路桥过渡段级配碎石施工工法

铁路客运专线路桥过渡段级配碎石施工工法1．前言铁路客运专线运行速度快、技术标准高。由于路基与桥台的强度、刚度、变形、材料等方面存在很大的差异，不同的沉降必然会引起轨道的不平顺，给列车的运行带来严重影响。必须将沉降量控制在一定范围之内，最大限度地降低路基与桥台之间的沉降差，使其实现均匀过渡，才能保证列车安全、平稳、舒适的运行。因此，在路基与桥台之间设置一定长度的过渡段是必然之需。2．工法特点2.1级配碎石的强度高、变形小，材料性质可靠，易控制。因此，在路基与桥台之间设置一定长度的级配碎石过渡段，是实现匀过渡的有效途径。2.2过渡段只能在桥台完工之后进行施工，施工时工点分散，不宜形成大规模施工。3.使用范围本工法适用于铁路客运专线路基与桥台过渡段的基底验收与处理、桥台台背基坑回填、级配碎石的拌制、过渡段本体分层填筑、碾压养护以及过渡段后的倒梯形A、B组填料的填筑等。4.工艺原理高速、舒适、安全是现今铁路的发展方向，而线路的平顺和稳定是必不可少的条件之一。在路基与桥台连接处，由于路基与桥台的刚度差别较大，必将引起轨道的不平顺；加之它们产生的沉降不均匀，在连接处极易产生变形差。为此应在路基与横向构筑物间设置一定的过渡区域即过渡段。以使轨道结构刚度均匀变化，最大限度减小路基与构筑物的变形差，以达到保证列车安全、平稳、旅客舒适的目的。5.施工工艺5.1施工工艺流程路桥过渡段的施工，按“三阶段、八流程”的作业程序组织施工。5.1.1三阶段：准备阶段→施工阶段→竣工阶段5.1.2八流程：施工准备→基地处理→台背混凝土回填→级配碎石分层填筑→摊铺整平→机械碾压→人工夯实→表面整修→检测验收路桥过渡段采用的施工工艺流程参见图5.1-1：施工准备配比设计施工准备配比设计地基清表碎石拌合地基清表碎石拌合不合格不合格退场台后回填砼取样检测原地面检测退场台后回填砼取样检测原地面检测沉降观测合格碎石分层填筑沉降观测合格碎石分层填筑碎石运输碎石运输检查厚度检查厚度推土机粗平推土机粗平人工配合精平人工配合精平人工夯实机械碾压人工夯实机械碾压不合格不合格不合格不合格合格检测压实质量合格检测压实质量记录签证记录签证预压期末填筑至桥台顶面高程预压期末填筑至桥台顶面高程图5.1-15.2填筑前的准备过渡段施工前的准备工作是保证过渡段施工顺利实施的基本前提。施工前的准备工作必须根据建设工程的特点、进度要求，摸清施工的客观条件，合理安排施工力量，从技术、物资、人力和组织等方面为施工创造条件。施工准备工作的充分与否直接影响到工程进度、质量和施工单位的经济效益，对工期产生决定性影响，因此必须认真对待，为施工提供科学依据。主要准备工作有：5.2.1施工图纸审核。核对施工图中过渡段主要尺寸、位置、高程，核对过渡段与桥台的关系，搞清前后工序的衔接。5.2.2地表处理。清除原地面的草皮、树根、腐植土、垃圾、有机杂质和影响工程质量的障碍物。路堤基底原地面平整后，用振动压路机碾压密实，并检测地基系数，达到K30≥60Mpa/m的标准后方可进行过渡段级配碎石的填筑。5.2.3桥台台后基坑回填。台后基坑采用C15混凝土回填，回填混凝土面必须达到与台后原地面同一高程。5.2.4级配碎石的配合比设计、搅拌和储运。1、级配碎石的配合比设计（1）碎石级配范围应符合表5.2.4-1的规定级配编号通过筛孔质量百百分率(℅)50403025201052.50.50.075110095~100--------60~90---30~6520~5010~302~102---10095~10060~90---30~6520~5010~302~103------10095~100---50~8030~6520~5010~302~10(2)施工单位每2000m3抽样检验1次颗粒级配、颗粒密度、针状、片状颗粒含量、黏土团及有机物含量。(3)级配碎石中掺入的水泥的品种、规格及质量应符合设计要求。同一产地、品种、规格、批号的水泥，每200T为一批取样检测。在实际施工中，最有效的判定方法是配比的筛分结果，应达到或接近规范要求的级配中值，为最佳配比。特别是在0.075mm、0.5mm、1mm、16mm几个点上要力求达到中值。3.1.2级配碎石应满足三指标控制要求。经重击击实后，过渡段（不含表层）地基系数K30≥150Mpa/m、动态变形模量Evd≥50Mpa、孔隙率n＜28%。3.2理论配合比设计。3.2.1设计方法。配比设计通常使用三种方法，计算法、试配法和补缺法。该工程采用第二种试配法，根据规范要求，利用选定的集料，按照“优选法”的原则，反复比选试验，直至满足规范各项要求。考虑到压实过程中部分大颗粒被压碎、针片状碎石及软弱颗粒遭破坏将形成5mm以下的颗粒，选定的级配碎石理论配合比为：5mm以下：5-16mm：16-31.5mm：31.5-5020℅：30℅：30℅：20%3.2.2室内试验。为了验证理论配合比的正确性，应按照《铁路工程土工试验规范》（TB10102）进行四项试验。（1）颗粒密度试验，求出颗粒密度Ps，以计算空隙率。（2）颗粒分析试验，制定级配范围。（3）界限含水率试验，判定液限ωL。（4）重击试验确定最佳含水量及最大干密度。3.3实际配合比的调整及确定。根据理论配合比，做工程试验段，通过实践对配比进行调整，以确定实用的最佳配比及工艺参数。（1）设备类型及机械组合情况：级配碎石拌和站为YWBS200型，选用LSS220型振动式压路机，填料摊铺采用T100G型推土机摊铺。（2）最大松铺厚度25CM、碾压遍数6遍、碾压速度4km/h、最佳含水率5.0%。同时在实际施工中，要根据碎石进场情况，要做好含水率测定和碎石筛分试验，施工过程中的含水量是保证级配碎石施工质量极为重要的因素。调整后的施工配合比，除做工程检测外，关键指标仍需通过试验进行判定1、采用级配碎石厂拌设备集中搅拌，装载机配合上料，电脑程控计量，对实际用料，配比应打印出相应记录备查。对厂拌计量设备要经计量局核准，并有专人操作维修，日常应按旬对计量仪器进行校核。2、在搅拌场、搅拌设备料斗内，集料储备应分类存放、相互隔开。其中石屑应现用现备，防止因多备造成下雨水化板结失去胶粘力。3、为确保材料清洁，在堆放场地要防止粘土、杂物及粉尘渗入；装料时要防止将泥土铲入；装车前车内要进行清扫，车厢应严密，防止小颗粒渗漏。4、搅拌的混合料要现拌现用，严禁存放。施工中拌合能力、运输能力、摊铺能力要相互匹配、相互衔接。5、拌合中要根据配比要求，结合天气、运输等条件，认真掌握好含水量，这对级配碎石的质量响影极大，水少难以压实，水多会造成离析。6、装料时，车要有规律的移动，使拌合料在装车时不致产生离析。运输采用自卸汽车，车辆运输过程中用防水篷布覆盖。5.2.5做好临时排水系统,确保降水及地表径流不汇入施工区和地基、基坑内。5.3级配碎石摊铺级配碎石采用机械分层（填料分层松铺注意厚度不宜大于30cm，实际按照25cm分层）铺设。为严格控制过渡段的填筑厚度，在横向结构物背后画线标出填料厚度。按每车料的数量，根据层高计算出每车卸料面积，画出方格网，分车卸料。用推土机初平，压路机静压一遍，然后人工补料找平。摊铺时要做出双向2%坡度的路拱。过渡段要与相邻的路堤及锥体按一整体同时施工，并将过渡段与连接路堤的碾压面按大致相同的水平分层高度同步填筑并均匀压实。5.4级配碎石碾压5.4.1碾压设备采用振动压路机。遵循先轻后重、先慢后快、先静压后振动的原则，由两边向中间碾压。该工程以时速4km/h错轮1/3微振碾压一遍，错轮1/3强振碾压六遍，弱振收光一遍。结构物背后大型压路机碾压不到的部位应先摊铺10cm厚的填料，用小型内燃打夯机分层夯实。如果结构物顶填土厚度小于1m时，不得采用大型振动压路机进行碾压。结构物两侧的过渡段填筑必须对称进行，并应与相邻路堤同步施工。5.4.2过渡段级配碎石与路基填筑接茬处，应做重点搭接碾压，并同层同步施工，过渡段两侧粘土包裹层及锥坡填土与过渡段三者应采用“平起法”同步施工。5.4.3碾压中控制好含水量，是能否压实的关键。机械碾压后，要人工补平凹坑，修补纵横衔接部位及路基两侧边缘，这是十分重要的一个环节。5.5养生及保护5.5.1对碾压成型的级配碎石层，由于石粉的水化粘结作用，有一定的板结过程，一般1天的强度可达60%左右，3天可达70%左右，7天可达85%左右，因此养护期应以7天为宜。5.5.2养护期内一要禁止跑车扰动；二要保持含水量，按时喷雾洒水；三要防止大雨冲淋，细粒渗漏。养护方法可用草帘子、塑料布等进行覆盖养护。5.6劳动力组织（见表5.6-1）表5.6-1序号人员数量职责1施工负责人1全面负责施工生生产、技术术、物资设设备以及人人员的调配配与管理2技术负责人1主要负责技术管管理工作，包包括施工技技术、方案案、工艺、试试验以及内内业资料等等管理工作作3拌合站站长1全面负责拌合站站的管理工工作4试验员1主要负责各种材材料的检验验、评定、配配合比设计计、密实度度的检查等等工作5质量检查员1负责制定质量管管理制度以以及现场质质量检查等等工作6测量技术员3负责测量放线工工作以及过过渡段与相相邻建筑物物闭合复核核工作7机械操作手6负责机械的规范范操作8机修手4负责机械保养和和修理9普工10负责边坡修整、机机械配合等等附属工作作6.材料与设备6.1填料的生产和选用6.1.1级配碎石的组成。过渡段级配碎石是用4种碎石集料，按一定比例搅拌而成的混合料。通过颗料间的摩擦作用、嵌锁作用和粘结作用，经过碾压达到压实板结的目的。6.1.2级配碎石集料的标准。其材料粒径、级配及品质应符合《铁路碎石道床底碴》“（TB/T2897）”的有关要求。主要性能指标：1）粒径大于1.7mm的集料的洛衫矶摩耗≤5%。2）粒径大于1.7mm的集料的硫酸熔液侵泡损失率≤12%。3）粒径小于0.5mm的细集料液限≤25%，塑性指数＜6%。4）粘土团及有机物含量不得超过2%。5）软质、易破碎的碎石含量不得超过10%。6）细长扁平颗料含量≤20%。7）0.5mm以下细集料中通过0.075mm的筛分含量＜66%。6.1.3集料的生产和试验。1、生产石料的轧制机械，选用环锤式轧石机，生产的碎石针片状含量较少，级配稳定。2、石厂应按TB/T2897标准规定，进行型式试验和生产检验，特别是对集料的筛分和粘土团含量指标应按周检测。3、施工单位对进厂料按每2000m3抽样检查一次颗粒级配、颗粒密度、针状、片状颗粒含量、粘土团及有机物含量。另外在施工中要加强对集料质量及级配情况进行目测检查，将检查结果写入工程日志内。6.2级配碎石配合比的设计与调整过渡段级配碎石填层的压实质量标准按地基系数K30、动态变形模量Evd和孔隙率n三项指标控制，要达到三指标控制的要求，就必须有最佳的级配配合比。6.2.2筛分结果要在“暂规”碎石级配范围之内（见表6.2.2-1）。三种碎石级配范围是配合比设计要满足的必要条件。过渡段用碎石级配范围级配编号通过筛孔（mmm）质量百百分率（%）50403025201052.50.50.075110095~100——60~90—30~6520~5010~302~102—10095~100—60~90—30~6520~5010~302~103——10095~100—50~8030~6520~5010~302~10在实际施工中，最有效的判定方法是配比的筛分结果，应达到或接近规范要求的级配中值，为最佳配比。特别是在0.075mm、0.5mm、1mm、16mm几个点上要力求达到中值。6.2.3级配碎石应满足三指标控制要求。经重击击实后，过渡段（不含表层）地基系数K30≥150Mpa/m、动态变形模量Evd≥50Mpa、孔隙率n＜28%。6.2.4理论配合比设计。1、配比设计通常使用三种方法，计算法、试配法和补缺法。2、本工法采用第二种试配法，根据规范要求，利用选定的集料，按照“优选法”的原则，反复比选试验，直至满足规范各项要求。3、考虑到压实过程中部分大颗粒被压碎、针片状碎石及软弱颗粒遭破坏将形成5mm以下的颗粒，选定的级配碎石理论配合比为：5mm以下：5-16mm：16-31.5mm：31.5-5020℅：30℅：30℅：20%6.2.5室内试验为了验证理论配合比的正确性，应按照《铁路工程土工试验规范》（TB10102）进行四项试验。1.颗粒密度试验，求出颗粒密度Ps，以计算空隙率。2.颗粒分析试验，制定级配范围。3.界限含水率试验，判定液限ωL。4.重击试验确定最佳含水量及最大干密度。6.3实际配合比的调整及确定。根据理论配合比，做工程试验段，通过实践对配比进行调整，以确定实用的最佳配比及工艺参数。本工法试验结果：最大松铺厚度25CM、碾压遍数8遍、碾压速度4km/h、最佳含水率5.0%。同时，施工过程中的含水量是保证级配碎石施工质量极为重要的因素，在实际施工中，要根据碎石进场情况，要做好含水率测定和碎石筛分试验，。调整后的施工配合比，除做工程检测外，关键指标仍需通过试验进行判定。6.4设备类型及机械组合情况：级配碎石拌和站为YWBS200型，选用LSS220型振动式压路机，填料摊铺采用T100G型推土机摊铺。本工法无需特别说明的资料，采用机具设备见表6.4-1表6.4-1序号名称型号单位数量1级配碎石拌合站站YWBS2000型套12装载机ZL50台14压路机LSS220台15内燃打夯机BS600台16推土机T100G台17自卸汽车重庆红岩18TT辆58洒水车4T台16.5质量检测设备采用机具设备见表6.5-1表6.5-1序号名称型号单位数量1平板载荷测试仪仪K30台12EVDZFG20000台14灌砂桶/个15电热干燥箱101A-000台16全站仪DTM532台17水准仪320台17.质量控制7.1严格按“三阶段、四区段、八流程”水平分层填筑的施工工艺进行施工，确保路基过渡段填筑质量。加强施工技术管理，坚持技术复核制，确保施工图纸、技术交底及测量放样准确无误。7.2施工前项目部路基专业工程师对施工队有关技术问题进行书面交底，测量班认真测设试验路段的中线桩和边桩。施工中技术负责人或技术员现场旁站指导施工，测量控制每层松铺厚度和填筑宽度，允许偏差见表7.2-1。基床表层以下过渡段级配碎石填层压实标准见表7.2-2表7.2-1项目要求项目要求项目要求项目要求纵向填筑长度不小于设计值中线至边缘距离0，+50mm横坡±0.5%边坡坡率（偏陡量）3%设计值纵向填筑坡度不大于设计值宽度不小于设计值平整度15mm表7.2-2项目地基系数K300(MPa//m)动态变形模量EEVD（Mpa）空隙率n(%))压实标准≥150≥50＜28%基床表层以下过渡段级配碎石填层的压实标准按照地基系数K30≥150Mpa/m、动态变形量Evd≥50Mpa、孔隙率n＜28%三项指标控制。按《铁路工程土工试验规程》（TB10102）及有关试验方法的规定检测。其中每压实层抽样检验孔隙率n至少3点，其中距路基两侧填筑级配碎石边线1m处左、右各1点，路基中部1点；每填高约30cm抽样检验动态变形模量Evd3点，其中1点必须靠近涵洞边缘上；每填高约60cm抽样检验地基系数K30、动态变形模量Evd各2点，其中距路基两侧填筑级配碎石边线2m处各1点，路基中部1点。该段过渡段填筑各层检测数据均满足三项指标要求7.3阴天或雷雨天施工时，每次作业必须将松铺层摊铺压实完毕，并且压实层顶面要做成向路基两侧2％的横向排水坡，确保不被雨水侵害。7.4施工过程中，技术人员认真做好施工记录，遇到技术难题，及时和监理工程师协商解决。严格按照程序施工，路基基底未经监理工程师验收，不得开始过渡段填筑；当前填筑层未经监理工程师验收合格，不得开始下一层填土施工。7.5施工完毕后，人工自上而下拉线清刷边坡。对填筑后的过渡段尽快完善排水系统或采取临时的排水措施。8.安全措施1、机械和车辆司机必须持有效证件上岗，严禁酒后操作和驾驶机械车辆，严禁无证上岗。2、所有施工人员必须戴安全帽，施工现场设专职的机械车辆指挥员，合理有序地调度各机械车辆来往穿插作业，避免因现场运行混乱而引起的机械车辆及人员相互碰撞事故。3、设专职的安全环保员对以上各个安全环保环节和整个施工的安全环保工作进行检查监督和指导，防止任何安全事故的发生。9.环保措施1.由于天气持续高温干燥，要及时对施工便道进行洒水降尘，以免对周围居民生活带来影响。2.路基清底所产生的草皮，树根、淤泥软土等施工垃圾清运到指定的弃土场，不随意到处堆砌。3.机械车辆集中在一处场地修理，所产生的油污及时收集处理，不能被雨水冲散而污染环境。10.效益分析本工法使轨道结构刚度均匀变化，最大限度减小路基与构筑物