新建埃塞俄比亞鐵路工程中的路基基床施工與病害處理技術(shù)

朱小禹

（中國(guó)土木工程集團(tuán)有限公司，北京 100089）

1 工程概況

本線為新建埃塞俄比亞的斯亞貝巴至吉布提港鐵路中Mieso至Dewele段，線路從Miesolot2標(biāo)段的終點(diǎn)引出后沿既有線向東一路前行，經(jīng)Mulu、Afdem、Bike、Gota、Erer、Hurso至達(dá)德雷達(dá)瓦后折向往北至Arawa后往東北方向前行經(jīng)Adigala、Lasarat、Aysha至Dewele吉布提邊境，線路全長(zhǎng)339.1 km。本線采用限制坡度18.5‰。本標(biāo)段路基基床厚度2.5 m，路堤基床底層厚1.9 m，選用A、B組填料；路堤基床表層0.6 m，選用A組填料；路塹基床表層厚度0.6 m，路塹基床底層天然地基基本承載力≥0.12 MPa，換填料選用A組填料。

2 級(jí)配碎石施工工藝

2.1 材料準(zhǔn)備

該工程在進(jìn)行混合料拌和作業(yè)時(shí)，應(yīng)選擇與攤鋪機(jī)速度相適應(yīng)的拌和作業(yè)裝置，并在攤鋪時(shí)確保作業(yè)的連續(xù)性，以提高路面的質(zhì)量。此外，應(yīng)確?；旌狭习韬褪┕?chǎng)地的生產(chǎn)能力可滿足整個(gè)工程的需求。選擇碎石原料時(shí)，選用的每種類型原料應(yīng)進(jìn)行備料處理，以確保碎石的級(jí)配符合相關(guān)規(guī)定[1]。在每批運(yùn)料車(chē)進(jìn)入施工場(chǎng)地前，應(yīng)派相關(guān)人員對(duì)原料的質(zhì)量進(jìn)行抽檢工作，如果發(fā)現(xiàn)不符合施工標(biāo)準(zhǔn)的原料，拒絕入場(chǎng)并做好相應(yīng)記錄。在混合料拌和施工場(chǎng)地中，單獨(dú)對(duì)堆放材料的區(qū)域進(jìn)行硬化處理，同時(shí)，將此區(qū)域用隔板分離不同類型的材料。

2.2 下承層準(zhǔn)備

在對(duì)基床表層的下承層進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照本項(xiàng)目相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)控制其平整度和壓實(shí)度，隨后派技術(shù)人員對(duì)底層的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，完成檢驗(yàn)工作后，不宜使底層放置的時(shí)間太長(zhǎng)。

2.3 測(cè)量放樣

在進(jìn)行測(cè)量放樣工作時(shí)，需按照本項(xiàng)目施工標(biāo)準(zhǔn)在直線段每隔20 m設(shè)立1處標(biāo)示樁，在曲線段每隔15 m設(shè)立1處標(biāo)示樁。進(jìn)行水平測(cè)量時(shí)，標(biāo)記標(biāo)示樁，以測(cè)定兩側(cè)路肩邊緣的虛鋪厚度。

2.4 拌制混合料

一般在進(jìn)行混合料拌和作業(yè)前，應(yīng)做好準(zhǔn)備工作。例如，應(yīng)對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，檢測(cè)無(wú)誤后，還需分兩次對(duì)混合料進(jìn)行試拌處理。第一次為無(wú)水試拌，隨后對(duì)試拌產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。待試拌產(chǎn)品符合施工標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行有水試拌，測(cè)算第二次試拌產(chǎn)品的含水量。若在溫度較高的環(huán)境下作業(yè)，材料的含水量需略高于常溫天氣時(shí)的施工標(biāo)準(zhǔn)，以彌補(bǔ)在施工過(guò)程中的水分蒸發(fā)。施工前，檢測(cè)配料的質(zhì)量，并拌和均勻。已完成拌和的混合料需在短時(shí)間內(nèi)使用，否則會(huì)因混合料長(zhǎng)時(shí)間暴露導(dǎo)致水分蒸發(fā)，進(jìn)而達(dá)不到施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 混合料運(yùn)輸

為方便混合料的運(yùn)輸，本工程應(yīng)選用同種類型的運(yùn)料車(chē)和卸料車(chē)。裝料時(shí)，每輛運(yùn)輸車(chē)裝料的數(shù)量應(yīng)保持一致。此外，使拌和機(jī)的出料口與運(yùn)輸車(chē)車(chē)廂頂部保持合適的距離，防止在混合料運(yùn)輸過(guò)程中粗細(xì)料發(fā)生離析。

2.6 攤鋪

1）進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前，嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)安裝攤鋪機(jī)熨平板，然后根據(jù)施工場(chǎng)地的實(shí)際情況調(diào)整攤鋪機(jī)熨平板。整個(gè)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)可以分為左、右2個(gè)區(qū)域進(jìn)行。直線段寬度通常為12.5 m，在此段的實(shí)際作業(yè)寬度為11.5 m（路基兩側(cè)為寬1.0 m的干砌片石護(hù)肩，無(wú)須攤鋪）。在一側(cè)區(qū)域作業(yè)時(shí)，應(yīng)控制熨平板的寬度為5.75 m。在曲線段，該段寬度為12.9 m，實(shí)際攤鋪?zhàn)鳂I(yè)寬度為11.9 m，理論上應(yīng)使攤鋪機(jī)熨平板的寬度調(diào)為5.95 m，但由于此次施工的熨平板設(shè)備無(wú)法調(diào)至該值，所以，將熨平板寬度調(diào)為6 m即可。

2）一般借助攤鋪機(jī)找平液壓缸確定合理的攤鋪厚度，并對(duì)魚(yú)尾板的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而選出最合適的攤鋪厚度。因此，正確連接魚(yú)尾板是攤鋪?zhàn)鳂I(yè)能否完成的關(guān)鍵一步。在每次開(kāi)展作業(yè)前，應(yīng)派技術(shù)人員檢查魚(yú)尾板。如果魚(yú)尾板連接存在問(wèn)題，將干擾找平液缸作業(yè)的進(jìn)行，甚至可能導(dǎo)致攤鋪層厚度無(wú)法確立。此時(shí)，應(yīng)檢查螺旋輸料器，并按規(guī)定做調(diào)整，以確保最終攤鋪質(zhì)量達(dá)到預(yù)期。攤鋪機(jī)熨平板的存料必須與攤鋪用料速度保持相適應(yīng)的狀態(tài)，防止出現(xiàn)混合料溢出的情況，從而導(dǎo)致最終攤鋪層的密實(shí)度不統(tǒng)一，攤鋪層的平順度較差。

3）除了混合料溢出會(huì)影響攤鋪層的密實(shí)度外，振搗器作用的幅度與頻率也會(huì)對(duì)攤鋪層密實(shí)度產(chǎn)生影響。因此，合理控制振搗器的振幅和頻率可以提高路面攤鋪質(zhì)量。一般攤鋪機(jī)所屬的振搗器有5 mm行程和10 mm行程2個(gè)擋位。在實(shí)際級(jí)配碎石攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，如果攤鋪層厚度較厚，應(yīng)選用10 mm行程，頻率則選擇30 Hz。

4）碎石料的運(yùn)輸，先通過(guò)攤鋪機(jī)內(nèi)部的刮平板運(yùn)輸至攤鋪機(jī)后方，再通過(guò)螺旋輸料器運(yùn)輸至熨平板，在振搗器的作用下，可形成平整度較高的攤鋪層。在上述作業(yè)過(guò)程中，駕駛員和副駕駛員應(yīng)當(dāng)配合觀察各設(shè)備的實(shí)際工作情況，以便正確操作。

2.7 整形

新建埃塞俄比亞鐵路路基相對(duì)其他類型的路基具有特殊性，其路基面寬度較大，橫向坡度也較大。因此，需選用2臺(tái)類型相同的攤鋪機(jī)在路基面前后作業(yè)，2臺(tái)攤鋪機(jī)的距離應(yīng)控制在10 m左右。如果選用單臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪，需注意交替進(jìn)行。同時(shí)，嚴(yán)格控制每條工作道的長(zhǎng)度保持一致。一般攤鋪良好的混合料需盡快進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，以提高攤鋪路面的質(zhì)量。在攤鋪時(shí)，為防止標(biāo)示樁發(fā)生移位，應(yīng)派相關(guān)技術(shù)人員對(duì)調(diào)整傳感器進(jìn)行檢查。

2.8 碾壓

在混合料的含水量達(dá)到最佳值時(shí)，即可使用壓路機(jī)對(duì)路面進(jìn)行碾壓作業(yè)。碾壓設(shè)備可選擇重型振動(dòng)式壓路機(jī)。在碾壓作業(yè)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)路面存在松散、彈簧土的問(wèn)題，需將問(wèn)題區(qū)域剔除，并重新選用良好的混合料進(jìn)行攤鋪[2]。

2.9 接縫處理

進(jìn)行全斷面攤鋪時(shí)，不應(yīng)留有余縫。對(duì)于同一天進(jìn)行作業(yè)的2個(gè)攤鋪段之間的銜接處，應(yīng)派相關(guān)施工人員進(jìn)行搭接處理，搭接長(zhǎng)度為一個(gè)樁位的長(zhǎng)度。待完成整形工作后，需人工將攤鋪末端修齊，并安置與施工層厚度相同的木板，待1 d過(guò)后，將木板除去，并清理干凈。

3 基床施工工藝及施工措施

3.1 基床施工工藝

1）在本項(xiàng)目路塹工程施工過(guò)程中，當(dāng)開(kāi)挖到塹底處時(shí)，必須進(jìn)行土石的識(shí)別，并根據(jù)基床設(shè)計(jì)進(jìn)行剖面測(cè)量，然后進(jìn)行開(kāi)挖和修筑；根據(jù)設(shè)計(jì)要求采取有效施工措施，例如，壓實(shí)、換填、改良土壤等。用爆破法開(kāi)挖的路塹，在鉆孔時(shí)按地面標(biāo)高控制藥量，進(jìn)行光面爆破。

2）在施工之前，對(duì)地基的主體進(jìn)行檢驗(yàn)，并向監(jiān)理單位報(bào)告驗(yàn)收。在基床上，主要以砂礫為填料，在一定程度上還可以采用硬度高、粒度≤15 cm、不易風(fēng)化的石料，進(jìn)行分層填筑，每層厚度保持在20~25 cm，并按要求夯實(shí)均勻。各壓實(shí)層的全寬度必須采用同一填充劑，在上層和底層采用D15（大顆粒填充物中微粒含量＜15%的粒徑）和D85（在低顆粒填充物中微粒含量＜85%的粒徑），應(yīng)滿足D15≤D85。

3）在路基基礎(chǔ)上，不采用塑性比＞12或者液限＞32%的黏質(zhì)土壤進(jìn)行填筑。路基基床的表土，若為易風(fēng)化的黏土和塑性值＞12或者液限＞32%的黏土，應(yīng)采用滲水土進(jìn)行更換，邊溝深度＞0.6 m，并進(jìn)行加固。

3.2 基床施工措施

1）在基床地基上，必須采用塑性比＞12且液限＞3%的黏質(zhì)黏土作為填筑材料，對(duì)碎石道床的底層進(jìn)行砂墊層鋪砌，將碎石道床和路基基面分開(kāi)，優(yōu)化基面的應(yīng)力分布，保證地基表面平整，防止因積水引起路面翻漿冒泥。在降雨多的區(qū)域，在沙墊層中要加鋪有復(fù)合土工織物或橡膠板、塑料排水管板等組成的防水材料，以阻止地面水進(jìn)入地基，避免由于地基土壤含水率的增大，在列車(chē)荷載的重復(fù)作用下發(fā)生翻漿冒泥。

2）基床的表層修復(fù)和維護(hù)。在平整、充填過(guò)程中，若填筑厚度＜10 cm，應(yīng)先將原來(lái)的壓實(shí)層開(kāi)挖10 cm以上，然后進(jìn)行填筑、壓實(shí)，以保證其外觀質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。在無(wú)滲水的地基上設(shè)置路拱，其外形為高0.15 m的三角形，底部寬度與路基寬度相等。當(dāng)曲線變得更寬時(shí)，仍然能維持三角形。在路拱下端由已有線路肩部往外側(cè)作4%的排水橫坡，而在橫向上（包括路拱）則進(jìn)行滲流。

4 基床病害處理技術(shù)

該工程綜合整治了諸如基床翻漿、路基下沉與路肩寬度不足等常見(jiàn)的多種路基基床病害，在基床換填中粗砂與土工室、復(fù)合土膜及蓋板溝的鋪設(shè)工序中，關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)如下：

1）換填中粗砂工序。在確保料中不含石碴后，分層回填中粗砂并夯實(shí)，依循相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，配置好路拱，確保基面保持平整，杜絕外高內(nèi)低的反坡產(chǎn)生。在適宜換填寬度與厚度下，基床換填砂層最低點(diǎn)應(yīng)比側(cè)溝漿砌基礎(chǔ)面至少高出0.1 m。

2）土工室鋪設(shè)工序。事先鋪墊10 cm底砂，將坡面夯實(shí)與撫平后鋪設(shè)土工室。利用鋼筋或木樁在基床上固定土工室的一端，然后將其用力拉開(kāi)，使每個(gè)空格呈標(biāo)準(zhǔn)菱形，再固定于基床上，隨后填入中粗砂于空格內(nèi)，并充分搗實(shí)。在一聯(lián)填完后，便可將固定的鋼筋或木樁拔出，利用專用聯(lián)接組件將下一聯(lián)格與前一聯(lián)格連接，并重復(fù)上述工序。完畢后，鋪設(shè)10 cm面砂土于工格室上，并進(jìn)行最后的基面順坡整平與夯實(shí)作業(yè)。

3）復(fù)合土工膜鋪設(shè)工序。與土工室鋪設(shè)相同，首先鋪墊好10 cm底砂，將坡面夯實(shí)，待整體平順后鋪設(shè)復(fù)合土工膜。鋪設(shè)作業(yè)時(shí)，應(yīng)保持時(shí)刻拉緊狀態(tài)，避免發(fā)生翅曲、鼓包等現(xiàn)象。土工膜低端應(yīng)壓在高端下，做到接頭不滲漏。完成上述步驟后，即可在復(fù)合土工膜上鋪設(shè)10 cm面砂，將基面夯實(shí)緊密并整平順坡。

4）回填道碴工序。將道碴清篩后回填入原線路道床，人工填平后，進(jìn)行搗固機(jī)搗固，隨后開(kāi)始起拔道作業(yè)，確保線路水平、高低與方向等指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求后，使用搗固機(jī)進(jìn)行二次搗固夯實(shí)，完成上述步驟后，進(jìn)行道床整形作業(yè)。

5）鋪設(shè)干砌片石護(hù)肩及與碎石濾層工序。在道碴回填后，應(yīng)立即鋪設(shè)干砌片石護(hù)肩，作業(yè)時(shí)確保各個(gè)部分結(jié)構(gòu)尺寸合格，在片石護(hù)肩側(cè)面勾縫與頂面涂抹0.02 m的M10水泥砂漿，在干砌時(shí)，內(nèi)側(cè)礫石反濾層要及時(shí)進(jìn)行施工，確保礫石反濾層的填料質(zhì)量滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，采取邊填筑邊夯實(shí)的施工方法。在路塹地段，應(yīng)隨時(shí)恢復(fù)漿砌側(cè)溝，預(yù)置卵礫石反濾層，砌筑側(cè)溝要嚴(yán)格把控厚度與坡度，確保每延米均配置好泄水孔，泄水孔的高程處于滲濾層最底層，為預(yù)防可能發(fā)生的泄水孔堵塞，泄水口高程應(yīng)為4%的順坡。

6）蓋板溝加寬路肩工序。當(dāng)發(fā)現(xiàn)路基基床不足，可采取蓋板溝加寬路肩方法解決，相較于其他病害，此類病害一般無(wú)須進(jìn)行線路封鎖與列車(chē)慢行舉措，只應(yīng)加強(qiáng)對(duì)漿砌施工的安全防護(hù)。蓋板溝蓋板應(yīng)預(yù)先依照設(shè)計(jì)制備，并嚴(yán)格把控砌筑漿砌片石溝與現(xiàn)澆混凝土蓋板溝側(cè)壁的結(jié)構(gòu)尺寸，使其符合標(biāo)準(zhǔn)，確保已有路塹側(cè)溝底與整治段蓋板溝兩側(cè)良好銜接，達(dá)到溝底水流順暢的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鐵路路基基床的施工質(zhì)量關(guān)乎人們的通行安全,也能在一定程度上影響通行列車(chē)的舒適度。本文結(jié)合埃塞俄比亞鐵路工程實(shí)例，闡述了基床級(jí)配碎石的施工工藝，針對(duì)基床翻漿、路基下沉、路肩寬度不足等病害類型提出了換填中粗砂、鋪設(shè)土工格室等綜合整治措施，通過(guò)采取科學(xué)合理的施工技術(shù)，確保了工程的順利進(jìn)行和整體質(zhì)量。