中国水利水电第四工程局有限公司 青海西宁 810000
摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，我国铁路建设在不断完善，某铁路8合同段地处平原，铁路路基C组填料来源不广泛，结合施工区域粉砂夹粉质黏土以及细砂较丰富的情况，提出了黏土包砂填料替代传统C组填料施工的方法。论文详细介绍了重载铁路黏土包砂路基填筑关键工艺，可为类似工程施工提供一定的借鉴和指导。
关键词：重载铁路；路基填筑；黏土包砂；施工技术
引言
地基系数K30能够反映路基的强度与变形，是当前铁路路基压实的核心检测项目之一。其测试过程在一定程度上模拟了运营期间路基的应力状态，并以力学参数测试值评价路基的压实状态。地基系数K30每级荷载下的沉降稳定标准：每级荷载作用下1分钟的沉降量不大于该级荷载产生的沉降量的1%，且稳定时间不小于3分钟。以下简称为“1%变形稳定标准”。这一标准对应的稳定时间较长，每完成一个测点的试验时间大约需要30～60分钟，这样的检测速度严重地制约了路基的施工进度。另外，K30检测结果及检测效率还受试验装置、试验人员及试验场地等因素的影响，包括试验场地的平整度、砂垫层的厚度、密实及均匀程度、仪器仪表的稳定性、荷载稳定性及沉降稳定标准、气候环境条件等。其中，加载变形稳定标准不仅影响测试值的大小，还显著影响测试效率；场地平整度及砂垫层直接影响荷载板与测面的接触是否紧密；气候环境条件主要表现为路基含水量对测试值有显著影响。如何在保证测试精度的条件下提高测试效率，是当前铁路路基工程地基系数K30检测急需解决的关键问题之一。
1工程概况
铁路煤运通道土建工程MHTJ－21标段一工区里程为DK1058+800～DK1107+501.74（短链后），正线长度为48.43km，路基最大填筑高度为12m，路基填方量达534.88万m3；列车轴重30t，总牵引质量大于10000t，年运输能力大于20000万t，货运密度高。路基工程约3.5km，属于垄岗区，地形平缓开阔，相对高差较小3～15m，多辟为农田。地表土质主要为粉质粘土地表水不发育，局部分布水塘。地下水较发育，主要为第四系孔隙潜水，接受大气降雨补给，埋深0.4～5.5m，季节性变化较大。细砂及圆砾土层为主要的含水层，略具弱承压性。
2施工工艺流程及操作要点
2.1试验方案
为研究K30试验的预压荷载大小、分级加载的时间间隔、填土含水状态等因素对K30指标的影响，制定了如下试验方案：（1）结合现场施工进度，选取基床以下路堤的若干土层，进行粉质粘土填料在标准条件下的K30试验，共进行了15个点的测试。（2）结合现场施工进度，选取基床以下路堤的若干土层，进行粉质粘土填料在不同加载变形稳定时间标准条件下的K30试验，具体开展了2分钟、3分钟两种加载间隔标准的K30试验，共完成了8组16个点的测试。（3）结合现场施工进度，选取基床以下路堤的若干土层，进行粉质粘土填料在不同预压荷载条件下的K30试验，共开展了0.02，0.04，0.06，0.08MPa等四种预压荷载下的K30试验，共完成了两组8个点的测试。（4）结合现场施工进度，选取基床以下路堤的若干土层，进行粉质粘土填料在不同含水状态条件下的K30试验，共测试了浸水与正常碾压条件（不浸水）下共3组6个点的K30试验。现场浸水的具体措施是：在路基填土表面用方木条围成一个边长约为1.5m的正方形区域，上铺一张钻有很多均匀分布小孔的塑料布，然后倒入清水，使水缓慢渗入填土层中，浸水时间大约6小时，浸水深度在30cm以上。
2.2分层填筑
包边土及砂采用蛮河河滩外购合格填料，自卸汽车运至施工现场，施工现场由专人指挥车辆卸土，包边与砂料填筑同时进行。为保证边坡宽度及压实质量，包边土填筑时，按照横断面放出包边内、外边线并每侧加宽50cm填筑；砂料填筑前在路基上用石灰绘制网格，自卸汽车每车运输方量约为19.6m3，网格大小8m×7m，卸料由专人指挥，做到一车一格，保证卸料均匀，便于摊铺、平整以及松铺厚度满足要求。
2.3粉细砂填筑路基施工工艺
（1）施工前的准备工作和原地表处理。包括放样、清除杂物、原地表压实等。（2）推送填料并摊铺。自卸车直接将取土场的C组土（粉细砂）运输至摊铺区后利用“一体式卸料铲斗”进行填料推送，并用推土机粗平，再用平地机精平。（3）翻晒或补水。填料摊铺整平后随机检测填料含水率w（酒精燃烧法），当填料的含水率w满足wt±2%时，直接进行重型碾压；当填料的含水率w＞（wt+2%）时，用路拌机进行翻晒，待含水率满足（wt±2%）时，进行重型碾压；当填料的含水率w＜（wt－2%）时，需要对填料进行补水，洒水车洒水流量控制计算如下：含水率为w的V方填料（干密度为ρd）所需添加水的质量为Δmw=ρdV（wt－w）（1）设每层填料的虚铺厚度为h，则单位面积填料所需添加水的质量为Δmw1=ρdh（wt－w）（2）式中：wt为特征含水率。改装后洒水车喷管的长度为3m，当洒水车以速度v行驶时，单位时间内其喷洒水的面积约为3v，此时所需喷洒的水量为Δmw2=3vρdh（wt－w）（3）假设水的密度为1g/cm3，则对应水的体积为Δv=3vρdh（wt－w）（4）设置洒水车加装的DN20定量数控水表，调节喷管的流量Δqv=3vρdh（wt－w），即可满足填料用水量。（4）填料翻拌。洒水结束后及时组织路拌机进行翻拌，为保证上、下层填料充分结合，路拌机搅拌深度宜进入下层5cm。（5）当路拌机翻拌完毕后，检测摊铺填料含水率，重复步骤（3）和步骤（4），直至含水率达到要求。
2.4碾压密实
1）为减小填层水分损失，保证碾压时所需的含水量，摊铺后及时采用推土机预压2遍。2）预压后采用压路机静压2遍，然后采用推土机碾压，推土机碾压采取纵、横向结合的方式进行碾压，第一遍纵向碾压后，下一遍采用横向碾压，如此交替进行，压实顺序按照先两侧、后中间进行碾压，推土机行驶速度不超过4km/h。各施工段落交接处，须重叠碾压，纵向搭接长度不小于2m，行与行之间压实推土机轮迹重叠不小于10cm。3）粉细砂碾压遍数为推土机5遍，压路机2遍，包边土压路机碾压5遍，后对填料进行相对密度、地基系数K30、压实系数试验检测，试验检测满足要求后才能进行下道工序施工。
结语
铁路通过改变传统路基本体借土填筑施工工艺，采用砂芯外侧黏土包边技术进行重载铁路路基填筑，充分利用了当地地材，解决了土源困难的问题，减少了弃方量和借方量，同时通过工程实际应用，提高了机械设备使用效率，降低了成本投入，有效确保了重载铁路路基填筑施工质量。粉细砂填料尤其河砂填料在我国有广泛分布，应用较少，本技术研究形成的重载铁路砂性土填料路基结构形式及施工工艺，可指导铁路及其他行业粉细砂填料的设计施工，应用前景广阔。
参考文献：
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