè)的進行,甚至可能導致攤鋪層厚度無法確立。此時,應檢查螺旋輸料器,并按規(guī)定做調(diào)整,以確保最終攤鋪質(zhì)量達到預期。攤鋪機熨平板的存料必須與攤鋪用料速度保持相適應的狀態(tài),防止出現(xiàn)混合料溢出的情況,從而導致最終攤鋪層的密實度不統(tǒng)一,攤鋪層的平順度較差。
3)除了混合料溢出會影響攤鋪層的密實度外,振搗器作用的幅度與頻率也會對攤鋪層密實度產(chǎn)生影響。因此,合理控制振搗器的振幅和頻率可以提高路面攤鋪質(zhì)量。一般攤鋪機所屬的振搗器有5 mm行程和10 mm行程2個擋位。在實際級配碎石攤鋪作業(yè)中,如果攤鋪層厚度較厚,應選用10 mm行程,頻率則選擇30 Hz。
4)碎石料的運輸,先通過攤鋪機內(nèi)部的刮平板運輸至攤鋪機后方,再通過螺旋輸料器運輸至熨平板,在振搗器的作用下,可形成平整度較高的攤鋪層。在上述作業(yè)過程中,駕駛員和副駕駛員應當配合觀察各設備的實際工作情況,以便正確操作。
新建埃塞俄比亞鐵路路基相對其他類型的路基具有特殊性,其路基面寬度較大,橫向坡度也較大。因此,需選用2臺類型相同的攤鋪機在路基面前后作業(yè),2臺攤鋪機的距離應控制在10 m左右。如果選用單臺攤鋪機攤鋪,需注意交替進行。同時,嚴格控制每條工作道的長度保持一致。一般攤鋪良好的混合料需盡快進行壓實作業(yè),以提高攤鋪路面的質(zhì)量。在攤鋪時,為防止標示樁發(fā)生移位,應派相關技術(shù)人員對調(diào)整傳感器進行檢查。
在混合料的含水量達到最佳值時,即可使用壓路機對路面進行碾壓作業(yè)。碾壓設備可選擇重型振動式壓路機。在碾壓作業(yè)過程中,如果發(fā)現(xiàn)路面存在松散、彈簧土的問題,需將問題區(qū)域剔除,并重新選用良好的混合料進行攤鋪[2]。
進行全斷面攤鋪時,不應留有余縫。對于同一天進行作業(yè)的2個攤鋪段之間的銜接處,應派相關施工人員進行搭接處理,搭接長度為一個樁位的長度。待完成整形工作后,需人工將攤鋪末端修齊,并安置與施工層厚度相同的木板,待1 d過后,將木板除去,并清理干凈。
1)在本項目路塹工程施工過程中,當開挖到塹底處時,必須進行土石的識別,并根據(jù)基床設計進行剖面測量,然后進行開挖和修筑;根據(jù)設計要求采取有效施工措施,例如,壓實、換填、改良土壤等。用爆破法開挖的路塹,在鉆孔時按地面標高控制藥量,進行光面爆破。
2)在施工之前,對地基的主體進行檢驗,并向監(jiān)理單位報告驗收。在基床上,主要以砂礫為填料,在一定程度上還可以采用硬度高、粒度≤15 cm、不易風化的石料,進行分層填筑,每層厚度保持在20~25 cm,并按要求夯實均勻。各壓實層的全寬度必須采用同一填充劑,在上層和底層采用D15(大顆粒填充物中微粒含量<15%的粒徑)和D85(在低顆粒填充物中微粒含量<85%的粒徑),應滿足D15≤D85。
3)在路基基礎上,不采用塑性比>12或者液限>32%的黏質(zhì)土壤進行填筑。路基基床的表土,若為易風化的黏土和塑性值>12或者液限>32%的黏土,應采用滲水土進行更換,邊溝深度>0.6 m,并進行加固。
1)在基床地基上,必須采用塑性比>12且液限>3%的黏質(zhì)黏土作為填筑材料,對碎石道床的底層進行砂墊層鋪砌,將碎石道床和路基基面分開,優(yōu)化基面的應力分布,保證地基表面平整,防止因積水引起路面翻漿冒泥。在降雨多的區(qū)域,在沙墊層中要加鋪有復合土工織物或橡膠板、塑料排水管板等組成的防水材料,以阻止地面水進入地基,避免由于地基土壤含水率的增大,在列車荷載的重復作用下發(fā)生翻漿冒泥。
2)基床的表層修復和維護。在平整、充填過程中,若填筑厚度<10 cm,應先將原來的壓實層開挖10 cm以上,然后進行填筑、壓實,以保證其外觀質(zhì)量符合設計要求。在無滲水的地基上設置路拱,其外形為高0.15 m的三角形,底部寬度與路基寬度相等。當曲線變得更寬時,仍然能維持三角形。在路拱下端由已有線路肩部往外側(cè)作4%的排水橫坡,而在橫向上(包括路拱)則進行滲流。
該工程綜合整治了諸如基床翻漿、路基下沉與路肩寬度不足等常見的多種路基基床病害,在基床換填中粗砂與土工室、復合土膜及蓋板溝的鋪設工序中,關鍵技術(shù)要點如下:
1)換填中粗砂工序。在確保料中不含石碴后,分層回填中粗砂并夯實,依循相關設計規(guī)范,配置好路拱,確?;姹3制秸沤^外高內(nèi)低的反坡產(chǎn)生。在適宜換填寬度與厚度下,基床換填砂層最低點應比側(cè)溝漿砌基礎面至少高出0.1 m。
2)土工室鋪設工序。事先鋪墊10 cm底砂,將坡面夯實與撫平后鋪設土工室。利用鋼筋或木樁在基床上固定土工室的一端,然后將其用力拉開,使每個空格呈標準菱形,再固定于基床上,隨后填入中粗砂于空格內(nèi),并充分搗實。在一聯(lián)填完后,便可將固定的鋼筋或木樁拔出,利用專用聯(lián)接組件將下一聯(lián)格與前一聯(lián)格連接,并重復上述工序。完畢后,鋪設10 cm面砂土于工格室上,并進行最后的基面順坡整平與夯實作業(yè)。
3)復合土工膜鋪設工序。與土工室鋪設相同,首先鋪墊好10 cm底砂,將坡面夯實,待整體平順后鋪設復合土工膜。鋪設作業(yè)時,應保持時刻拉緊狀態(tài),避免發(fā)生翅曲、鼓包等現(xiàn)象。土工膜低端應壓在高端下,做到接頭不滲漏。完成上述步驟后,即可在復合土工膜上鋪設10 cm面砂,將基面夯實緊密并整平順坡。
4)回填道碴工序。將道碴清篩后回填入原線路道床,人工填平后,進行搗固機搗固,隨后開始起拔道作業(yè),確保線路水平、高低與方向等指標符合設計要求后,使用搗固機進行二次搗固夯實,完成上述步驟后,進行道床整形作業(yè)。
5)鋪設干砌片石護肩及與碎石濾層工序。在道碴回填后,應立即鋪設干砌片石護肩,作業(yè)時確保各個部分結(jié)構(gòu)尺寸合格,在片石護肩側(cè)面勾縫與頂面涂抹0.02 m的M10水泥砂漿,在干砌時,內(nèi)側(cè)礫石反濾層要及時進行施工,確保礫石反濾層的填料質(zhì)量滿足規(guī)范標準,采取邊填筑邊夯實的施工方法。在路塹地段,應隨時恢復漿砌側(cè)溝,預置卵礫石反濾層,砌筑側(cè)溝要嚴格把控厚度與坡度,確保每延米均配置好泄水孔,泄水孔的高程處于滲濾層最底層,為預防可能發(fā)生的泄水孔堵塞,泄水口高程應為4%的順坡。
6)蓋板溝加寬路肩工序。當發(fā)現(xiàn)路基基床不足,可采取蓋板溝加寬路肩方法解決,相較于其他病害,此類病害一般無須進行線路封鎖與列車慢行舉措,只應加強對漿砌施工的安全防護。蓋板溝蓋板應預先依照設計制備,并嚴格把控砌筑漿砌片石溝與現(xiàn)澆混凝土蓋板溝側(cè)壁的結(jié)構(gòu)尺寸,使其符合標準,確保已有路塹側(cè)溝底與整治段蓋板溝兩側(cè)良好銜接,達到溝底水流順暢的效果。
綜上所述,鐵路路基基床的施工質(zhì)量關乎人們的通行安全,也能在一定程度上影響通行列車的舒適度。本文結(jié)合埃塞俄比亞鐵路工程實例,闡述了基床級配碎石的施工工藝,針對基床翻漿、路基下沉、路肩寬度不足等病害類型提出了換填中粗砂、鋪設土工格室等綜合整治措施,通過采取科學合理的施工技術(shù),確保了工程的順利進行和整體質(zhì)量。