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地铁场段轨道路基C组填料改灰土施工技术管理高卫东

发表时间：2020/5/6 来源：《基层建设》2020年第1期作者：高卫东

[导读] 摘要：随着城市轨道交通建设规模加大，地铁车辆段、停车场轨道路基对ABC组填料数量需求增加，江南平原地区山石较少且距离较远，砂石数量无法满足轨道路基C组填料要求，为节约成本对场段轨道路基C组填料改为灰土施工。

        中铁一局集团建筑安装工程有限公司陕西西安 710065
        摘要：随着城市轨道交通建设规模加大，地铁车辆段、停车场轨道路基对ABC组填料数量需求增加，江南平原地区山石较少且距离较远，砂石数量无法满足轨道路基C组填料要求，为节约成本对场段轨道路基C组填料改为灰土施工。本文结合江苏常州地铁1、2号线场段库外轨道路基C组填料改为灰土施工技术实践，对施工工艺优化和改善，通过试验段确定工艺参数，阐述地铁场段轨道路基灰土施工工艺、作业要求、实践应用成果，供类似工程参考。
        关键词：地铁车辆段；停车场；C组料；灰土改良；施工技术控制
        1概述
        城市现代化生活圈建设发展不断加速，人口数量与交通压力逐渐递增。地铁是现代城市交通疏散的重要部分，在缓解交通运行的压力方面发挥极为重要的作用。路基填筑按照“三阶段、四区段、八流程”分层填筑原则，确保工程建设质量、顺利实现运营目标，同时节约项目成本。
        2试验段施工技术
        2.1路基设计：停车场路基基床厚度其表层为0.5m厚AB组填料，底层为1.50m厚C组填料，但颗粒粒径不得大于150mm。当选用B组填料的砂粘土及C组填料的粉土、粉粘土和卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土中细粒土含量大于30%时，其塑性指数不得大于12，液限不得大于32％。严禁选用D、E组填料作为基床表层填料。路堤基床以下部位填料，可选用A、B、C组填料。对不符合上述要求的填料，必须采取土质改良措施。
        2.2常州市及周边地区土质总体良好，对外购土源和场内原土进行取样检验，试验结果回填土源满足TB10001-2005《铁路路基设计规范》中关于C类土液塑限指标要求，不满足GB50157-2013《地铁设计规范》中设计压实度要求和含水量等指标。站场路基关键是控制路基压实度、沉降量。路基沉降大小主要取决于路基压实度，路基施工质量主要受分层铺填厚度、填料质量级配、含水率、施工机械及碾压遍数等工艺参数影响。因此，需要现场试验确定灰土掺量、施工机械配置、填料最佳含水量、松铺厚度、碾压遍数等参数，施工时严格按照试验段确定的工艺参数进行施工技术控制和质量监督管理。
        2.3现场选定JK0+300～JK0+400为本次路基施工试验作业面，长度100m，宽度32m，1.5m厚C组料路基选取4%灰土和6%灰土两种含量进行灰土改良试验。其中28股道作为4%灰土试验段施工范围，Ⅰ、Ⅱ股道作为6%灰土试验段施工范围；
        2.4试验结果：
        （1）掺量4%石灰改良土含水量仍然很高，现场实测含水量为21.2%，灰土需经过反复的搅拌晾晒，含水量才能接近试验结果中最优含水量的要求。且压实后表面感官质量差，有大面积翻浆、弹簧土现象，需多次进行返工处理，导致施工周期长，严重影响施工进度且质量不满足要求。
        （2）6%灰土试验，掺灰量提高，有效降低了土中的含水量，即保证工程质量，又加快施工进度。虚铺厚度30cm平均压实厚度为25.6cm,松铺系数1.17，平均压实度91.7%，压实度试验结果满足设计要求91%和含水率要求。最佳机械及碾压遍数：22T胶轮振动压路机静压1遍，弱振1遍，强振2遍，再弱振1遍，最后25T铁三轮压路机收光碾压2遍。
        （3）灰土含水量控制在最优含水量16.4%的±2范围内，最终压实度满足要求。但施工中含水量应尽量偏小，不宜偏大。含水量偏大的情况下，振压后表面有湿漉漉的感觉。
        3施工工艺
        3.1工艺流程
        路基填筑按照“三阶段、四区段、八流程”分层分段的原则施工。三阶段：准备阶段→施工阶段→修整验收阶段；四区段：填筑区→摊铺区→碾压区→检验区；八流程：施工准备→基底处理→分段分层填筑→摊铺整平→洒水晾晒→碾压夯实→检验→边坡修整。
        3.2主要机械配置
        3.3技术控制要点

        3.3.1施工准备：
        （1）试验段原地面表土清理，并经压实试验，要求路面的实测压实度达到规定标准。
        （2）施工前现场放样和测量，包括导线点、水准点的复测与加密，中桩放样、横断面的复测、路基中桩边线等施工放样工作。
        （3）在路基外侧沿路线走向开挖一条60cm*60cm的排水沟，为路基填筑施工创造良好条件。
        3.3.2灰土拌合
        （1）本工程石灰土采用现场集中机械拌和，材料采用三级或三级以上生石灰，焖灰采用挖掘机集中进行翻拌至少二次。石灰撒入土中后，宜不洒水进行初拌，拌均后闷料8～12h，再进行洒水复拌，拌匀后即行整平、压实；石灰土需随拌和，随运输、随摊铺、随压实。
        （2）路基修筑半个月前应在取土地点取具代表性的土样进行击实试验，确定其最佳含水量与最大干密度，碾压前应先测定土的实际含水量是否符合或接近最佳含水量。
        （3）石灰土所用石灰采用块状生石灰或磨细生石灰。块状生石灰使用前2～3天完成消解，磨细生石灰可不经消解直接使用；拌合后土颗粒直径不宜大于15mm，极限土颗粒直径不得大于30mm。
        （4）石灰土从拌和均匀到压实时间应根据不同温度石灰土水化硬结速度而定，当气温20℃以上时，不宜超过1～2天；当气温5～20℃时，不宜超过2～4天。拌和后的石灰土应均匀，无夹心，无离析现象。
        3.3.3摊铺晾晒：
        （1）分层摊铺：用白灰打出灰格，虚铺30cm按每格用土量，进行分堆卸土，完成后采用推土机配合平地机进行机械布灰，先用推土机初步推平布灰，然后采用平地机将刮均、刮平，并安排专人检查厚度是否均匀，以保证整个施工段灰土厚度均匀，达到最佳碾压效果。
        （2）粉碎、拌和、晾晒：采用铧犁和旋耕机配合翻拌，达到拌和均匀并晾晒降低土方含水量，翻拌晾晒的时间和遍数，达到下述3个要求为准：①土方含水量接近最优含水量16.4±2%；②土颗粒不大于15mm；③石灰与土拌合均匀，拌和后土层要求颜色一致，无灰条、灰斑，无素土夹层，且旋耕到下承层1~2cm，以保证与下承层良好结合。
        （3）施工过程中，安排试验人员进行灰剂量和含水量检测，局部含灰量不足的地方进行补灰处理。如含水量过大，则进行翻晒处理，过小则进行洒水重新拌和，含水量满足最佳含水量±2%左右为止。
        3.3.4碾压养生
        （1）碾压前先整平，技术员用水准仪进行标高跟踪测量，确保标高的精确控制，施工人员拉线整边结束后，平地机根据整边线型初平2遍，必须把所有坑洼处填平，否则会有大颗粒、松散现象，初平完后，用振动压路机快速稳压2遍，后用平地机进行精平，精平后对平整度与横坡度进行检查，要求横坡度达到设计横坡。原土含水量过高时，碾压过程出现翻浆和弹簧土现象，现场采用加灰拌合、碾压的方法处理。
        （2）整平结束后，先采用22T振动压路机静压1遍，弱振1遍，强振2遍，再弱振1遍，后用25T铁三轮压路机收光碾压2遍，使路基达到光面效果。碾压时速由慢到快，最大时速不超过3km/h，施工时由外侧向内侧进行碾压，振动压路机轮足重叠三分之一轮宽，轮迹重叠二分之一轮宽。路基两侧确保边缘压实，比相应的施工面增压2-3遍，以确保压实度达到要求。经试验检测以上碾压遍数，压实度满足设计要求。
        （3）养生：石灰土施工结束，养生不到位会产生干缩裂缝，破坏路基板体结构。及时进行下道工序，则不需要养生，不能及时进行下道工序时，需采取养生措施，养生期不少于7d。
        3.3.5试验检测
        （1）压实度检测：土方压实度检测以灌砂法（或环刀）为主，每层取样数量根据相关规范实施。
        （2）地基系数：K30，每90cm报检一次，数量按相关规范取样。
        4控制要点
        （1）土质为塑指较大的粘性土时，拌和中土块不易打碎，过筛也不可能。但还必须使用时，应将石灰剂量分两次添加。第一次备土时在土场，将2％、3％石灰掺入，闷放2～3d使其含水量和塑指降低，通过土场的翻倒、装运、现场、布土、推平、翻拌，土块易碎。第二次将剩余的石灰加入，经翻拌使土块破碎至满足规范要求。有时还会存在开裂、龟裂现象，主要由于碾压时含水量高，在养生时，洒水跟不上。因此这种灰土要加强养护，最好是覆盖养生，或者是在未开裂时就做好上层结构。
        （2）消石灰随着消解存放时间延长，有效钙镁含量随之降低。施工时，往往不可能及时将已消解的消石灰用完，因此使用时所含钙镁的有效成分下降，如果还按设计配合比的剂量掺入，灰土的强度将受到影响。为保证强度必须多掺灰才能使灰土中的钙镁含量满足要求。
        （3）弹簧现象发生，主要是由于压实时含水量大，或者是含水量过小引起的。一旦发现就应挖开处理，晾晒或换料，或加水拌和。控制好压实时的含水量就能避免出现弹簧。
        （4）应避免薄层贴补、起皮的发生。在灰土拌和厚度控制不好时，特别整平工艺不当时，易造成在光面上贴补薄层，这就造成两层结合不好，从而发生起皮脱层破坏。因此，整平时的排压是必须的，但不能压成光面，对一些局部低洼的光面，一定要耙松后补料。对一些低塑性的粉土灰土，如含水量偏小，压实功能超过土的抗剪力时，表面易起皮开裂。对于这类土，应将含水量提高到比最佳水量高3～4个百分点。在压实工艺上一般是先静压（排压不错轮），后强振压二遍，根据表面情况适度洒水湿润后再轻压二遍即可，决不可过压。
        （5）土方填筑施工时，应严格按照相关技术规范确定的松铺厚度进行分层铺筑、分层压实。压实前必须检测填料的含水量，严格控制好填料含水量进行平整压实，含水量过大则必须晾晒到最佳含水量，含水量过小则洒水到最佳含水量。
        （6）试验路基必须按路面平行分层控制填筑标高。每层路基填筑施工必须做好不小于2%的横坡以利于排水。
        （7）路基填筑按设计路基宽度每边超填50cm，待路基成型后刷坡。路基分层填筑，压实符合要求，层层平整、顶面路拱符合要求。
        5实践应用
        公司承建的常州市轨道交通1号线南夏墅停车场占地面积16.34万平方米，轨道路基面积约4万㎡，改良C组填料约6万多m³，灰土改良前，由于工程地属南方平原地区土质含水率较大且砂石较少、轨道交通路基ABC组填料砂石需求量大、砂石市场多在溧阳及安徽等地，距离较远且成本高，结合当地实际情况通过对路基灰土改良试验优化施工工艺，确定施工技术参数，经专业检测机构检测满足设计和规范要求，最终满足工程建设质量和运营目标，为单位节约大量施工成本。同时得到业主一致认可和好评，随后该工艺又在常州地铁1、2号线车辆段轨道路基中推广应用。
        参考文献
        [1]GB50157-2013地铁设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2013
        [2]TB10751-2010/J1147-2011高速铁路路基工程施工质量验收标准.北京：中国铁道出版社，2016
        [3]CJJ1-2008城镇道路工程施工与质量验收规范.北京：中国建筑工业出版社，2013
        [4]TB10001-2005铁路路基设计规范.
        作者简介
        高卫东，1985年10月29日，男，汉族，陕西榆林，中铁一局集团建筑安装工程有限公司，项目副职，工程师，本科，研究方向：工程技术施工管理方面，邮箱：gaoweidong369@126.com