淺析新建新疆羅中鐵路專用線工程巖鹽路基填筑施工技術(shù)

鐘仁紅（中鐵八局集團(tuán)有限公司，四川成都610037）

淺析新建新疆羅中鐵路專用線工程巖鹽路基填筑施工技術(shù)

鐘仁紅（中鐵八局集團(tuán)有限公司，四川成都610037）

新建羅中鐵路專用線是國(guó)投羅布泊鉀鹽有限公司鉀肥外運(yùn)的配套設(shè)施工程，由于方圓百公路左右無(wú)其它常規(guī)填筑材料填筑路基，為了避免材料外運(yùn)，節(jié)省工程投資，減少施工成本，需要就地采用特殊巖鹽作為填筑材料填筑路基。為了解決好巖鹽路基填筑施工技術(shù)對(duì)羅中鐵路專用線工程的順利修建和今后的安全運(yùn)營(yíng)就顯得尤為重要。

巖鹽路基；基底處理；填筑；沉降觀測(cè)

1 工程概況

新建羅中鐵路專用線工程地處新疆羅布泊人區(qū)，從哈（密）羅（中）鐵路線羅中站接軌并穿越干枯的羅布泊鹽湖區(qū)連接生產(chǎn)廠區(qū)，徹底改變鉀肥長(zhǎng)期依賴汽車(chē)運(yùn)輸，通過(guò)鐵路將鉀肥產(chǎn)品直接運(yùn)往全國(guó)各地。促進(jìn)新疆優(yōu)勢(shì)資源的轉(zhuǎn)換和旅游資源的開(kāi)發(fā)。由于方圓約百公路里范圍無(wú)其它常規(guī)填筑材料填筑路基，為避免填筑材料運(yùn)輸，節(jié)省工程投資，降低施工成本，需要就地采用施工區(qū)內(nèi)特殊巖鹽作為填筑材料填筑路基。

1.1 地形地貌

本工程沿線地貌為新疆干枯羅布泊鹽湖區(qū)，地形平坦開(kāi)闊，地表呈現(xiàn)“犁耕地”，似波浪狀起伏，厚層龜裂狀巖鹽殼，地表無(wú)植被，呈現(xiàn)“巖漠”景觀，地理?xiàng)l件較差，氣候條件惡劣，交通、通信極其不便、不暢。

圖1 地面原始地貌

1.2 工程地質(zhì)特征

本工程所處地段地質(zhì)均為不良地質(zhì)，主要為風(fēng)蝕及巖鹽引起的鹽脹、溶陷及溶蝕孔隙、晶洞和溶蝕漏斗現(xiàn)象。據(jù)鉆孔探測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，巖性及地層年代較單一，主要為鹽殼，鈣芒硝層，含圖鈣芒硝層，含鈣芒硝粉質(zhì)粘圖土，粉土層等，其承載力均滿足要求，地下水為飽和鹵水，地表鹽殼成分主要為石（食）鹽、鈣芒硝、石屑等，鹽殼中的鈣芒硝受外界氣候及雨水的影響較大，遇水膨脹，氣候干燥脫水收縮，在地表下10～60cm深度范圍內(nèi)，鹽殼形成鹽脹，脫離原地面，形成一層高5～20cm不等的水平狀孔洞；石（食）鹽和鈣芒硝較易溶于水，在雨水和其它淡水影響下，會(huì)使地基形成溶蝕下陷，溶陷系數(shù)0.046～0.09之間，為溶陷性地層，基礎(chǔ)周?chē)毤訌?qiáng)防排水措施。在地表鹽殼可見(jiàn)溶蝕空隙、晶洞，孔徑一般為3～20mm，局部見(jiàn)有直徑1～2m，下部?jī)H幾厘米，深0.5～1.0m，孔隙度10～20%，最大30%，一般為巖鹽晶體和粉砂所充填，在地表以下5～30cm存在一層水平孔洞，高3～20cm不等，造成地基的不均勻性，路基穩(wěn)定性存在隱患，必須處理。

2 施工工藝

2．1基底處理

施工地段地表覆蓋一層鹽殼，由于巖鹽的作用，部分鹽殼層含有溶洞、溶蝕等不良地質(zhì)情況。路堤填筑前，需對(duì)地基和原地面進(jìn)行處理。經(jīng)查閱相關(guān)資料，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際，進(jìn)行了施工前的工藝性試驗(yàn)，采用挖掘機(jī)翻挖、搗碎鹽殼，并噴灑鹵水、在壓實(shí)效果、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行了全面地分析后，認(rèn)為效果較好；采用挖機(jī)對(duì)原地面進(jìn)行翻挖，及時(shí)填隙補(bǔ)料、整平，然后用25t壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。

方法：先靜壓1遍→澆灑鹵水→強(qiáng)振2遍→弱振2遍→靜壓1遍→試驗(yàn)檢測(cè)壓實(shí)系數(shù)。

對(duì)于路基基底含溶洞、溶隙等不良地質(zhì)情況的地段，地基處理時(shí)必須對(duì)鹽殼層進(jìn)行翻挖回填，挖除回填范圍為路基基底及兩側(cè)路基坡腳以外2m，澆灑鹵水并碾壓。施工中采用25t振動(dòng)重型碾壓機(jī)，碾壓前對(duì)基底澆灑鹵水浸潤(rùn)透，并控制好巖鹽材料的含水率，通過(guò)壓路機(jī)反復(fù)碾壓直至檢測(cè)壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2．2路基填筑

（1）路基填筑分為四區(qū)段、八流程作業(yè)方式，分層填筑，分層碾壓。

（2）含水率控制：填料為就地取材，先用挖掘機(jī)清除鹽殼，采用鹽殼以下的巖鹽作為路基填料，松鋪攤鋪厚度控制在30～35cm以內(nèi)，最佳含水率控制在±1%。由于當(dāng)?shù)乜諝飧稍飼r(shí)常有風(fēng)沙天氣，水分將低于最佳含水率，路基附近取鹵水采用自行研制的鹵水噴灑裝置，同時(shí)控制灑水車(chē)行走速度，有效地控制填料含水率，采用25t壓路機(jī)進(jìn)行碾壓成型。試驗(yàn)檢測(cè)按設(shè)計(jì)要求。

（3）晾曬：由于當(dāng)?shù)貫楹e平原，取土場(chǎng)地表以下1.5m左右，填料含水率明顯增大，隨著開(kāi)挖深度的增加含水率增大，填料的含水率大大超過(guò)了要求最佳含水率，故須采取適當(dāng)?shù)牧罆翊胧﹣?lái)控制填料的含水率。

（4）攤鋪：在填料滿足最佳含水率情況下，用裝載機(jī)攤鋪粗平，平地機(jī)精平，須確?？v向、橫向攤鋪面均勻，填層面目視平順，向兩側(cè)不小于2%的橫向排水坡；路基兩側(cè)的反壓護(hù)道與路基填筑同步施工。

（5）碾壓：先外側(cè)后內(nèi)側(cè)，先慢后快，先靜壓后振壓，最后進(jìn)行慢速靜壓收光1遍；其碾壓工藝為“靜壓1遍、灑鹵水、振壓4遍、靜壓1遍”壓路機(jī)碾壓時(shí)直線梯形進(jìn)退，最快行駛速度控制在4km/h以內(nèi)；各區(qū)段縱向交接處應(yīng)互相重疊壓實(shí)，碾壓搭接長(zhǎng)度不少于2．0m，上下兩層填筑接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)不小于3．0m，做到壓實(shí)均勻。

2．3路基基床施工

路基基床表層采用AB組料填筑，基床表層0．6m以下利用巖鹽填筑，路肩以下0．6m處采用20cm砂墊層中間鋪設(shè)高強(qiáng)聚酯長(zhǎng)纖（PET絲）復(fù)合土工膜（兩布一膜）隔斷層，這樣能有效隔斷地下鹵水向上竄水侵蝕路基基床和雨水滲透入路基破壞路基，在砂墊層上分層鋪設(shè)天然AB組填料，確保路基的穩(wěn)定性和行車(chē)安全。

圖2 巖鹽路基橫斷面示意圖（單位：m）

（1）填筑：基床表層應(yīng)分層填筑，每層的壓實(shí)厚度為30cm，攤鋪時(shí)采用裝載機(jī)配合平地機(jī)進(jìn)行。

（2）灑水：整形后，應(yīng)在填料表面噴灑適量水分，控制最佳含水量再進(jìn)行碾壓。需要特別指出的是，基床表層灑水必須采用淡水，灑水量通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)含水率試驗(yàn)計(jì)算。

（3）碾壓方式：采用“先靜壓、后弱振、再?gòu)?qiáng)振”的碾壓方式。

（4）防排水施工：在路肩以下0.6m處設(shè)置0.5m寬平臺(tái)，路基坡腳設(shè)2m寬、0.5～1.0m高的反壓護(hù)道，防止水流侵蝕基底巖鹽，有效控制路基沉降和橫向位移，確保路基穩(wěn)固性和行車(chē)安全。

（5）復(fù)合土工膜施工：路肩以下0.6m處鋪設(shè)高強(qiáng)聚酯長(zhǎng)纖（PET絲）復(fù)合土工膜（兩布一膜）隔斷層，平鋪時(shí)由路基中心線向兩側(cè)設(shè)4%的人字坡，并在復(fù)合土工膜上、下各設(shè)置0.1m厚中粗砂保護(hù)層。復(fù)合土工膜沿線路橫向鋪設(shè)、縱向搭接，其搭接寬度不小于0.3m。復(fù)合土工膜的主要作用是防止淡水進(jìn)入基床侵蝕巖鹽路基。中粗砂采用人工鋪設(shè)，鋪設(shè)完畢后，應(yīng)及時(shí)鋪設(shè)土工膜。土工膜鋪設(shè)時(shí)應(yīng)從路基中心向兩側(cè)鋪設(shè)，先鋪的土工膜應(yīng)疊加在后鋪的土工膜上。填砂前必須仔細(xì)檢查土工膜是否破損、搭接是否完整、錨固是否到位。嚴(yán)禁汽車(chē)和其它重型機(jī)械在已經(jīng)鋪好的土工膜上行走。

圖3 路基砂墊層上鋪設(shè)土工膜

圖4 已鋪設(shè)成型的路基砂墊層

2.4 路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)

巖鹽路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)參照鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[2]，施工時(shí)，檢驗(yàn)數(shù)量、檢驗(yàn)方法參考表1規(guī)定也可以在該基礎(chǔ)上適量增加檢測(cè)數(shù)量。

表1 基床以下路堤填筑層壓實(shí)質(zhì)量、基床填筑壓實(shí)質(zhì)量的檢驗(yàn)數(shù)量、檢驗(yàn)方法

基床表層優(yōu)先選用A組填料，其次為B組填料，填料的顆粒粒徑不得大于150mm?；脖韺拥膲簩?shí)標(biāo)準(zhǔn)：

對(duì)砂類土（粉砂除外）采用相對(duì)密度和地基系數(shù)作為控制指標(biāo)；礫石類、碎石類采用地基系K30數(shù)和孔隙率作為控制指標(biāo)?；脖韺勇坊钪訅簩?shí)標(biāo)準(zhǔn)不小于表2所列壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

表2 基床表層填料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

基床底層及以下部位路基填筑層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)可參考表3所列壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

表3 巖鹽路基基床底層及基床以下部位填料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)試驗(yàn)段統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析可知，巖鹽路基K30值隨碾壓遍數(shù)增加而增大，再增加碾壓遍數(shù)而K30值無(wú)明顯變化時(shí)，其值接近礫石類壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；孔隙率隨碾壓遍數(shù)增加而減少，再增加碾壓遍數(shù)而孔隙率無(wú)明顯變化時(shí)，其值接近礫石類標(biāo)準(zhǔn)。因此，巖鹽路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)可參考礫石類填料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

3 路基沉降觀測(cè)

為了驗(yàn)證地基處理效果，需要對(duì)地基的沉降進(jìn)行觀測(cè)。在路基試驗(yàn)段基底至路床頂埋設(shè)路基沉降觀測(cè)樁、沉降板，觀測(cè)路基的沉降和路基橫向位移，以及路基在溫度變化影響下的膨脹量和膨脹深度。施工時(shí)，每斷面布置3組元件，分別布置于路基中心及邊線兩側(cè)2m范圍內(nèi)，間隔50m設(shè)置站標(biāo)，測(cè)試元件橫斷面布置見(jiàn)圖5所示。

圖5 測(cè)試元件橫斷面布置（單位：m）

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)羅中鐵路專用線地處羅布泊湖積平原，在羅中鐵路專用線路工程施工中，大大的縮短了施工工期，節(jié)省了施工成本，路基質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

（1）巖鹽路基一般地段基底處理時(shí)采用挖掘機(jī)翻挖破碎后進(jìn)行重型碾壓，比直接采用重型碾壓的工作效率高，壓實(shí)效果更好。

（2）參照鐵路路基工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求，巖鹽路基填筑時(shí)，采用K30平板荷載儀和灌砂法孔隙率試驗(yàn)雙重指標(biāo)進(jìn)行控制，方能滿足路基壓實(shí)質(zhì)量要求。

[1]姚謹(jǐn)英.建筑施工技術(shù)（第三版）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]李繼業(yè).建筑施工技術(shù).北京：科學(xué)出版社，2001.

[3]鄧壽昌，李曉目.土木工程施工技術(shù).北京：北京大學(xué)出版社，2006.

[4]程緒楷.建筑施工技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

U213.1

A

2095-2066（2016）34-0203-02

2016-12-10

鐘仁紅（1971-），男，漢族，工程師，本科，主要從事公路橋梁鐵路工作。