高速鐵路化學(xué)改良土路基填筑施工技術(shù)探討

康吉良

（中鐵二局集團(tuán)第六工程有限公司 四川成都 610061）

高速鐵路化學(xué)改良土路基填筑施工技術(shù)探討

康吉良

（中鐵二局集團(tuán)第六工程有限公司 四川成都 610061）

當(dāng)前，高鐵設(shè)計(jì)路基本體及基床底層填料大部份采用水泥改良土，改良原料一般情況下利用路塹挖方改良，根據(jù)挖方巖土特性經(jīng)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)，確定各種巖土的水泥摻量。但是，因?yàn)槎喾N因素影響，長(zhǎng)期穩(wěn)定性存在不確定性風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工組織難度大，連續(xù)施工困難，施工進(jìn)度緩慢，無(wú)法滿(mǎn)足施組進(jìn)度。在多條鐵路線(xiàn)上，均以AB組填料代替改良土施工。改良土施工技術(shù)及適應(yīng)地域值得深入探討。

路基填料；鐵路；改良土；施工技術(shù)；探討

1 標(biāo)段概況

1.1 工程概況

成渝客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)CYSG-5標(biāo)起訖里程為DK240+154.2～DK289+100，正線(xiàn)長(zhǎng)度48.946km。標(biāo)段路基長(zhǎng)度18.29km；設(shè)計(jì)路基本體及基床底層采用水泥改良土，基床表層及過(guò)渡段采用級(jí)配碎石。路基本體水泥摻量為4%，基床底層水泥摻量為6%，改良土總量為122.8萬(wàn)方。采用路塹挖方軟巖破碎加工作為改良土源料。路塹挖方地質(zhì)情況復(fù)雜，多為泥巖夾砂巖互層狀分布，巖石隨鈣質(zhì)含量的變化而呈現(xiàn)巖石強(qiáng)度及抗風(fēng)化能力的明顯差異，由此形成巖層風(fēng)化帶空間分布上的無(wú)規(guī)律性，呈透鏡狀無(wú)成層性分布。

1.2 自然條件及氣候條件

標(biāo)段地處重慶地區(qū)，常年降水量在882～1035mm，主要集中在4月～10月，占全年降水量81～84%，日照年平均數(shù)為1000～1400h，是全國(guó)最少的地區(qū)之一。

2 改良土填筑試驗(yàn)段施工情況

2.1 試驗(yàn)段選址

根據(jù)建設(shè)單位安排在璧山縣璧山車(chē)站DK272+170～DK272+270段路塹挖方段作為改良土試驗(yàn)段場(chǎng)地，該段地基承載力檢測(cè)采用動(dòng)力觸探法，實(shí)測(cè)承載力為220～260kPa，滿(mǎn)足地基設(shè)計(jì)要求。該段長(zhǎng)度為100m，寬度13.6m。改良土試驗(yàn)3層，其中路基本體1層，基床底層2層，試驗(yàn)段填筑總方量1200m3。

試驗(yàn)段料源由DK270+640～DK273+500段路塹挖方中選取風(fēng)化不均的泥巖、泥巖夾砂巖等破碎而成。改良土拌合采用設(shè)在DK273+000線(xiàn)路右側(cè)經(jīng)驗(yàn)收合格的級(jí)配碎石拌和站進(jìn)行改良土拌合。

2.2 試驗(yàn)段施工情況

（1）2011年10月1日～2011年10月25日，先后完成了改良土料源選定、填料天然含水率、液塑限、配比、最優(yōu)含水率、7d無(wú)側(cè)限飽和抗壓強(qiáng)度等相關(guān)室內(nèi)土工試驗(yàn)，獲取了改良土室內(nèi)試驗(yàn)參數(shù)。

（2）2011年10月25日～2011年11月19日，完成改良土試驗(yàn)段第一層填筑，路基本體試驗(yàn)，水泥摻量4%，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)壓實(shí)系數(shù)分別為0.87、0.90 、0.88、0.89、0.90、0.91，6 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)壓實(shí)系數(shù)均不合格，7d 飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值范圍為310～322kPa，全部合格。經(jīng)分析，壓實(shí)度不合格的主要原因填筑過(guò)程中遇到零星小雨、造成是含水率偏大，壓實(shí)系數(shù)不滿(mǎn)足要求。2011年11月28日，我部針對(duì)該層進(jìn)行了返工處理。

（3）2011年12月3日，完成試驗(yàn)段第一層（路基本體）填筑施工及檢測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)從第三遍碾壓結(jié)束開(kāi)始檢測(cè)，碾壓8遍后，實(shí)測(cè)壓實(shí)系數(shù)分別為0.92 、0.92、0.93、0.92、0.92、0.94，6 個(gè)測(cè)點(diǎn)壓實(shí)系數(shù)均滿(mǎn)足驗(yàn)標(biāo)要求；7d飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為309～323kPa，滿(mǎn)足驗(yàn)標(biāo)要求。

（4）2011年12月11日，完成試驗(yàn)段第二層（基床底層）填筑施工及檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)從第三遍碾壓結(jié)束開(kāi)始檢測(cè)，碾壓8遍后，實(shí)測(cè)壓實(shí)系數(shù)分別為 0.95、0.95、0.97、0.95、0.96、0.95，6 個(gè)測(cè)點(diǎn)壓實(shí)系數(shù)均滿(mǎn)足驗(yàn)標(biāo)要求；7d飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為382～394kPa，滿(mǎn)足驗(yàn)標(biāo)要求。

2.3 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果及工藝參數(shù)

（1）改良土試驗(yàn)段填筑相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)符合《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB10751-2010）關(guān)于改良土填料及填筑相關(guān)要求。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示：壓實(shí)系數(shù)：路基本體摻入4%水泥的改良土，壓實(shí)系數(shù)可達(dá)到0.92～0.94，滿(mǎn)足基床以下路堤壓實(shí)系數(shù)≥0.92的要求；基床底層摻入6%水泥的改良土，壓實(shí)系數(shù)可達(dá)到0.95～0.97，滿(mǎn)足基床底層壓實(shí)系數(shù)≥0.95的要求。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度：摻4%水泥改良土，7d飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為309～320kPa，滿(mǎn)足基床以下路堤≥250kPa要求；摻6%水泥改良土，7d飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為384～395kPa，滿(mǎn)足基床底層≥350kPa要求。

（2）通過(guò)改良土填筑試驗(yàn)段施工，取得了單個(gè)施工作業(yè)面機(jī)械設(shè)備配置、人員配置以及松鋪系數(shù)、碾壓遍數(shù)、碾壓方法等各項(xiàng)施工工藝參數(shù)。

3 改良土試驗(yàn)段施工存在的問(wèn)題

3.1 改良土質(zhì)量存在風(fēng)險(xiǎn)

由于路塹挖方軟巖物理力學(xué)性能差異大、風(fēng)化程度不均、均勻性差，原料的破碎、制備、摻料、拌和等工藝復(fù)雜，過(guò)程控制難度較大，改良土的質(zhì)量難以控制。另由于軟巖組成復(fù)雜，經(jīng)破碎后摻水泥進(jìn)行化學(xué)改良，該試驗(yàn)段而言，其壓實(shí)系數(shù)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度滿(mǎn)足了相關(guān)要求，就試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)返工和沒(méi)有大面積推廣使用過(guò)的情況來(lái)看，其長(zhǎng)期穩(wěn)定性存在不確定等不利因素。因此，采用軟巖破碎摻水泥進(jìn)行化學(xué)改良填筑路基，質(zhì)量控制存在風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 氣候影響引起改良土含水率控制困難，破碎、拌和效率低

重慶地區(qū)氣候以陰雨天為主，降雨量大，在位于璧山縣境內(nèi)試驗(yàn)段施工期間（2011年10月1日～12月8日，璧山縣氣象局提供），歷時(shí)69d，雨天有39d，占日歷天數(shù)的56.5%；陰、多云或晴天僅30d，并被雨天分成9 個(gè)時(shí)段，天數(shù)分別為 5d，3d，1d，2d，1d，1d，3d，11d 和 3d，每個(gè)時(shí)段的頭2d為晾曬期，因此實(shí)際可進(jìn)行破碎、制備、拌和填筑施工的有效天數(shù)僅為12d，占?xì)v時(shí)天數(shù)的17.4%，由此引起：

（1）雨過(guò)2d后，出現(xiàn)料源局部沒(méi)有晾干情況，含水率不易控制，出現(xiàn)“彈簧土”或壓不實(shí)現(xiàn)象，且在試驗(yàn)段施工過(guò)程中，碾壓完成后出現(xiàn)大量縱、橫向裂縫，裂縫寬度3～5mm，深達(dá)4～5cm，局部整層裂透，對(duì)填筑質(zhì)量影響大。

（2）由于含水量過(guò)大，在輥式破碎機(jī)破碎及拌合過(guò)程中，出現(xiàn)粘堵現(xiàn)象，必須人工輔助，導(dǎo)致單條生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)效率僅400～500m3/d，按試驗(yàn)期間17.4%的實(shí)際施工天數(shù)計(jì)算，每條生產(chǎn)線(xiàn)的月生產(chǎn)能力僅為2175m3。生產(chǎn)效率極低，難以滿(mǎn)足施工進(jìn)度要求。

（3）施工組織難度大

2011年為重慶地區(qū)大旱之年，璧山縣氣象局提供的全年氣象資料（到12月8日），按每一個(gè)可施工的陰、多云、或晴天連續(xù)時(shí)段減去頭2d晾曬期為實(shí)際能有效施工天數(shù)計(jì)算，在342日歷天數(shù)中，有136d可實(shí)際施工，占日歷天數(shù)的40%，則單條生產(chǎn)線(xiàn)的平均月生產(chǎn)能力為5000m3。

根據(jù)施工組織安排，首架梁通道上路基填筑應(yīng)在2011年10月底前完成（有6個(gè)月堆載預(yù)壓期），次架梁通道上路基填筑應(yīng)在2012年4月底前完成，扣除前3個(gè)月的地基處理，首架通道上改良土施工時(shí)間為7個(gè)月，后架梁通道上施工時(shí)間為13個(gè)月，平均為10個(gè)月。

4 結(jié)論

根據(jù)改良土試驗(yàn)段的實(shí)際施工情況，長(zhǎng)期穩(wěn)定性存在不確定性等風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工組織難度大，連續(xù)施工困難，施工進(jìn)度緩慢，無(wú)法滿(mǎn)足施組進(jìn)度。為確保工程質(zhì)量，杜絕病害，維持良好的生態(tài)環(huán)境，建議今后在該類(lèi)土質(zhì)環(huán)境下，用A、B組填料代替水泥改良土設(shè)計(jì)。

U213.1

A

1004-7344（2016）11-0128-01

2016-3-25

康吉良（1976-），男，四川資中人，助理工程師，本科，從事工程管理工作。