高速铁路路基试验段连续碾压施工方案.docx
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高速铁路路基试验段连续碾压施工方案
天外飞仙客专Ⅰ标段
路基试验段施工方案
编制：
复核：
审核：
天下集团天外飞仙客专Ⅰ标指挥部
二〇一六年四月十五日
1.编制依据
（1）《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）；
（2）《高速铁路路基工程施工技术规程》（Q/CR9602-2015）；
（3）《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》（Q/CR9210-2015）；
（4）《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2010）；
（5）《铁路给水排水施工技术规范》（Q/CR9221-2015）
（6）《铁路路基工程施工机械配置技术规程》（Q/CR9224-2015）；
（7）《铁路给水排水工程施工机械配置技术规程》（Q/CR9229-2015）;
（8）《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010）；
（9）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；
（10）《铁路路基工程施工安全技术规程》（TB10302-2009）；
（11）《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012
（12）《建筑安装工人安全技术操作规程》
（13）国家有关工程施工的法律、法规及地方具体规定和要求；
（14）天外飞仙客专铁路工程个别路基施工图；
（15）京沈铁路招标文件、实施性施工组织设计、图纸、工程量清单；
（16）建设单位、设计单位、局指挥部的相关文件通知；
（17）施工现场调查获得的有关资料、数据以及现场实际情况；
（18）我公司现有的施工技术能力、机械设备能力及相关工程的施工经验。
2.工程概况
1
2
2.1设计概况
天外飞仙客运专线正线设计为双线客运专线铁路，设计速度350km/h，天外飞仙铁路客运专线Ⅰ标，起讫桩号为K266+900～K283+961，全长17061m。
路基总长度为2619.32m，分十一个区段。
试验段选定在K278+063.86～K278+205.55段，全长141.69m，本段路基基底处理采用CFG桩加固，基床以下路堤填筑A、B、C组填料填筑，基床底层为0.75m厚A、B组填料填筑，路基填筑高度在3～8m。
该段征地拆迁、土源、交通、水电等情况具备试验条件。
试验段位于高家台子大桥和南台子大桥之间，为低山丘陵地貌，地形起伏不大，该施工段附近隧道砟场路基填料料源丰富，路基填料选用B组填料。
2.2工程数量
本段路基填筑设计方量见下表（单位：
方）:
起止里程
A、B
组土
A、B、C组土
中粗砂
C组细粒土
级配碎石
碎石垫层
级配碎石（过渡段）
填方
K278+063.86～K278+205.55
3322
4925
163
1161
2277
839
2023
14710
3.试验目的、范围和内容
3
3.1试验目的
1
2
3
3.1
（1）确定本段路基经济合理的填料，选定满足施工要求的最佳配套机械；
（2）通过试验段确定不同填料及压实条件下合理的松铺厚度，相应合理的碾压方法、压实遍数和施工最佳控制含水量的控制范围等工艺参数；
（3）通过试验段确定检测过程及检测手段的合理性；
（4）确定合理的机械、人员配置方案；
（5）通过试验对比设计确定填料的合理性；
（6）通过试验获取施工数据以便指导大面积施工；
（7）试验段需取得的施工参数。
通过试验段K278+063.86～K278+205.55的施工，以确定施工工艺参数和机械的合理配置。
计划确定的主要参数有：
（1）填料松铺厚度；
（2）压实设备吨位及压实遍数；
（3）机械运输能力；
（4）压实的最佳含水量控制指标：
（5）运输机械、摊铺机械、压实机械合理配备；
（6）路基沉降量与时间的关系曲线。
3.2试验范围
3.2
（1）基床以下部分路堤本体A、B、C组填料填筑施工工艺（含检测手段）；
（2）基床底层A、B组填料（基床下部0.75米范围内）填筑的施工工艺（含检测手段）。
3.3试验内容
3.3
（1）路堤本体填筑工艺；
（2）路堤基床底层填筑工艺；
（3）路基沉降和位移观测。
4.施工总体安排
4
4.1施工安排
项目部成立了试验段施工管理小组负责试验段施工，试验，数据采集，成果分析等工作，责任到人。
提前准备合理的劳动力、机械设备、施工材料等。
计划于2014年4月25日开始施工，5月15日完成基床以下路堤填筑，并形成基床以下路堤填筑成果报告，试验段施工完成3天后，提交试验段总结报告。
施工过程中采用挖掘机开挖换填表层0.7m～1.5m厚泥岩土层，自卸汽车运至K279+200线路右侧的弃土场，机械开挖时留有0.3m厚的人工清理层，清理完成后基底采用压路机进行碾压处理，碾压完成后进行基底静力触探，检测基底承载力是否满足设计要求，粉质粘土大于160Kpa，泥岩大于250Kpa，否则加大换填深度直至达到设计地基承载力。
路基基床以下部分和基床底层均采用A、B组填料，填料由天外弃砟场供应，施工前经试验检测合格后，采用自卸汽车运至现场，分别按照35cm、40cm、45cm的松铺厚度进行填筑压实试验，每层碾压4遍后开始进行试验检测，记录检测数据，最终通过分析确定最合理的填筑工艺。
基床底层以下路基填筑达到六层后对基床底层以下路基填筑工艺进行总结，基床底层在填筑达到基床底层以上后再进行基床底层填筑工艺总结。
4.2时间安排
试验段施工计划于2016年4月25日～2016年5月15日完成，总工期20天。
4
4.1
4.2
工期安排
施工内容
时间安排
清表及开挖换填土
2016年4月25日～2016年4月27日
基底碾压
2016年4月28日～2016年5月1日
基床以下填筑
2016年5月2日～2016年5月8日
基床底层填筑
2016年5月9日～2016年5月15日
5.资源配置
5
5.1人员配置
路基试验段施工前，项目部成立了以项目部经理孔庆祥为组长、总工程师、试验室主任、二工区经理为现场施工总负责的施工小组，试验段施工任务由项目部第二架子队完成，主要参与人员见表1。
表1、主要管理人员一览表
序号
职务/工种
姓名
备注
1
指挥长
项目总负责
2
总工程师
技术总负责
3
安全总监
安全总负责
4
工区经理
现场施工总负责
5
架子队队长
现场施工负责人
6
架子队技术主管
现场技术负责人
7
试验工程师
现场试验负责人
8
施工员
现场管理员
9
专职安全员
现场安全员
10
拌合站站长
砼生产负责人
11
级配碎石拌合站站长
级配碎石生产负责人
12
技术员
负责现场技术工作
13
质检员
负责现场质量工作
14
测量员
负责现场测量工作
参加试验段施工生产的挖掘机司机2人，推土机司机2人，压路机司机4人，装载机司机2人，平地机司机2人，洒水车司机2人，自卸汽车司机12人，工班长1人，工人10人。
第二架子队组织机构图
架子队组织机构图
5.2机械配备
试验段路基填筑主要采用挖掘机开挖土方，自卸车装运土方，推土机初步平整，平地机修整填筑路面，振动式压路机碾压。
测量仪器经过鉴定，试验设备已经齐备并标定，试验室已通过验收。
机械设备和测量、试验检测仪器详见下表。
表2、主要机械设备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
状态
备注
1
挖掘机
EX220
台
2
良好
2
推土机
TY220
台
1
良好
3
压路机
YZ25
台
1
良好
4
自卸车
东风康明斯
辆
6
良好
5
装载机
ZL50
台
1
良好
6
平地机
PY190B
台
1
良好
7
压路机
YZ20
台
1
良好
8
洒水车
解放车
辆
1
良好
表3、测量、检测仪器表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
检测状态
备注
1
全站仪
LiceaTC-06
台
1
合格
2
电子水准仪
Licea1020
台
1
合格
3
铟瓦尺
2m
把
2
合格
4
K30平板载荷仪
YTW-28
套
1
合格
5
Ev2测试仪
PK-K型
套
1
合格
6
电动重型击实仪
BRJ-3型
台
1
合格
7
静力触探仪
63.5Kg
台
1
合格
8
Evd动态变型模量测试仪
LFG
套
1
合格
9
连续压实控制系统
中海达
套
1
合格
5.3材料准备
路基填筑A、B组料采用天外出口砟场料源，天外出口料源地运距约1.5km，现有成品填料约5万方，料场填料全部经中心试验室现场取样，试验监理工程师旁站见证检测，监理站试验室平行试验，检测为合格料源。
6.路基填筑工艺要求
6
6.1填料要求
5
6
6.1
（1）根据设计及《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）的要求：
基床表层填筑采用级配碎石掺5%水泥；基床底填料采用A、B组填料；基床以下填料选用A、B组填料或A、B、C组填料，但要求不含细粒土、粉砂和软块石土。
（2）路堤基床以下部分填料中碎石最大料径不得大于7.5cm，基床底层填料中碎石最大料径不得大于6cm，并且要求大小级配良好的非风化石。
（3）填筑前应对材料来源进行取样检验；填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。
当填料土质发生变化或更换填料时应重新进行检验，检验的方法按《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2010）规定进行试验。
基床以下部分路堤填料复查项目及频次详见表4：
表4、基床以下部分路堤填料复查项目及频次表
填料类别
试验项目、频次
颗粒级配
颗粒密度
粗粒土碎石土
10000m3（或土性明显变化）
10000m3（或土性明显变化）
注、表列数字为进行一次试验的填料体积
6.2施工工艺要求
6.2
（1）路堤填筑应按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工。
试验段路堤施工段较短，按施工工艺组织施工时，可采用同一层土一次性填筑、一次性摊平、一次性碾压的来组织施工；
（2）不同性质的填料分别填筑，不得混填，每一摊铺层填料中的粗细填料应摊铺均匀，不应有粗集料或细集料窝。
较大粒径石块不应集中，应均匀的分布于填筑层中，石块间的空隙应用较小碎石、石屑等材料填充密实，并使层厚均匀层面平整。
（3）填筑时应横断面全宽、纵向分层填筑压实，不得出现纵向接缝。
从原地面最低处分层填筑，并由两边向中心填筑。
6.3路堤边坡
6.3
（1）路堤边坡宜采用加宽超填方法施工，超填宽度50cm。
（2）路基刷坡采用挖掘机刷坡、人工配合。
挖掘机刷坡时应根据路肩线用坡度尺控制坡度，大致平整后人工进行细致修整。
（3）路堤边坡应平顺、密实、稳固；边坡的坡率应符合设计要求，偏陟不得大于设计值的3%。
6.4路基填筑检测方法
6.4
（1）基床以下部分路基沿线路纵向每100m每层检测压实系数（改良细粒土）或孔隙率（砂类土和碎石类土）6点，其中，左、右距路肩边线1m处各2个点，路基中部2个点；每1层检测一次地基系数K30、变形模量Ev2各4点，距路基边线2m处左、右各检测1个点，路基中部检测2个点。
（2）基床底层沿线路纵向每100m每层检测压实系数K6点，其中，左、右距路肩边线1m处各2个点，路基中部2个点；每1层检测一次地基系数K30、动态变形模量Evd、变形模量Ev2各4个点，距路基边线2m处左、右各检测1个点，路基中部检测2个点。
7.路基试验段的施工准备
在施工人员和设备均已到位的情况下，还需要进行如下施工准备：
7
7.1测量放样
根据设计院的交桩资料进行施工复测，恢复线路中心桩位，加密水准点，测量路基横断面，放出征地线边桩。
填前碾压完成并经验收达规定的压实度后，对换填基底和路基坡脚线进行断面测量，以确定填方工程数量并作为计量支付的依据。
测量结果经监理工程师复核签字认可即可测设路基坡脚线及中线。
7.2填料选择和室内实验
根据设计及规范要求，采取就近的原则，选择后褚河料场合格的B组料做为路基基床以下及路基基床底层填料。
后褚河料场料源储量丰富，并经检测合格。
试验段路基路堤以下换填层核心区域选择级配不好的含土细角砾B组料，两侧区域选择路堑段经过加工的A、B组料，颗粒粒径不得大于60mm；试验段填筑土方在取土场进行取样后，分别进行颗粒筛分、标准击实等试验，试验方法按《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2010）规定进行试验。
7.3技术管理准备
本试验段成立以总工为首的技术管理梯队，组织各技术管理人员进行图纸、设计说明、路基施工规范质量验收标准、试验规范和标准、设计规范、安全、环保等相关规范规定的学习和交流。
做到能以一个具体的施工技术指导施工作业，能有效组织技术资料数据汇总，做出具有实质性的技术参数，以更好地指导今后的施工。
7.4试验准备
明确试验方法，配备试验仪器和专业人员，专职试验员对路基检测工艺熟知。
8.施工工艺、方法
8
8.1施工工艺的选择
7
8
8.1
设计图纸的要求：
基床底层填筑采用A、B组填料；基床以下路堤本体填料应采用A、B组填料或C组填料。
表5、松铺厚度、碾压遍数、技术标准
层数
松铺厚度（cm）
碾压遍数
压实标准
备注
1
35
4
符合设计及《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）
5
6
2
40
4
5
6
3
45
4
5
6
按高铁路基施工经验，在进行碾压四遍后开始检测地基系数及孔隙率，之后每增加碾压一遍即检测一次，直至达到设计要求及验标（TB10751-2010）要求后停止碾压，整个施工过程要详细记录试验数据。
路基填筑工艺流程图如下：
8.2
施工方法
1
2
3
4
5
6
7
8
8.1
8.2
8.2
基底处理：
人工配合挖掘机将原地面杂草、树根等清理干净，挖除表面粉质粘土层，并将弃土用自卸车运送至弃土场，机械开挖时留有0.3m厚的人工清理层，清理完成后基底采用压路机进行碾压处理，根据设计及《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）的要求，碾压完成后进行基底静力触探，检测基底承载力是否满足设计要求，粉质粘土大于160Kpa，泥岩大于250Kpa，不满足设计要求的，根据现场情况继续开挖，或者对基底进行碾压处理,直至基底承载力满足设计要求。
8.3路基填筑
8.3
8.3
（1）连续压实填筑施工工艺流程
路基填筑按照“三阶段、四区段、八流程”进行施工：
如下图2所示。
图2“三阶段、四区段、八流程”工艺流程图
（2）路基连续压实相关性校验工艺流程。
如图3所示。
图3路基连续压实相关性校验工艺流程图
（3）连续压实过程控制工艺流程。
如图4所示。
图4连续压实过程控制工艺流程
挖掘机挖装，自卸车运输，按放样宽度及松铺厚度控制卸土量，检查含水量，含水量适宜时推土机摊铺整平，松铺厚度及平整度符合要求后用压路机按规定碾压。
按高速铁路路基施工经验，一般碾压四遍后开始检测地基系数及孔隙率，之后每增加碾压一遍即检测一次，直至达到要求设计及《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）要求后停止碾压。
8.4卸土控制
填筑前首先放出线路中桩和填筑边线，每10m钉出边线木桩，为保证路基边缘的压实度，边线应比设计线每边宽出50cm。
为便于比较，路基试验段第一层松铺按35cm、第二层松铺按40cm、第三层根据前两层试验参数进行调整松铺厚度，保证压实厚度最接近30cm。
填土区段内按照网格法布料，纵向网格线间距不得大于10m。
网格线间距根据运料车的车容量计算确定，采取单车一格卸料（如图5）。
布料网格面积=每车运量÷摊铺厚度。
卸土布料必须有专人指挥，确保卸料均匀，便于摊铺、平整，用以控制推土机作业厚度。
路基本体核心区域填料与两侧AB料同时进行填筑。
图5卸料网格
8.5摊铺整平
路堤按横断面全宽、纵向水平分层填筑。
按核心区域和两侧区域分界线从路堤两侧向中间填土。
首先采用推土机进行初平，再用平地机进行精细平整，从而保证每一层的平整度及厚度均匀，挂线控制松铺厚度。
初步整平后，按分层松铺厚度要求检查填料的松铺厚度，必要时应进行补料或减料。
要求每一层填筑时须形成4%的人字形横坡。
精平后，由工程技术人员、测量人员共同在各横断面处，按中线、设计左右边线处用水准仪测量松铺顶面标高，确定实际松铺厚度。
8.6洒水晾晒
填筑过程中，应随时检测填料含水率、松铺厚度等相关试验系数并做好记录，及时调整填料的含水率。
试验人员现场进行填料含水率检测，如小于最佳含水率，则适当洒水，如大于最佳含水率，则适当晾晒，确保填料在最佳含水率的±2%范围内。
8.7碾压
当松铺厚度、平整度符合要求时开始碾压。
碾压采用22t压路机，压实宽度为2170mm。
碾压遍数按下表进行，相邻轮迹重叠不大于0.1m，相邻两区段纵向重叠不小于2m，上下两层填筑接头应错开不小于3m，以保证无漏压、无死角，确保碾压的均匀性。
试验段压实状态分区如下表3所示。
碾压行驶速度开始时用满速（宜为2-3km/h），最大速度不超过4km/h。
表3试验段压实状态分区
区域
压实度
压实状态
碾压遍数
AB组料
＜80%
轻度密实
静压1遍，弱振2遍
80%～90%
中度密实
强振2遍
＞95%
重度密实
强振n遍，静压1遍
8.8压实检测
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
（1）路基基床以下
a）初压结束后，进行压实指标检测。
以压实度K为主控指标，K30作为填土高度0.9m时检测指标。
同时，由工程技术人员、测量人员共同在各横断面处，按中线、设计左右边线处用水准仪测量压实后顶面标高，确定实际压实厚度。
（检验数量：
施工单位沿线路纵向每100m每压实层抽样检验压实系数6点，其中：
左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点；每100m每填高约90cm采用K30抽样检验地基系数4点，其中：
距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点）。
b）对试验段路基进行续压续检，每强振二遍检测一次，检测方法同前。
并认真记录松铺厚度、压实厚度、碾压次数、压实质量等相关数据。
表5、路基基床以下压实标准
序号
检查项目
压实标准
碎石类及粗砾土
1
地基系数K30（MPa/m）
≥130
2
变形模量Evd（MPa）
≥45
3
压实系数K
≥0.92
表6、路基基床以下路基检验数量及方法
序号
检查项目
允许偏差范围
频次
1
中线至边缘距离
±50mm
沿线路纵向每100m用尺量检查5处
2
宽度
≮设计值
沿线路纵向每100m用尺量检查5处
3
横坡
±0.5%
沿线路纵向每100m用坡度尺检查5个断面
4
平整度
≯15mm
每100m用2.5m尺检查10处
每一填层碾压四遍后即用K30平板载荷仪检测地基系数K30、采用灌砂法检测压实系数K，检测频率按检测方法中的要求（自碾压四遍后开始），直至满足设计要求。
（2）路基基床底层
表7、路基基床底层压实标准
序号
检查项目
压实标准
碎石类及粗砾土
1
地基系数K30（MPa/m）
≥150
2
变形模量Ev2（MPa）
≥80
3
动态变形模量Evd（MPa）
≥40
4
压实系数K
≥0.95
表8、路基基床底层路基检验数量及方法
序号
检查项目
允许偏差范围
频次
1
中线至边缘距离
+50
mm
沿线路纵向每100m用尺量检查5点
0
2
宽度
≮设计值
沿线路纵向每100m用尺量检查3点
3
横坡
±0.5%
沿线路纵向每100m用坡度尺检查2个断面
4
平整度
≯15mm
沿线路纵向每100m用2.5m尺检查10点
5
厚度
±30mm
沿线路纵向每100m用水准仪测检测3点
在每一填层碾压四遍后即用K30平板载荷仪检测地基系数K30，采用灌砂法检测压实系数K，Evd动态变型模量测试仪（基床底层每层检测一次，）。
检测频率按检测方法中的要求（自碾压四遍后开始），直至满足设计要求。
试验过程中安排技术人员、检测人员记录压路机的碾压速度、碾压顺序、碾压遍数及压实度检测等情况，以便整理出指导大面积路基填筑施工的总结报告。
8.9压实数据分析
详细记录填料类别、含水量、机械种类、碾压遍数、行驶速度、摊铺厚度、不同压实遍数后的压实厚度及对应试验数据。
以EXCEL表格形式，对松铺厚度及压实厚度、碾压遍数及强振遍数、含水率及试验数据进行对应记录，同时绘制关系图。
8.10后续试验
第二层按松铺厚度40cm施工，试验方案同上。
第三层根据松铺系数、结合试验参数，确定松铺厚度，试验方案同上，试验检测增加K30，进行三项指标控制。
8.11数据采集
在确定了松铺厚度、碾压遍数和压路机的行走速度之后，用连续压实设备进行数据采集。
轻度区：
场地准备工作完成后，使用弱振检测。
压路机应保持固定时速进行平碾，不得倒车。
时速宜控制在2km/h，不应大于4km/h。
然后根据振动压实曲线，在曲线变化平缓的位置选1个点（原则上是每隔10m范围取一点），每个压实区选6个点，选取该点进行K30测试；每个点K30做1次；试验严格按相关规程操作，应等待每一级加载稳定后方可进行下一级加载；同时做好所取点的VCV值记录；中度区和重度区，同样遵循上述流程进行取点，然后对所取的6个点进行K30测试，并做好试验记录；
8.12检测数据整理分析
数据分析处理的步骤的要求如下：
对检测数据进行筛选，剔除掉异常数据后，将每个检测点的VCV与K30检测数据采用最小二乘法进行相关性分析，如相关系数大于0.7，则相关性成立。
然后根据施工质量验收标准中规定的压实指标最小值计算所对应的振动压实值，即得到在这一填料类型和施工条件下，连续压实检测的控制指标VCV值。
8.13两侧区域填料的相关试验数据确定
对于非同种料源的两侧区域填料，按照1-3层的试验流程重新确定两侧区域的碾压遍数、松铺厚度。
8.14沉降板的埋设与观测
8.9
8.10
8.11
8.12
8.13
8.14
（1）沉降板工作原理：
设在基底的沉降板随地基沉降而下沉，通过连接在上面的测杆测量其高程，测杆高程减去杆长度即为沉降板高程，每次沉降差即为地表沉降值。
（2）沉降板的埋设：
沉降板由一根直杆（直径=40mm的钢管）和500×500×30mm的沉降钢筋混凝土板组成。
直杆预埋在钢筋混凝土沉降板内，沉降板按照设计位置埋设在路基基底面上。
在埋设点地面挖500×500×20cm的土坑，坑内铺10cm左右的砂垫层，整平压实，将沉
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