路堤填筑及路堑开挖PPT（共103页）

1、中铁四局集团有限公司铁路路基施工技术彭宏伟第三章 路堤填筑及路堑开挖 二 路堤填筑施工 一 填筑施工准备三 特殊路基施工 四 路堑施工 五 相关配套工程施工 六 季节性施工路基的变形控制（刚度）路基填土压密下沉 行车引起的基床累计下沉 地基下沉引起的工后沉降 地基类型处理措施填土高度施工周期 处理类型置换率桩强度桩深度 无砟轨道（300Km/h）:一般地段工后沉降15mm，过渡段5mm 有砟轨道（250Km/h）:一般地段工后沉降10cm，过渡段5cm，年沉降3cm填料材质压实质量有砟改无砟填料材质压实质量处理措施双线路基路堤标准横断面示意图 双线路基路堤和路堑标准横断面示意图 粒径0.5mm

2、一 填筑施工准备1.土工试验 路基工程施工前，应对取土场路堤填料进行土工试验，确定填料名称、分类、工程性质等，与设计规定值、规范允许值加以比较，选定填料最大干密度、最佳含水量等各项指标。颗粒分析试验压实试验筛分析法、密度计法最大干密度、最佳含水量击实曲线界限含水率试验液限塑性液限指标塑性指标无侧限抗压强度试验水泥（石粉）剂量测定粒组粒径及质量分布改良土土的最优含水量和最大干密度不是常量，随着击实功增加，土最大干密度增加，最优含水量逐渐减少 2.填筑工艺性试验 填筑工艺性试验，是将设计标准和室内试验数据转化为施工控制参数的必要环节，在大规模施工之前，或材料来源发生变化后，均应按规定进行现场工艺性

3、试验，以确保填筑工艺，保证填筑质量。 代表性施工段100m编制方案对比试验合理的虚铺厚度合理的压实厚度最经济的压实遍数最佳含水量最佳的机械组合合理的机械走行速度合理的分段长度合理的施工控制方法六种路堤填筑工艺性试验：1）.基床以下填料填筑压实工艺试验；2）.基床底层填筑压实工艺试验；3）.基床表层级配碎石填筑压实工艺试验；4）.基床表层沥青混凝土填筑压实工艺试验；5）.过渡段填筑工艺试验；6）.改良土填筑工艺试验。基床底层工艺试验 基床表层工艺试验 基床表层沥青混凝土工艺试验 过渡段工艺试验 改良土工艺试验 2.填筑工艺性试验d(mm)巨粒6060粗 中 细粗砾粗粒0.075细粒粉粒粘粒胶粒0

4、.0020.0050.0752 细 中粗0.250.5细砾二 路堤填筑施工 1 路堤填料风化、搬运、沉积地质成岩作用520岩石土碎石200块石岩石碎石类土砂土粉土粘性土有机土漂石块石浑圆或圆棱状为主尖棱角形为主粒径大于200mm的颗粒超过全质量50%卵石碎石浑圆或圆棱状为主尖棱角形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主圆砾角砾粒径大于60mm的颗粒超过全质量50%粒径大于2mm的颗粒超过全质量50%名称 颗粒形状 粒组含量碎石类土碎石类土级配好为A组填料级配不好为B类土细粒含量30%为C类土路堤填料分类块石类碎石类砾石类级配：不均匀系数和曲率系数细粒：粘粒直径不大于0.075mm岩石碎石类土砂类土粉土

5、粘性土有机土粒径大于0.5mm的颗粒超过全质量50%土的名称 粒组含量砾砂粗砂中砂细砂粉砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量85%粒径大于0.25mm的颗粒超过全质量50%粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量50%粒径大于2mm的颗粒占全质量25%50%细粒土不得直接用于路堤填料，C组需改良。砂类土级配好为A组填料级配不好为B组填料细砂中细粒含量5%15%（或级配不良）为C类土；粉砂为C类土。路堤填料分类砂类土基床以下基床底层A、B组填料C组碎石类、砾石类土C组细粒土改良A、B组填料改良土基床表层级配碎石级配砂砾石沥青混凝土无砟轨道路堤填料规定硬、软岩碎石，级配好，粒径15cm。过渡段级

6、配砂砾石级配碎石沥青混凝土块石级配好，粒径10cm。过渡段内与级配碎石连接段采用A、B组填料。粒径10cm。路堤填料抽样检验粗粒土改良土级配碎石沥青混凝土10000m3颗粒级配、颗粒密度2000m3颗粒级配、颗粒密度针状、片状颗粒含量黏土团及有机物含量砂3000m3含泥量及筛分砂类土5000m3碎石类土10000m3颗粒级配、颗粒密度液塑限、击实试验外掺料200t配合比5000m3筛分试验相关试验矿料200m3沥青100t客专沥青混凝土技术条件（产品检验 进场检验 使用前检验）2.基床以下路堤填筑 填筑施工工艺流程图 施工顺序纵向施工顺序示意图 下层面处理 卸料摊铺静压 振压 终压 精平 基底

7、处理 施工准备：1.测量放线2.组织准备3.技术准备4.物资准备5.土木试验 6.技术交底人、机、料、法、环技术交底压路机司机 碾压里程范围 压实遍数 机械走行速度 压实顺序 纵横向重叠长度 安全注意事项 技术员 直线地段碾压顺序 先两侧后中间，先慢后快，先静压后振动。 曲线地段曲线内侧向外侧 先慢后快，先静压后振动。 曲线内侧曲线外侧碾压要求 纵断面 平面 速度4Km/h 每层填筑时，应向路基两侧做4%的人字横向排水坡。 平地机整平修正时易将粗集料刮到表面，造成离析和粗细集料成“窝”或“带”，平地机来回刮平的次数越多，离析现象愈严重，平整时应设23人小组负责消除平地机整形后的“窝”或“带”。

8、 当路堤高度小于基床厚度（3.0m）时，应按设计进行整平碾压、夯实、翻挖回填、换填或其他加固措施。 其他要求 控制填土速率，路堤中心地面沉降速率不大于10mm/每昼夜，坡脚水平位移速率不大于5mm/每昼夜。 公路软土地基路堤设计及施工规范（GTJ017），实践证明：对于沉降量比较大的软土地基，应采用这个标准。 检验签证 有砟轨道采用K30和K(或n)作为控制指标；无砟轨道采用K30、K(或n)和Ev2作为控制指标。 路基压实质量控制的目的是对路基的承载能力和沉降变形进行控制，保持线路稳定与平顺，保证列车能安全、舒适、高速运行，而控制和检测压实质量的标准、方法和设备，则是保证压实质量的途径和措施

9、。 物理指标有压实系数K、孔隙率n二种，力学指标有地基系数K30、动态变形模量 Evd、二次变形模量Ev2三种。 日本检测手段：K30和压实度K；德国及法国检测手段：Ev2、Evd。 地基系数K30：土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小。它是用直径为300mm的刚性承载板进行静压平板载荷试验，取第一次加载测得的应力位移(q-s)曲线上s为125mm时所对应的荷载Qs，按K30Qs125计算得出，单位是MPam。 直观表征路基刚度和承载力。 K30平板载荷试验适用于粒径不大于载荷板直径14(7.5cm)的各类土和土石混合填料。（与验标关系） 地基系数K30 K30平板载荷试验的测试有效深

10、度范围为4050cm。（与验标关系） 颗粒不均匀的碎石土，难以得出准确可靠的K30检测测试结果。 碾压完毕后，路基含水量高，K30测试结果小；含水量低，K30测试结果大。离散性大、重复性差。压后24小时后检测。 二次变形模量Ev2:通过圆形承载板和加载装置对土路基进行静态平板载荷试验，一次加载和卸载后，再进行二次加载，用测得的二次加载应力一位移(a-s)曲线来计算Ev2值的试验方法。一次加载消除土体部分塑性变形，得到的二次加载曲线更能反映土体弹性变形能力。单位是MPa。二次变形模量Ev2 适用于粒径不大于载荷板直径14(7.5cm)的各类土和土石混合填料。 K30第一次加载曲线包含塑性变形Ev

11、2第二次加载曲线弹性变形测试有效深度范围为4050cm。 路基在运营条件下承受反复循环荷载动载作用，Ev2更接近实际荷载形式，理论上Ev2比K30更适合做为路基刚度检测指标。 K30实践经验丰富，现阶段仍以K30试验为主。动态变形模量Evd 高速铁路，动荷载产生的冲击力对路基的影响明显，路基的稳定性和变形问题主要是由动荷载引起的，采用模拟列车运行时产生的动应力及动应变形指标作为路基的填筑质量检测标准将更科学合理、更符合实际情况。 采用一定质量的落锤，从一定高度自由落下，通过阻尼装置、承载板对路基产生瞬间的冲击，使路基产生沉陷。模拟高速列车对路基产生的瞬时动应力进行动载测试，能够反映土体的实际受

12、力情况。其荷载板下的最大动应力0.1Mpa，与高速铁路设计的土的动应力相符。以此计算路基的动态变形模量Evd指标。 适用于粒径不大于载荷板直径14(7.5cm)的各类土和土石混合填料。 测试有效深度范围为4050cm。 填料轨道类型粗粒土碎石类A、B组填料及细粒改良土有砟轨道90110130K0.9孔隙率n（%）3131无砟轨道90110130Ev2( MPa)454545K孔隙率n（%）3131基床以下路堤填筑压实标准压实指标压实指标填料K30（MPa/m）K30（MPa/m） 改良细粒土0.923.基床底层路堤填筑 当采用碎石类和砾石类填筑时，分层的最大压实厚度不应大于35cm，当采用砂类

13、土和改良细粒土填筑时，分层的最大压实厚度不应大于30cm，分层填筑的最小压实厚度不宜小于10cm。填筑压实工艺流程按照基床以下路堤压实要求组织进行。 3.基床底层路堤填筑 基床底层路堤填筑压实标准轨道类型改良 细粒土碎石类A、B组填料及细粒改良土有砟轨道110130150K孔隙率n（%）2828Evd( MPa)404040无砟轨道110130150Ev2( MPa)606060Evd( MPa)353535K孔隙率n（%）282m无咋轨道路涵过渡段图（有砟h1.5m） h2m无咋轨道路涵过渡段图（有砟h1.5m） （倒梯形） （正梯形） 与路基同步摊铺后背墙绘填筑线检测压实质量基坑回填基底处

14、理碾压或夯实合格不合格与路基同步摊铺碾压或夯实填筑至涵洞顶面不合格合格涵顶距路基面高度h2m涵顶距路基面高度0.4mh2m下道工序检测压实质量涵顶以上填料同路堤和路堤同步填筑到基床表层涵顶以上填料同过渡段同填料填筑到基床表层填筑至涵洞顶面路涵过渡段工艺流程图工艺流程技术要求 涵顶两侧大型压路机能碾压到的部位，其填筑施工与基床表层填筑要求相同，填土厚度大于1m后，才可采用大型振动压路机碾压，方可通行大型施工机械。 大型机械碾压不到位的部位，用小型振动压实设备分层进行碾压，填料的虚铺厚度不大于20cm，碾压遍数由试验参数确定。 大型压路机靠近结构物的部位，应平行于结构物进行横向碾压。 过渡段路堤基

15、床表层压实质量与路堤基床表层的要求相同，基床表层以下级配碎石压实质量与路桥过渡段基床以下级配碎石压实标准相同。 横向结构物顶至轨底高度小于1.5m（无咋轨道为2.0m）时，横向结构物顶面以上路堤以及两侧20m范围内基床表层填筑掺入5%水泥的级配碎石。结构物强度必须达到设计强度的100%后方可过渡段填筑施工。 涵洞基坑采用混凝土分层回填至原地面，涵两侧过渡段填筑必须分层对称进行，并应与相邻路堤同步施工。 技术要求 加入水泥的级配碎石混合料应在2h小时内使用完。 2.3路基与路堑过渡段路堤与路堑连接处为坚硬岩石时，在路堑一侧顺原地面纵向开挖台阶，台阶高度一般为0.6m左右，并在路堤一侧设计级配碎石

16、过渡段。路堤与路堑连接处为软质路堑时，顺原地面纵向挖成1：2的坡面，坡面上开挖台阶，台阶高度一般为0.6m左右，其开挖部分应与相邻路堤同样填料填筑。填筑前，应平整地基表面，碾压密实；并应挖除堤堑交界坡面的表层松土，按设计要求做成台阶状。 过渡段路堤基床表层压实质量与路堤基床表层的要求相同，基床表层以下级配碎石压实质量与路桥过渡段基床以下级配碎石压实标准相同。2.4隧路（桥）连接处过渡段 连接处为软质岩、强风化硬质岩或土质路堑时，底部换填C20混凝土，基床表层采用填筑级配碎石并加5%的水泥过渡，填筑标准应满足基床表层标准。隧道与路堑连接处为硬岩石路堑时，在路堑侧不设过渡段。过渡段与其相邻路堤按一

17、体同时施工。 3.既有线路基帮宽 既有线路基帮宽施工前，必须按设计的施工防护方案严格设置防护。 邻近既有线路堤段填筑时，必须先按试验确定的填筑层厚，采用人工分层开挖台阶，台阶宽度应不小于2m，应边挖边填，确保既有路基与帮填路基结合牢固，保证既有路基稳定。 并行地段路堤施工断面图 既有线有挡护工程段施工时，可拆、填交替同时进行，边拆除既有挡护边填筑，必要时采取扣轨慢行或封锁线路施工的方法，确保既有线路基稳定和行车安全。 帮填施工时，每一压实层均应作成4%向外的横向排水坡，防止雨水侵蚀既有路基，确保既有线行车安全。 控制好九道工序的施工、操作质量：测量放样、基底处理、选料取土、铺设土工织物、填土、

18、整平、压实、检验、路基整修；严把“五关” ：施工防护、填料复查、含水量控制、压实质量、检验签证。 填料按每层虚铺不超过30cm标准施工，尽可能减少暴露时间，加强施工前后的排水，避免形成蓄水坑，确保基底稳定。 3.既有线路基帮宽四 路堑施工技术1.土质路堑开挖 路堑开挖不论开挖工程量和深度大小，均应自上而下分层开挖，不得乱挖超挖，严禁掏洞取土。 表层土可利用推土机配合挖掘机预先给予清除，并用汽车运输到指定弃土场。 路堑开挖应做好截排水工作，开挖过程中应确保排水系统通畅。 路堑开挖应做好地质核对工作，开挖后如发现与地质资料不符时，不得擅自施工，应及时反馈监理、设计单位。 施工至路床顶面，考虑其压实

19、下沉量，挖方路基施工标高比设计标高可抬高25cm 。 对于边坡较高的软弱、松散路堑，应采取分级开挖，分级支护、分级防护的坡脚预加固措施 。 路堑开挖方法 1.短而深的路堑开挖采用横挖法。即以路堑整个横断面的宽度和深度，从一端或两端逐渐向前开挖的方式，每层台阶高度为35m，边坡采用人工分层修刮平整。 2.长而深且两端地面纵坡较缓的路堑采用通道纵向开挖法。先沿路堑纵向挖掘一通道，然后将通道向两侧拓宽，上层通道拓宽至路堑边坡后，再开挖下层通道。 路堑开挖方法 3.当路堑较深时，采用分层纵挖法。 路堑开挖方法 4.当路堑的一侧堑壁较薄（傍山路堑），路堑过长，弃土运程过远，沿路堑纵向选择一个或几个适宜处

20、将堑壁较薄处横向挖穿，使路堑分成两段或数段，各段再纵向开挖。 路堑开挖方法 5.当路线纵向长度和挖深均很大时采用混合式开挖，即将横挖法和通道纵挖法混合使用。先沿线路路堑纵向开挖通道，然后沿横向坡面开挖。每个坡面应设置一个施工小组或一台机械作业。 路堑开挖方法 2.石质路堑开挖 石质路堑开挖根据路堑岩石开挖深度、地形情况及岩体的岩性采用一次全断面开挖或分层台阶开挖，并视分层台阶高度分别采用浅孔爆破和深孔爆破，两侧边坡采用光面、预裂爆破。路堑深度8m，一次开挖成形；路堑深度8m，分两次或三次开挖成形，台阶高度一般以4m为宜。当开挖深度4m时采用浅孔爆破；当开挖深度4m时采用深孔爆破。 远离民房的路

21、堑，采用大区多排微差深孔松动控制爆破；近邻民房地段，由安全允许振动计算最大一段用药量所确定的爆破规模，可采用浅眼台阶爆破或小规模深孔松动爆破。 石质挖方边坡，每下挖23米需对新开挖的边坡从上而下清刷边坡。清刷后的路堑边坡不陡于设计要求。软质岩石用人工或机械清刷，对次坚石、坚石用炮眼法，裸露药包法爆破清刷边坡，清刷后的路堑边坡不陡于设计要求。 针对岩层、石质情况应先进行试爆，选用合理的孔网参数和装药结构，以使岩石既充分破碎又尽量减少飞石，并使破碎后的岩块能直接适合机械装运和路基填筑。 爆破网路的选择 实施纵向松动爆破，最小抵抗线方向与线路平行；通过起爆网路改变临空面方向，达到控制飞石方向的目的；

22、爆破作用以“松”、“裂”为爆破破碎标准，即控制爆破岩石不产生位移或产生少量位移，做到“宁松勿散”、“宁散勿飞”。松动爆破现场 孔内延期，排间微差。适用于远离民房、规模不大的深孔松动爆破。爆破网路的选择 各排孔内自台阶面依次装3、5、7、9段别的毫秒雷管作起爆雷管,孔外用即发雷管接力，导火索点火。 孔外延期、排间微差。适用远离民房，规模很大的大区多排微差深孔爆破。 孔内装7段或7段以上的统一段别的毫秒雷管，孔外用5段毫秒雷管逐排串联。 爆破网路的选择 孔外微差、V字型起爆。适用于村庄附近，对爆破地震要求较严的地段。 孔内用8段毫秒雷管起爆，同排孔间用3段毫秒雷管接力，排间用5段传爆。 爆破网路的

23、选择 空间微差、对角起爆。适用于穿过村庄，对爆破地震要求及严的地段。 爆破网路的选择 开挖工艺流程现场勘查爆破设计公安部门审批监理理师审查施工准备机具、人员配备爆破器材准备钻 孔装 药封锁现场起 爆测定爆破效果清 碴联接起爆网路排架防护、覆盖警戒防护解除警戒检查处理瞎炮、危石试 爆爆破计划报批石质路堑开挖工艺流程图爆破安全采用编织袋上铺加筋橡胶条编制的炮被进行防护。 大雾天、黄昏和夜间禁止进行爆破。确需在夜间爆破时，必须采取有效的安全措施。遇雷雨时应停止爆破作业并迅速撤离危险区。 警戒区周围必须设警戒人员；警戒范围：小药量爆破应距离放炮地点200m以外，用药量较多的爆破的警界距离应经过计算确定

24、（最小安全距离不得小于300m）。 临近铁路既有线爆破安全，提前报运输部门审批，纳入施工计划后方可施工。派驻驻站联络员，提报“申请施工爆破表”。严格按申请时间施爆，严禁不请点施爆、追尾施爆。迅速对既有线进行检查。爆破地段靠近民居时，爆破前对民房原有状况调查（拍照存档），并加以标记，以便应对地方老百姓的索赔，最大限度地降低损失。 既有线防护示意图 3.路堑基床 对于开挖出来的路堑，如基床范围内有Ps1.5MPa或o0.18MPa的土层时（采用无砟轨道时，基床范围内的地基应无Ps1.8MPa或00.2MPa的土层），应及时与监理、设计沟通，进行土质改良或加固处理，不得私自处理。 不易风化硬质岩石基床，应将表面做成向两侧的4%排水坡，做到表面平顺，路肩整齐，对凹凸不平处应采用不小于C25混凝土补齐。 基床底层表面宜保留10cm20cm厚土层带基床表层施工前开挖，以防扰动。 强风化硬质岩石、软质岩石及土质路堑基床表层应按设计换填级配碎石，施工工艺应与路堤基床表层的要求一致。 基床表层级配碎石填筑压实标准填料轨道类型压实度标准地基系数K30（MPa/m）孔隙率（）动态变形模量Evd（MPa）变形模量Ev2（MPa）级配碎石有砟轨道1901855无砟轨道19018501203.路堑基床5.相关配套工