专题四:高速铁路路基施工技术.pdf
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1、专题四专题四高速铁路路基施工技术高速铁路路基施工技术一、一、级配碎石施工技术级配碎石施工技术可外购,或采用天然的砂卵石破碎配置,分可外购,或采用天然的砂卵石破碎配置,分2040mm2040mm,1020mm1020mm,10mm10mm 以下三种集料,制备工以下三种集料,制备工艺流程见下图艺流程见下图.破碎机破碎机品种调整品种调整加加水水4cm给给料料斗斗一一级级振振动动筛筛4cm二二级级双双层层振振动动筛筛24cm12cm1cm1cm24cm拌拌合合机机配配料料斗斗12cm1cm1cm出出料料斗斗1 1 基床表层填筑分两层施工,基床表层填筑分两层施工,每层施工工艺流程每层施工工艺流程见下图见
2、下图图 8-12基床表层填筑施工工艺流程1 1。1 1 验收基床底层区段验收基床底层区段测量中线水平,检查几何尺寸测量中线水平,检查几何尺寸,核对压实标核对压实标准,使其达到基床底层验收标准。对不符合标准准,使其达到基床底层验收标准。对不符合标准的基床底层进行修整的基床底层进行修整,使其达到基床底层标准要使其达到基床底层标准要求求.1 1。2 2 拌和运输区段拌和运输区段(1)1)基床表层搅拌采用厂拌,基床表层搅拌采用厂拌,原材料必须进原材料必须进行材质及级配试验,材质及级配均要符合设计及行材质及级配试验,材质及级配均要符合设计及规范要求。规范要求。(2 2)正式拌和前,必须先调试所用厂拌设正
3、式拌和前,必须先调试所用厂拌设备备,使混和料的颗粒组成及含水量符合规定要求。使混和料的颗粒组成及含水量符合规定要求。(3)(3)拌和好的混和料要尽快运到铺筑现场,拌和好的混和料要尽快运到铺筑现场,并进行碾压。并进行碾压。用平地机摊铺混和料的用平地机摊铺混和料的,根据运输车根据运输车的运输能力,计算每车混和料摊铺面积,等距离的运输能力,计算每车混和料摊铺面积,等距离堆放成堆;用摊铺机摊铺的,则与摊铺机能力相堆放成堆;用摊铺机摊铺的,则与摊铺机能力相互协调,减少停机待料情况互协调,减少停机待料情况.1 1。3 3 摊铺碾压区段摊铺碾压区段(1 1)基床表层摊铺第一层采用平地机进行)基床表层摊铺第一
4、层采用平地机进行摊铺。用平地机将混和料按松铺厚度摊铺均匀,摊铺。用平地机将混和料按松铺厚度摊铺均匀,对不均匀处及坑洼处人工进行调整。对不均匀处及坑洼处人工进行调整。(2)2)基床表层摊铺第二层,基床表层摊铺第二层,采用摊铺机进行采用摊铺机进行摊铺摊铺.摊铺方法由试验段确定摊铺方法由试验段确定.(3 3)碾压采用振动压路机,先静压后振动)碾压采用振动压路机,先静压后振动碾压碾压,碾压要遵循先轻后重、先慢后快的原则。直碾压要遵循先轻后重、先慢后快的原则。直线段由两侧路肩向路中心碾压,即先边后中;曲线段由两侧路肩向路中心碾压,即先边后中;曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时沿线段由内侧路肩向外
5、侧路肩进行碾压。碾压时沿纵向重叠纵向重叠 0 0。4m4m,横缝衔接处应搭接,横缝衔接处应搭接,搭接长度不搭接长度不少于少于 2m2m。1 1。4 4 检测试验区段检测试验区段 (1 (1)基床表层检测:按照基床表层压实质量)基床表层检测:按照基床表层压实质量标准及检测方法和频度进行检测。基床压实若达标准及检测方法和频度进行检测。基床压实若达不到要求,不到要求,要分析原因要分析原因,重新补压重新补压,直到满足要求。直到满足要求。(2 2)基床表面修整养护)基床表面修整养护:局部表面不平整要局部表面不平整要洒水补平并补压洒水补平并补压,使其外形质量达到设计要求。使其外形质量达到设计要求。已已经施
6、工的基床表面禁止任何车辆通行。经施工的基床表面禁止任何车辆通行。2 2 级配碎石填筑每一作业面合理的摊铺碾压机具级配碎石填筑每一作业面合理的摊铺碾压机具组合:组合:2 2。1 1 采用平地机摊铺:采用平地机摊铺:1 1 台大功率推土机、台大功率推土机、1 1台平地机、台平地机、1 1 台重型自行式震动压路机、台重型自行式震动压路机、2 2 台冲击台冲击夯、夯、5 5 台以上自卸汽车台以上自卸汽车;2 2。2 2 采用摊铺机摊铺:采用摊铺机摊铺:1 1 台摊铺机、台摊铺机、1 1 台重型台重型自行式震动压路机、自行式震动压路机、2 2 台冲击夯、台冲击夯、5 5 台以上自卸汽台以上自卸汽车。车。
7、3 3 施工参数施工参数一个摊铺区段长度以一个摊铺区段长度以 120150m120150m 为宜。为宜。摊铺前摊铺前对下承层进行地基系数对下承层进行地基系数 K30K30复测复测,对不合格地段进对不合格地段进行处理,确保下承层无质量隐患。下层虚铺厚度行处理,确保下承层无质量隐患。下层虚铺厚度40cm,40cm,碾压后为碾压后为 35cm,35cm,下层铺筑两侧各超宽下层铺筑两侧各超宽 30cm30cm,碾压成型后切掉碾压成型后切掉;上层铺筑前先砌护肩上层铺筑前先砌护肩,有利于控有利于控制路基面高程,制路基面高程,靠护肩靠护肩 30cm30cm 范围,范围,用冲击夯夯实。用冲击夯夯实。合理的碾压
8、遍数合理的碾压遍数:先静压先静压 2 2 遍遍,在弱振在弱振 1 1 遍,遍,强振强振 3 3 遍,遍,弱振弱振 1 1 遍遍,最后再静压最后再静压 2 2 遍收光平整表遍收光平整表面。面。级配碎石铺筑碾压的含水量应在级配碎石铺筑碾压的含水量应在3.5%3.5%以上以上,小于时,一则碾压困难,二则地基系数和颗粒间小于时,一则碾压困难,二则地基系数和颗粒间孔隙率达不到要求。考虑水分损失,生产时含水孔隙率达不到要求。考虑水分损失,生产时含水量可适当提高量可适当提高 1212。含水量为。含水量为3.553.55时,碾压时,碾压后马上达到很高强度,达到地基系数检测要求所后马上达到很高强度,达到地基系数
9、检测要求所需放置时间短,需放置时间短,在在 2 2 天以内。天以内。含水量为含水量为 7 78 8时,时,碾压后不能很快达到很高强度,碾压后不能很快达到很高强度,达到地基系数达到地基系数 k30k30检测要求所需放置时间在检测要求所需放置时间在 3 3 天左右。天左右。二、基床底层改良土二、基床底层改良土2.12.1 方法:方法:厂拌和路拌。厂拌和路拌。水泥土不宜强振碾压水泥土不宜强振碾压.2.22.2 施工参数:施工参数:碾压遍数碾压遍数:最佳的碾压方式为:静压最佳的碾压方式为:静压 2 2 遍,基遍,基本稳定土体和压实表层;本稳定土体和压实表层;弱振弱振 2323 遍遍,保证深层土保证深层
10、土体密实体密实;继续静压继续静压2323遍,遍,压实弱振时破坏的表层,压实弱振时破坏的表层,并使之平整、光洁并使之平整、光洁.水泥土碾压水泥土碾压 6868 遍基本上达到最佳效果,超遍基本上达到最佳效果,超过过 8 8 遍以后,由于施工时间长,水分损失过多,遍以后,由于施工时间长,水分损失过多,压实系数增长幅度很小压实系数增长幅度很小,有时会下降。有时会下降。水泥土检测的时效性水泥土检测的时效性:由于水泥和土拌合后由于水泥和土拌合后产生一系列反应,并开始硬化凝结。一般初凝时产生一系列反应,并开始硬化凝结。一般初凝时间为间为 2 23h,3h,碾压时间不应超过初凝时间,否则由碾压时间不应超过初凝
11、时间,否则由于会对已凝结的土体造成破坏,干密度不但不上于会对已凝结的土体造成破坏,干密度不但不上升升,反而会下降。因此,在水泥的初凝时间内完成反而会下降。因此,在水泥的初凝时间内完成碾压和检测。碾压和检测。三、改良土施工技术三、改良土施工技术 1 1、改良土的施工要求、改良土的施工要求改良土的施工目的是要得到一个掺如料剂量改良土的施工目的是要得到一个掺如料剂量符合规定、水和掺如料分布均匀、密实度大的混符合规定、水和掺如料分布均匀、密实度大的混合料,经过养生后合料,经过养生后,改良土成为一种结硬的整体性改良土成为一种结硬的整体性材料,而且表面平整、具有规定的路拱,能满足材料,而且表面平整、具有规
12、定的路拱,能满足结构的使用要求。结构的使用要求。2 2、改良土的施工拌和方法、改良土的施工拌和方法在国外,改良土的施工方法主要有三种。第一在国外,改良土的施工方法主要有三种。第一种方法是就地拌和法或称路拌法。采用这种方法种方法是就地拌和法或称路拌法。采用这种方法时,先将要改良的土时,先将要改良的土(沿线路挖的就地土或从附近沿线路挖的就地土或从附近取土坑中挖的经选择的土取土坑中挖的经选择的土)摊铺在下承层上,整形摊铺在下承层上,整形后在上摊铺掺入料,然后用拌和机进行拌和,并后在上摊铺掺入料,然后用拌和机进行拌和,并进行整平和压实。第二种方法是用移动式拌和机进行整平和压实。第二种方法是用移动式拌和
13、机沿线路拌和。这种方法经常用于大的工程沿线路拌和。这种方法经常用于大的工程,在美国在美国使用的最多使用的最多.第三种方法是中心站拌和法或称集中第三种方法是中心站拌和法或称集中拌和法,即集中在某一场地(通常在取料厂)拌和法,即集中在某一场地(通常在取料厂),用,用固定式拌合机拌和水泥土混合料固定式拌合机拌和水泥土混合料,用自卸卡车将拌用自卸卡车将拌成的混合料运送到铺筑工地成的混合料运送到铺筑工地,然后进行摊铺和压然后进行摊铺和压实。国内常用的方法是路拌法。实。国内常用的方法是路拌法。3 3、改良土混合料各成分用量计算方法、改良土混合料各成分用量计算方法在改良土混合料中,土、掺入料和水的数量在改良
14、土混合料中,土、掺入料和水的数量可按以下方法确定。可按以下方法确定。以水泥土为例,设水泥土的厚度为以水泥土为例,设水泥土的厚度为 h h(m)m)、宽度、宽度为为 b(mb(m),则所需的水泥土混合料可用下式计算,则所需的水泥土混合料可用下式计算.式中式中P Pmm 水泥混合料的干质量(水泥混合料的干质量(t t);L-L-路段的长度(路段的长度(m)m);d d 水泥土的预期压实干容重水泥土的预期压实干容重(t/m3t/m3);1.031.03 损耗系数损耗系数.在计算水泥土混合料中的材料数量时,水泥在计算水泥土混合料中的材料数量时,水泥的剂量按干土质量的百分率()计,的剂量按干土质量的百分
15、率()计,(即剂量(即剂量=水泥水泥/干土质量)而水的数量则按土和水泥的总干干土质量)而水的数量则按土和水泥的总干质量的百分率()计。质量的百分率()计。混合料中水的数量混合料中水的数量 P PWW(t t):P PWW=P Pmm式中式中 混合料的含水量()混合料的含水量()混合料中干土的质量混合料中干土的质量 PsPs(t)t):式中式中 C C 水泥剂量(水泥剂量()。混合料中水泥的质量混合料中水泥的质量 PcPc(t t):由于天然状态下的土通常都含有一定数量的由于天然状态下的土通常都含有一定数量的水水,因此必须对水和土的质量进行校正。因此必须对水和土的质量进行校正。如天然状态下土的含
16、水量为如天然状态下土的含水量为0 0()(),则应,则应该向混合料中增加的水量为:该向混合料中增加的水量为:同时,天然状态土的质量应该是:同时,天然状态土的质量应该是:通常水泥的含水量很小(小于通常水泥的含水量很小(小于 0.50.5),对于,对于工地施工来说,可以忽略不计。工地施工来说,可以忽略不计。要使改良土符合设计要求要使改良土符合设计要求,在施工过程中,处在施工过程中,处必须遵照施工规范外必须遵照施工规范外(进行认真的施工组织和严进行认真的施工组织和严格的操作技术)格的操作技术),还必须认真管理、进行必要的室,还必须认真管理、进行必要的室内试验、现场试验和质量控制内试验、现场试验和质量
17、控制.现场施工管理、试现场施工管理、试验工作和质量检验是保证施工质量的重要环节。验工作和质量检验是保证施工质量的重要环节。4 4、改良土的施工技术、改良土的施工技术改良土的路拌法施工就是用自卸卡车将选用改良土的路拌法施工就是用自卸卡车将选用材料运到路基上,经翻晒、过筛材料运到路基上,经翻晒、过筛,然后用推土机和然后用推土机和平地机将填料摊平并粗整成规定的路拱。用洒水平地机将填料摊平并粗整成规定的路拱。用洒水准备下承层施工放样准备选料洒水预湿整平轻压经规定时间闷料摆放和摊铺固化剂干拌加水并湿拌整平碾压接缝和调头处的处理养生图图 2020改良土路拌法施工工艺流程改良土路拌法施工工艺流程车均匀地洒水
18、,使土达到合适的含水量。人工洒车均匀地洒水,使土达到合适的含水量。人工洒铺固化剂。使用旋耕机辅以平地机拌合将固化剂铺固化剂。使用旋耕机辅以平地机拌合将固化剂拌到土中。用平地机整平已拌和均匀的改良土混拌到土中。用平地机整平已拌和均匀的改良土混合料,最后用合适的压路机进行碾压合料,最后用合适的压路机进行碾压.其施工工艺其施工工艺流程如图流程如图 2020 所示所示,以水泥土为例说明。以水泥土为例说明。1)1)准备下承层准备下承层表表 1515秦沈客运专线铁路基床以下路堤压实标准秦沈客运专线铁路基床以下路堤压实标准填料填料A A、B B、C C 组组填料或改良填料或改良孔隙率孔隙率 n n土土压实系
19、数压实系数 K K0.90.9-25252525压实标准压实标准地基系数地基系数9090K K3030110110130130细粒土细粒土粗粒土粗粒土碎石土碎石土在进行水泥土基床底层施工之前,必须对路在进行水泥土基床底层施工之前,必须对路基下部按照规范进行验收。要求其表面应平整坚基下部按照规范进行验收。要求其表面应平整坚实,具有规定的路拱,没有任何松散材料和软弱实,具有规定的路拱,没有任何松散材料和软弱地点,下承层的平整度和压实度应符合规定要求地点,下承层的平整度和压实度应符合规定要求(表(表 15)15)。凡验收不合格的路段。凡验收不合格的路段,必须采取措施必须采取措施,使使其达到标准后,方
20、可进行水泥土的施工。在将土其达到标准后,方可进行水泥土的施工。在将土料运到下承层上之前,应该用洒水车在下承层上料运到下承层上之前,应该用洒水车在下承层上均匀洒水,使下承层表面湿润均匀洒水,使下承层表面湿润.2)2)施工放样施工放样在下承层上恢复中线,直线段每在下承层上恢复中线,直线段每 1520m1520m 设设一桩一桩,平曲线段每平曲线段每 1015m1015m 设一桩,并在两侧边缘设一桩,并在两侧边缘外设指示标。进行水平测量,在两侧指示标上标外设指示标。进行水平测量,在两侧指示标上标出每层边缘的设计标高。出每层边缘的设计标高。3 3)准备选料)准备选料(1 1)料场选择)料场选择从取土场选
21、取有代表性的土料从取土场选取有代表性的土料,进行原状土和进行原状土和水泥土的物理力学性试验,根据试验结果,选定水泥土的物理力学性试验,根据试验结果,选定取土场,同时确定改良配比取土场,同时确定改良配比.(2)2)土料采集土料采集采集的土料应无树根、草皮和杂土采集的土料应无树根、草皮和杂土.在采集土在采集土料的过程中,应在预定的采料深度范围内自上而料的过程中,应在预定的采料深度范围内自上而下采集,不应分层采集下采集,不应分层采集.避免将不合格的土料推入避免将不合格的土料推入选料堆中。发现土料有明显变化,经重新作配比选料堆中。发现土料有明显变化,经重新作配比试验试验.(3)3)土料的运输和堆放土料
22、的运输和堆放根据每层的宽度、厚度及预定的干容重根据每层的宽度、厚度及预定的干容重,计算计算每层所需的干土数量。根据选料的含水量和所用每层所需的干土数量。根据选料的含水量和所用运土车的吨位,计算每辆车的堆放距离。选料装运土车的吨位,计算每辆车的堆放距离。选料装车时车时,应注意每辆卡车的装载数量基本相等。将土应注意每辆卡车的装载数量基本相等。将土料运至摊铺地点,根据计算好的堆放距离由远至料运至摊铺地点,根据计算好的堆放距离由远至近等距离卸料,严格掌握卸料距离,避免土料不近等距离卸料,严格掌握卸料距离,避免土料不够或过多够或过多.运到路段上的土料运到路段上的土料,最好当天摊铺均匀,最好当天摊铺均匀,
23、第二天拌和固化剂。如土料中有较大的土块,应第二天拌和固化剂。如土料中有较大的土块,应事先粉碎,然后用平地机整平事先粉碎,然后用平地机整平.必须注意,在土料必须注意,在土料摊铺前应该在下承层表面洒水,使其表面湿润,摊铺前应该在下承层表面洒水,使其表面湿润,但不应过分潮湿而造成泥泞。但不应过分潮湿而造成泥泞。4 4)洒水预湿)洒水预湿(摊铺晾晒)摊铺晾晒)运到下承层上的选料应进行洒水预湿。洒水预运到下承层上的选料应进行洒水预湿。洒水预湿素土,可以使水在土中分布较为均匀,可以节湿素土,可以使水在土中分布较为均匀,可以节省洒铺水泥后的加工操作时间。由于在撒铺水泥省洒铺水泥后的加工操作时间。由于在撒铺水
24、泥的时候,大部分需要的水量已经加到土里去了,的时候,大部分需要的水量已经加到土里去了,在撒铺水泥后的拌和过程中,就可以减少很多洒在撒铺水泥后的拌和过程中,就可以减少很多洒水工作量。实践证明:如土料的含水量比最佳含水工作量。实践证明:如土料的含水量比最佳含水量低水量低 2%3%2%3%,水泥和土就更容易拌和。,水泥和土就更容易拌和。如果素土的天然含水量很大,事先必须进行摊如果素土的天然含水量很大,事先必须进行摊铺晾晒。铺晾晒。5 5)整平轻压)整平轻压细粒土洒水后需要一夜充分闷料,之后应该细粒土洒水后需要一夜充分闷料,之后应该整型成要求的路拱和坡度整型成要求的路拱和坡度,并用并用 6 68t8t
25、 的两轮光面的两轮光面压路机碾压压路机碾压 1212 遍,使素土层具有平整光滑的表遍,使素土层具有平整光滑的表面面,同时具有一定的密实度,以便摊铺水泥。同时具有一定的密实度,以便摊铺水泥。6)6)摆放和摊铺水泥摆放和摊铺水泥使用袋装水泥,事先根据水泥改良土的压实使用袋装水泥,事先根据水泥改良土的压实厚度、预定的干容重和水泥剂量,计算每一平方厚度、预定的干容重和水泥剂量,计算每一平方米水泥土需要的水泥用量,并计算每袋水泥的摊米水泥土需要的水泥用量,并计算每袋水泥的摊铺面积。然后,根据水泥土层的宽度铺面积。然后,根据水泥土层的宽度,确定摆放水确定摆放水泥的行数,计算每行水泥的间距。最后,根据每泥的
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