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分析高速铁路路基施工检测技术及应用

发表时间：2021/5/24 来源：《基层建设》2021年第2期作者：韩超

[导读] 摘要：路基施工在高速铁路项目建设中起到承接作用，整体施工工序在落实过程中，必须严格遵循图纸文件的参数，确保路基在多变的自然环境下可以起到一定的支撑效果，以保证列车的安全行驶。

        中铁六局集团北京铁路建设有限公司北京市 100000
        摘要：路基施工在高速铁路项目建设中起到承接作用，整体施工工序在落实过程中，必须严格遵循图纸文件的参数，确保路基在多变的自然环境下可以起到一定的支撑效果，以保证列车的安全行驶。基于此，文章以高速铁路路基特性为切入点，阐述路基施工检测原则，并对施工检测技术应用进行研究。
        关键词：高速铁路；路基施工；检测技术
        引言：高速铁路建设对地区经济发展具有重要的促进作用。伴随着科学技术的不断应用，高速铁路在建设过程逐渐向舒适型、高精度型、效率型方向所转变，此类铁路设施建设中所呈现出的差距可以类比为高铁列车与普通快速列车之间的差距。路基作为高速铁路建设的基础，受到列车自身重量以及外界环境因素的干扰，承接列车运行的路基设施将产生一定的形变力学属性，这就需要实际施工技术在具体落实过程中，必须按照相对应的施工原则以及施工参数，缩减现场施工与预期设计之间的差距，以此来保证整体工程施工的完善性。本文则是针对高速铁路路基施工检测技术进行探讨，仅供参考。
        一、高速铁路路基特征
        （一）施工量大
        一般情况下高速铁路的修建呈现出一定的距离特点，其需要在两个甚至多个城际之间进行铁路交通网络的建设，以此实现对整体交通格局的优化。铁路路基在施工过程中，受限于距离、施工技术以及人员等方面的影响，在一定程度上将加大整体施工难度，提高工程量。首先，在铁路路基修建时，部分不可抗力因素的出现，将加大施工周期，甚至面临着自然灾害问题时，整个道路路基的施工规划将被打乱，例如泥石流、山体滑坡等，对原有的地理结构造成破坏，使得预期设计的路径承重属性，在现场施工过程中难以发挥出衡量特征，进而加大施工量。其次，铁路路基属于综合性的施工体系，其本身并不是以一种单一的施工机制完成，而是需要通过不同施工技术之间的有效交互，对整个建筑中的施工布局方案对接的提供切入点，才可能保证施工规划，不会对原有的地理环境及自然生态环境造成破坏，在此种运行需求下，将加大原有的施工管理工作难度。最后，施工量增加所造成的安全问题，例如承接列车运行时整体道路施工,必须保证在列车重力以及外界影响因素的共同作用下，尽可能地提高道路路基本身的稳定特征。此过程中所有的计算量以及工程施工量将随着施工进度的落实产生一定的差异，一旦此类差异超出固有的建设指标时，极有可能造成施工项目返工或者是延误的现象，极大增加了道路路基使用过程中的安全隐患问题。
        （二）施工技术基准高
        铁路路基施工具有一定的复杂性特点，其需要不同施工专业之间在具体调查过程中，可以将施工技术严格落实到具体项目建设中，以提高现场施工精度。从铁路路基的实际应用模式来讲，其必须具有长期性的稳定优势，通过施工技术的高基准要求降低后期道路运维过程中的经济损耗点，只有这样，才可建构出基于技术与成本相结合的项目施工体系，进一步为我国交通行业的发展提供基础保障。在道路施工过程中，受到地区自然环境的影响，部分施工技术施工材料以及施工工艺也呈现出一定的差异性，南方地区温度变化不明显，而北方地区则属于具有四季交替明显的季节性特点，在温差变化较大的时间段内，将造成以土壤地址属性变化为影响因素的力学变动，其在一定程度上影响着铁路设施的力学性能。为此，要想整体施工质量可达到预期设计效果，则必须加强施工基础的应用力度，同时应对每一类施工技术的落实环节进行检测提高施工质量。
        二、高速铁路路基施工检测原则
        高速铁路路基施工检测工作的开展，是现有的施工技术应用模式及整体施工质量施工进度进行综合分析，保证每一类施工技术在具体应用过程中可以遵循预期设计的方案，以提高整体施工质量。施工检测所遵循的原则，是以施工技术为切入点，从技术应用层面、后期运维养护层面等，站在全局观的角度分析出当前技术落实过程中，对整个铁路路基项目建设所起到的价值，以此来强化实际工作效率。
        [1]适宜性原则。伴随着科学技术及经济体系的逐步发展，高速铁路路基的建设及后期完善工作步入正轨中，但考虑到传统施工技术与新时代下先进技术所存在的差异性，其在具体检测过程中必须保证每一类检测工作的落实可以适用到当前铁路运行机制中，以此来避免因新时代科学性检测机制所造成的设备本体的滞后性问题。除此之外，应考虑到不同区域内，铁路路基施工技术所呈现出的特性结合科学性的检测原则，保证以地质环境、自然环境、施工工艺等为基础的检测目标，可以落实到施工检测本身，以此来提高整体检测质量。
        [2]施工检测的多元性原则。此类原则是建立在整个施工过程的全局观角度，界定出与政策机制、道路规划建设等相关联的检测目标，且整个检测体系必须以首要方案与备用方案两种为主，结合道路路径特征检测基准等，分析出不同操纵视域下整个工程体系应具备的相关属性，然后对检测目标及相关数据进行综合化分析，确保整体施工的稳定性。
        三、高速铁路路基施工检测技术的应用
        路基施工检测技术的应用是保证高速铁路能否在投入使用中产生预期效果的重要衡量指标，其本身并不局限于竣工后的质量检测，同时也可通过施工过程中的全过程检测，分析出当前路径结构所产生的内应力及荷载的效果是否能够完全抵消外界压力。施工检测技术过程是需要经过严密的算法，查证出与道路施工现场相关联的各项受力点及影响因素所产生的数据参数是否符合整个受力结构，或者是区段内路基结构所能承担的最大力学效果。伴随着国家科学技术的不断发展，路基施工检测技术通过不同载体的实现，可以对整个铁路所呈现出的质量特性进行精度化分析，结合机械化、自动化的建筑工艺，真正令检测技术实现多元化处理，从不同维度对当前路基所呈现出的质量结构进行分析，以提高实际建设精度。
        （一）静态平板荷载检测
        静态平板荷载检测技术具有测试速率快、操作简便的优势。在具体检测过程中，可以在地基框架敷设前期，设定相对应的检测指标，以此为基准接下来的检测数据进行全方位的分析，且此类指标的核定下检测工作也具有全过程属性，进而实现对整个施工环节的跟踪检测，为后续施工质量的提升奠定坚实基础。

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从工作原理来看，静态平板荷载检测技术的应用是通过模型的建设，模拟出高速行驶的列车对路基所产生的力学特征，通过静态参数的相对值可以得出列车对路基所产生的冲击效果，然后将此类数据同步带入到地基设计系统中，提高地基设计精度，同时也可为后续道路工程运维工作的开展，提供数据支撑。静力触探检测技术在应用时，必须先定位触探机设备，然后通过反力措施，将静力触探机构深入到预期设定的深度，然后进行调零处理，当完成上述操作时应对静力触探机构进行约束施压，且整个向下运动的过程中维系在10厘米或者20厘米处进行数据采集，当探头脱离地面时应对探头进行清洗处理，然后才可进行下一次触探。在对数据信息进行处理时，前期所设定的检测指标可以看成是不同受力模式下，整个铁路结构在运行过程中呈现出的受力参数，此过程可以进一步映射出土层的相关性质，例如水位状态、潮湿度状态以及可塑性状态等。
        （二）高速铁路路基压实参数
        通过地基压实参数映射出当前施工指标，其最大的优势是将传统的注水测量法进行优化，消除了填土测定中的烘干工序，其直接将压实参数作为地基在受外力作用下的力学参数，这样便可有效缩短计算时间，提高设计精度。但在此类检测技术具体运用时，需通过微电子技术中子测量技术等进行辅助，以保证对某一区域的填土压实参数进行无损检测，这样便可进一步将此类参数映射到系统中，然后结合精密算法查证出当前参数是否符合整个铁路工程的路基施工需求，为后续工程施工提供基础保障。
        （三）动力触探检测
        动力触探检测技术在实际应用过程中具有全方位性，拓展性以及实时性的检测优势，其主要是将探头及碳杆设备通过外界锤击的压力渗透到地基中，然后结合探头设备在打入地基中，所测定出的阻力值判定出。当前施工图层中所具备的力学参数，与施工基准进行对比，查证出此类区域的图纸属性是否与工程施工属性相符合。从检测的原理来看，动力触探检测技术的应用，主要是将具有一定规格的金属探测器打入到土层中，然后结合锤击能量分析出探头装置在深入土层过程中所受到的阻力大小，此类助力所呈现出的参数值同步传输到主检测系统中，则可通过相关参数的改变核定出土层，由表面到深层发生受力变化的关系点，这样便可进一步辅助技术人员测定当前土层所具备的工程特性。当然按照不同探测土质的类别来讲，触探检测的探头装置也呈现出一定的重力差异性。其分为轻型，重量型两种，依据不同地区土壤所呈现出的承载力或者是形变力等，选取相对应的探头，以保证整体检测的精准性。但在动力触探检测技术落实前，必须要考虑到整个检测目标是否能够真实地反映出地层在受到外界压力或者是内部结构立下所产生的应力效果。在实际检测作业中，检测装置必须压实于地面，且在作业过程中装置的垂直及水平中心不得发生任何偏移，探头在打入土层的过程中，锤击频率应维系在每分钟12~25下的敲击次数，然后结合系统所采集到的数据参数进行精准核算，以此来分析出当前道路施工是否可以满足后续车辆运行需求。
        （四）灌入检测技术
        灌入检测技术可以看成是同等体积、同等质量的地基结构，通过另一种状态来实现数据精准映射，通常情况下是通过砂类土密实程度或者是粘土类密实程度所呈现出的塑性状态来界定出土层当前结构在受力状态下所呈现出的力学特征，其属于物理性实验。在实际检验过程中，需要通过钻机设备对待试验地区的土层中打入贯穿器，通常来讲，贯穿器深入土层的距离应为15~18厘米处，然后以每分钟小于25次的锤击频率，对贯穿气打入土层过程中的路径进行数据采集。在灌入检测过程中，每一个土层的数据检测点不得低于7个，如果检测深度高于20米的话，则可适当放大实验点之间的距离。在数据处理过程中按照检测点所产生的数据信息分析出土层结构密度是否符合地基建设与加固的相关指标，如果在内，则证明此类土层的密实程度与塑性程度，可以满足地基建设需求，然后便可制定下一步的施工方案。
        四、高速铁路路基施工质量控制措施
        路基施工检测技术可以有效对施工过程中或施工后的路基土质特性进行分析，查证出整个施工建造所具备的实际结构是否满足列车通行需求。但在检测技术的应用过程中，其所呈现出的数据信息与现场施工呈现出相对性，即为施工过程中如果检测到实际施工存在相应的技术问题，则代表当前路段施工质量不达标，如果检测误差较大的话，甚至可能造成整个施工项目的返工。对此，必须针对高速铁路路基施工设定相对应的质量控制体系，以降低后续施工过程中所产生的误差问题。首先，应提高检测人员及施工人员的专业技能与职业素养，由于检测工作本身具有一定的复杂特点，技术人员在参与过程中如未能针对某一类数据信息进行核对的话，则必然造成信息与信息之间，因为数据交叉所产生一定的冗余性问题，进而加大后续检测的误差值。与此同时，还要对施工人员进行技能培训，保证现场施工人员在执行某一项工序是可以严格按照图纸文件来进行操作，这样便可有效降低工程隐患问题。其次应针对铁路路基压实施工工序进行管理，确保压实次数、厚度以及土层含水量等，可符合后续施工需求，进一步做到全过程的质量控制，提高实际建设质量。
        结语：
        综上所述，伴随着国家经济体系的逐步完善，高速铁路交通网络的建设也呈现出纵向化的发展态势。为进一步强化整体施工质量，必须充分结合铁路运行模式以及自然环境、施工管理因素等，全方位地构筑出以路基施工为基准的质量管理体系，才可保证整体工程的顺利开展，为我国经济体系的完善提供着力点。
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        作者简介：姓名：韩超（出生1987年02月），性别：男，民族：汉，籍贯：北京市，学历：专科，职称：中级，研究方向：铁路路基施工。