客运专线路涵过渡段级配碎石填筑施工关键技术

客运专线路涵过渡段级配碎石填筑施工关键技术

戚家华唐亚芳

（中铁电气化局西安铁路工程公司，陕西西安710055）

摘要：客运专线铁路运行速度快、技术标准高，为满足客运专线快、平、顺的要求，客运专线桥涵过渡段普遍采用级配碎石填筑的新技术，针对客运专线桥涵过渡段施工质量要求，结合津秦客运专线过渡段级配碎石掺5%水泥施工实践，阐述过渡段级配碎石的施工关键技术和工艺，为类似工程过渡段填筑级配碎石施工提供借鉴。

关键词：客运专线；桥涵过渡段；级配碎石；施工

前言

铁路线路是由不同特点的结构物（桥、隧、路基、轨道等）构成，这些结构在强度、刚度、变形等方面都有很大的差异，因此在路桥、路涵、路堤与路堑相连地段，纵向轨下基础刚度的变化必然影响路基、轨道、车辆系统刚度的均匀性，导致高速铁路系统振动的加剧，也加大了对轨下基础的动力作用，影响高速行车的平衡和安全。

路基与桥涵连接处一直是铁路路基的一个薄弱环节。一方面路基与桥梁刚度差别较大而引起轨道刚度的突变；另一方面由于路基与桥台的沉降差而导致轨面不平顺。在路堤与桥涵间设置一定长度的过渡段，以控制轨道刚度的逐渐变化，并最大限度地减少由于路基与桥涵的沉降不均匀而引起的轨道不平顺，保证列车高速、安全、舒适运行。

本标段路涵过渡段设置较多，结合现场施工，本文简要总结了客运专线路涵过渡段施工关键技术和控制要点。

1工程概况

新建铁路天津至秦皇岛客运专线三标段（电化局管段）处于唐山市，多为果园和耕地，地势平坦开阔，地质为粉质黏土和粉土。标段正线路基长度13.94公里，共有桥涵57座，本段客运专线正线路涵过渡段均采用掺5%水泥级配碎石填筑施工。

2技术要求

2.1过渡段的设置形式和标准

图1适用于涵洞顶至路基面高度大于2m时的过渡段，过渡段在涵洞两侧均设置；自涵洞顶上1m顺线路方向至涵背后2m、坡度为1：1.5下就涵洞顶平，自原地面涵背后2m、坡度为1：2上至涵洞顶平的倒梯形；横桥向填筑坡度为1：1，外侧包边填筑A、B组填料同路堤顺接。单侧过渡段长度按下式计算：

L=2+2×（H-h）

L-路堤过渡段长，m。

H-涵洞处路堤高度，m。

h-涵洞顶覆土高度，m。

图2适用于涵洞顶至路基面高度小于等于2m时的过渡段，过渡段在涵洞两侧均设置。基床表层高度内顺线路方向：过渡段长度大于20m时，不小于过渡段长度，过渡段长度小于20m时，不小于20m填筑级配碎石掺5%水泥；自原地面涵背后2m、坡度为1：3上至基床表层底面的倒梯形。单侧过渡段长度按下式计算：

L=2+3×（H-0.4）

L-路堤过渡段长度，m。

H-涵洞处路堤高度，m。

2.2原材料要求

过渡段填料采用级配碎石掺加5%水泥，级配碎石原材采用3种规格，要有石粉（0～5mm）30%，12碎石（5～10mm）30%，13碎石（10～30mm）40%，水泥为P.O.42.5号普通硅酸盐水泥，配合比水泥：水：级配碎石=1：1：20。

3过渡段填筑施工

3.1施工前的准备工作

3.1.1认真做好试验段。正式大面积施工过渡段前，进行试验段施工，台后2m范围以内采用小型手扶式振动压路机和手扶式冲击夯，2m以外采用重型压路机，分别通过填筑压实试验与质量检测试验确定摊铺厚度、碾压遍数、行驶速率、碾压程序及检测有郊时间等参数，制定施工工艺，并送监理审批，然后进行大面积施工。

3.1.2做好涵洞基坑及原地面处理。回填涵洞基坑清除杂物和浮土，采用C15素混凝土回填；混凝土采用搅拌站集中拌和，插入式振捣器振捣密实。

基坑回填后，对过渡段基底进行处理，清除表层松软土及腐植土，用振动压路机碾压密实，进行地基系数K30检测，控制标准为K30≥60MPa/m。

3.1.3做好纵横向排水，避免填筑区域积水和地表水从结合部渗入路基本体。

3.1.4根据施工图纸测量放样，精确测放出并用白灰画出过渡段级配碎石填筑边线，并在涵洞墙身防水层上画出层厚控制线，按20cm一层沿墙身横向通线，用以控制每层填筑厚度。

3.2施工工艺流程

根据试验段取得的参数，填料松铺时的松铺系数为1.2～1.3左右，每层虚铺厚度25cm，压实厚度20cm。施工过程采用“四区段，六流程”的施工工艺流程进行填筑作业，施工工艺流程如图3所示：

3.3施工关键技术、工序

3.3.1填料拌和

本段过渡段设计填料为级配碎石掺加5%水泥，填料拌和在级配碎石搅拌站集中拌和。搅拌站计量设备应经具有资质的计量单位检验合格，并定期进行校验。

3.3.2摊铺整平

（1）拌合好的级配碎石混合料运至现场后，及时进行摊铺整平，采用人工配合推土机或装载机进行，距离结构物1m范围内用人工摊铺整平。

（2）摊铺时用涵背层厚控制线及其它区段的标高控制桩（每10m处横断面左、中、右各打一根标高桩，标识出层厚位置）控制每层厚度，并根据每车运输方量及摊铺厚度计算摊铺面积，换算成长宽，用网格灰线标识，即为每车卸料位置。

（3）级配碎石在摊铺过程中出现的集料窝现象应及时消除。采用装载机配合人工现场拌和的方式消除集料窝。

（4）最后要对个别坑洼或离析处人工找平，并向两侧做成2%～4%的排水坡。

3.3.3碾压

（1）摊铺整平后应立即碾压，防止水分流失，填料的含水量控制在最佳含水量的+2%～-3%为宜。

（2）涵背2m范围内及涵顶填料不足1m时不能用重型碾压设备压实，采用手扶冲击夯夯实，平行于涵背壁面进行横向夯实，根据试验工艺参数，夯实遍数9遍。

（3）涵背2m以外，采用22T振动压路机进行压实，碾压时采取从两侧向中心的顺序，纵向进退式碾压，先静压1遍，再弱振3遍，再强振碾压1遍，最后再静压1遍，碾压应遵循先轻后重、先慢后快的原则，碾压速度为2.0km～4.0km/h。碾压时纵向搭接2m，横向轮迹重叠不小于0.4m。

（4）碾压过程中及碾压后，要进行人工配合及补平坑洼处，修补纵横衔接部位及路基两侧边缘，碾压后平整度要满足要求，碾压应保证无漏压、无死角，确保压实质量。

3.3.4检测检验

（1）对运至现场的填料按每施工作业段每一层抽检不少于一组的频次，检测其颗粒级配和含水量。当发现有明显变化时，及时抽样复查，并将检测信息反馈给级配碎石搅拌站，以对配料比例作相应调整，使生产的填料符合要求。

（2）在每一层的填筑过程中，确认填料颗粒级配、含水量的均匀性、铺筑厚度、填层表面平整符合设计及施工工艺参数后，再按工艺试验确定的碾压速率和遍数进行碾压夯实。

（3）填筑施工过程中，每填高90cm抽样检验3处（左、中、右各1处）填料中水泥的含量，水泥含量控制在试验配全比设计掺量+1%范围内。

（4）根据设计要求，过渡段级配碎石压实质量需检测的项目为：K30、EVd（MPa）、EV2和孔隙率n，基床表层以下过渡段级配碎石填筑压料标准及频率见表1

3.3.5过渡段施工注意事项

（1）过渡段范围及其两侧排水应提前考虑，并与相邻段路堤排水形成系统，防止过渡段施工过程中受水浸泡或冲涮。

（2）过渡段与路基填筑接茬处，应做重点搭接碾压，并力争同层同步施工。

（3）过渡段两侧包边土及锥体填筑与过渡段应采用“平起法”同步填筑。

（4）过渡段级配碎石填筑过程中，要特别注意对涵洞防水层的保护，涵背与过渡段间可填筑10～15cm厚非透水性土壤对防水层进行保护，如对防水层造成破损，及时进行修补。

（5）涵洞两侧过渡段采用分层对称填筑。如果单侧填筑时，会给涵洞造成偏压力，当偏压力达到一定的荷载时，涵洞产生局部裂纹或整体位移，因此涵洞两侧过渡段必须分层同步填筑。

（6）掺加5%水泥的级配碎石混合料宜在2h内摊铺碾压完毕，且宜在3h内检测完毕。

（7）碾压成型的级配碎石层，应及时洒水保湿养护。

4结语

在路涵过渡段级配碎石施工中，采用了级配碎石拌和站集中拌制级配碎石，有针对性的设计级配碎石配合比，合理配置小型碾压夯实和重型碾压夯实设备，摊铺厚度多样化控制，包边土、锥体及相邻路堤同步填筑，强化防水层的保护，在施工过程中实现了统筹兼顾、同步实施的一体化施工工艺，体现了每一道工序都是关键环节，都应细心施工的理念。使过渡段级配碎石表面平整，碾压密实，提高了生产效率，确保了过渡段施工质量，并形成了一整套现场过渡段级配碎石施工技术。

参考文献：

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[2]杨广庆，刘延吉．铁路客运专线路基施工技术[M]．北京：中国铁道出版社，2006

[3]刘向东．溱沈客运专线级配碎石基床表层施工技术[J]．铁道标准设计，2001（8）

[4]刘彬．铁路客运专线过渡段施工技术研究[J].铁道标准设计，2006(12)