哈大铁路路基试验段施工方案.docx
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哈大铁路路基试验段施工方案
TA1-3施工组织设计（方案）报审表
工程项目名称：
哈大铁路客运专线TJ-1标K0+681.9～DK35+434.06路基工程编号：
致：
哈大铁路客运专线北京铁城铁科院联合体监理站大连分站
我单位根据施工合同的有关规定已编制完成DK24+060～DK24+260路基填筑试验段工程的施工方案，并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
路基填筑试验段施工方案
承包单位（章）
项目经理
日期
监理分站审查意见：
监理分站（章）
分站长
日期
监理站审核意见
监理站（章）
总监理工程师
日期
指挥部审核意见：
指挥部（章）
指挥长
日期
注：
1、本表一式8份，承包单位2份，监理单位2份、指挥部、技质部各1份、工管部2份。
2、本表适用于标段重点工程施工组织设计审批。
哈大铁路客运专线TJ-1标第七项目经理部
路基填筑试验段施工方案
编制：
徐秀山
审批：
编制单位：
中铁十三局集团有限公司
日期：
二〇〇八年三月十二日
一、编制依据
二、工程概况
（一）、概述
（二）、试验段概况
三、试验段试验的目的和范围
（一）试验段试验的目的
（二）试验范围
四、组织机构及人员职责
五、施工人员、机械设备及测量、检测仪器、设备投入情况
1、参加施工人员进场情况
2、投入试验段施工的机械设备
3、测量、检测仪器设备的配置
六、路基试验段的施工准备
1、测量工作
2、开挖排水沟
3、基地处理
4、填料选择和室内实验
5、弃土场选择
6、填前碾压
7、技术管理准备
8、便道修筑
七、试验段路基填筑施工方案
八、试验段路基填筑质量控制措施
九、工期安排
十、质量保证措施
十一、安全保证措施
十二、环境保护措施
哈大铁路客运专线TJ-1标第七项目经理部
路基填筑试验段施工方案
为确保客运专线路堤填筑质量，为后续大面积施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，避免盲目施工给工程带来的损失，找出适合本地区施工的最佳施工方案，指导全线施工，特编制本方案。
一、编制依据
1、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》TZ212-2005；
2、《铁路路基工程施工规范》TB10202-2002；
3、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设〔2005〕160号；
4、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414-2003；
5、《铁路工程土工试验规程》GB10102-2004；
6、新建哈大铁路客运专线施工图设计；
7、建设单位、设计单位、监理单位的相关文件通知；
8、我单位以往类似工程的施工经验。
二、工程概况
（一）概述
1、哈大铁路客运专线TJ-1标第七项目经理部管段有关参建单位如下：
建设单位：
哈大铁路客运专线有限责任公司
设计单位：
铁道部第三勘察设计院
监理单位：
北京铁城铁科院联合体
施工单位：
中铁十三局集团有限公司
2、由我单位承建的哈大铁路客运专线里程为K0+681.9～DK35+434.06，全长34.752公里，管段内桥梁为金州湾1#桥、金州湾2#桥及南关岭左右线特大桥，路基长度为19.389公里，其中大连站场1处。
目前根据图纸到位情况，区间路基主要有DK20+061～DK20+313、DK23+523～DK25+870两段，长度分别为252m和2347m，工程量为挖方9.7777万方，填方25.9659万方。
在DK23+800处，线路由有碴轨道变为无碴轨道。
3、工程地质情况详见下表
里程范围
地貌描述
地质描述
K0+681.9～K6+200
丘前缓坡，大部分已改建为既有铁路及建筑场地。
局部表层覆盖人工填筑土，下伏石灰岩，石灰岩岩溶弱发育。
K6+200～改DK13+400
缓丘及丘间沟谷，大部分已改建为既有铁路及建筑场地。
表层覆人工填筑土、粉质黏土、黏土及碎石类土，下伏石灰岩及局部侵入辉绿岩脉，石灰岩岩溶弱发育。
改DK13+400～改DK20+000
丘前缓坡及丘间低地，低地地形较平坦，两侧大部分已辟为建筑用地。
表层覆人工填筑土、粉质黏土，下伏石灰岩，石灰岩岩溶弱～中等发育。
改DK20+000～改DK26+700
剥蚀残丘及缓坡。
表层覆人工填土、粉质黏土、碎石类土，下伏石灰岩。
石灰岩岩溶弱～中等发育。
4、气候特征：
四季分明、气候温和、空气湿润、降水集中、季风明显、风力较大。
大连属于北温带季风型大陆性气候，是东北地区最温暖的地方。
年平均气温10℃左右，其中8月最热，平均气温24℃，日最高气温超过30℃的天数只有10至12天，极端最高气温35℃左右。
1月最冷，平均气温-5℃，极端最低气温可达-21℃左右，无霜期180～200天。
年降水量为550～1000毫米，自西南向东北递增，降水中心位于庄河市北部山区，降水四季分布不均，60～70%的降水集中在夏季，多暴雨，且夜雨多于日雨。
本区处于东亚季风范围，夏半年盛行偏南风，冬半年盛行偏北风，年平均风速3～6米/秒，是我国东北地区风速较大的地区之一。
5、主要技术指标
铁路等级：
客运专线
正线数目：
单线＋双线
速度目标值：
基础设施350km/h
最小曲线半径：
竖曲线为10000m；平曲线为400m
限制坡度：
一般地段20‰，困难地段25‰
正线线间距：
5m
牵引种类：
电力
机车类型：
动车组
列车运行控制方式：
自动控制
调度指挥方式：
综合调度
（二）试验段概况
根据本管段目前施工图纸到位情况以及征地拆迁、取土场、现有交通、水电情况等综合分析比较，将试验段选定在DK24+060～DK24+260全长200m。
该段原地面为林地及旱地，填筑范围内设计无涵渠、通道等构造物，具有填筑施工连续、完整的优势。
本段地质土层自上而下依次为：
①填筑土：
杂色，稍湿，松散，厚0～2.5m，多为细角砾土、碎石土。
②粉质黏土：
棕红色，硬塑，含有少量细角砾，其成分为石灰岩，一般粒径为2～10mm，厚度0～3.7m。
③石灰岩：
灰色，隐晶质结构，中厚层状构造，节理裂隙较发育，全风化～弱风化。
属岩溶中等发育，易塌陷区。
路基设计基本情况为：
路基顶宽12.6～12.89m，平曲线半径1000m，竖曲线半径为15000m，纵坡为13‰，填高6.5～9.5m，平均填高8m。
基床表层填0.4m厚级配碎石＋基床底层填0.2m厚中粗砂＋0.4m厚非冻胀土＋1.7m厚A、B土，路基本体填合格填料。
地基处理措施有基底溶洞采用钻孔注浆加固，岩层注浆深度15m；DK24+120～DK24+260段采用水泥土挤密桩加固，桩打至基岩，桩顶设灰土垫层。
设计主要工程数量为路堤基床填筑13364m3，基床以下路堤本体填筑39302m3，挖除Ⅱ填筑土2782m3，总填方量为52666m3。
三、试验段试验的目的和范围
（一）试验段试验的目的
确定本地区经济合理的填料，选定满足施工要求的压实机具、所用填料及压实条件下合理的松铺厚度、压实遍数和施工最佳控制含水量等工艺参数，选定经济、合理、准确的检测手段。
为以后大面积路基填方施工积累施工经验和现场检测数据。
（二）试验范围
基床底层（基床下部1.7m范围内）填筑的施工工艺（含检测手段）；
基床以下部分路堤填筑施工工艺（含检测手段）；
路基基底沉降观测和侧向位移观测。
试验采用A、B、C三种填料，每种填料分别做三种松铺厚度（30cm、35cm、40cm），填筑方量分别为4500m3、5000m3、6000m3，合计填筑工程量为15500m3。
试验段填料主要来源于姚家大北驾校后山取土场，该取土场主要土层为若风化或微风化石灰岩，可根据前期试验数据，确定好填料分类，再确定填料安排。
四、组织机构及人员职责
本次试验人员组织及安排详见组织机构框图与人员职责表
路基填筑试验段组织机构框图
主要管理人员职责
工区经理：
全面负责本次试验段路基填筑施工现场的人员安排，材料、机械设备的调动等施工组织工作；抓好施工中的质量、安全、工期和现场管理工作，处理施工中出现的具体问题。
技术负责人：
全面负责试验段施工的技术管理工作；主持编制施工组织设计，组织解决施工中的关键技术和重大技术难题，负责新技术、新工艺、新设备、新材料以及先进技术成果在项目上的应用，指导施工技术，有效开展技术管理工作。
施工队长：
负责施工现场的生产管理，配合工区经理组织生产，协调现场各施工人员、材料、机械设备等资源。
抓好施工中的质量、安全、工期和现场管理工作，处理施工中出现的具体问题。
路基工程师：
负责施工全过程中的技术管理工作，包括施工技术、试验、测量、生产调度等；负责编制施工组织设计、施工工艺及操作细则；负责试验、测量工作，对所有试验项目制定方案并组织实施；负责环境保护方案的制订；对施工过程中出现的问题提出处理方案，负责编制各工序技术文件并进行交底；参与编制试验段技术总结。
测量工程师：
负责施工过程中测量工作的复核、检查、监督，确保测量工作及时、准确、有序的开展，满足施工需要。
质检工程师：
负责施工的安全、质量管理工作规划，制定安全质量管理办法，负责制定安全质量工作目标、安全质量计划和实施方案，组织制定安全、质量保证措施，确保安全、质量目标的实现，制定安全质量检查制度，制定各工种岗位操作规程，对安全生产、劳动保护、质量进行定期和日常的监督检查；组织安全质量的检查评审，组织开展安全生产活动和安全标准工地建设，负责安全质量事故的调查和处理。
试验工程师：
负责施工过程中试验工作的检查、监督，制定本试验段土工试验的具体实施方案，汇总试验段试验数据，编制土工试验总结报告。
五、施工人员、机械设备及测量、检测仪器、设备投入情况
1、参加施工人员进场情况
管理、技术、质检、检测等相关人员已全部到位，其他施工人员待具备施工条件后陆续进场，详见下表
主要施工人员表
序号
职务
计划人数
到位人数
备注
l
质检工程师
l
l
2
路基工程师
2
2
3
试验工程师
l
l
4
试验员
2
2
5
测量工程师
l
l
6
测量员
2
2
7
安全员
l
l
8
施工队长
1
1
9
施工员
2
2
l0
司机
20
l0
11
工人
20
0
主要施工人员表资历表
序号
姓名
职务
文化程度
职称
参加工作时间
l
张亦军
工区经理
大学
高级工程师
1997.09
2
徐秀山
工区总工程师
大学
工程师
2000.07
3
张春荣
质检工程师
大学
工程师
1999.07
4
高丁丁
路基工程师
大学
助理工程师
2006.07
5
刘文明
试验工程师
大学
工程师
2000.07
6
孙忠明
试验工程师
大学
助理工程师
2005.06
7
花介明
试验员
高中
高级技工
1978.03
8
王晓东
测量工程师
大学
助理工程师
2005.07
9
郭青海
测量工
大学
助理工程师
2004.07
l0
孙岩
测量工
大学
学员
2007.07
11
杨广欣
施工队长
大学
工程师
1994.02
12
颜家孟
施工员
中专
工程师
1985.06
2、投入试验段施工的机械设备
试验段路基填筑填料主要采用挖掘机开挖、装车，自卸汽车运卸，推土机初步平整，平地机修整填筑表层，振动式压路机碾压。
所需机械设备见下表
投入试验段施工机械表
序号
设备名称
规格型号
单位
拟上场数量
状态
备注
l
挖掘机
卡特320
台
1
良好
2
挖掘机
小松200LC
台
1
良好
3
推土机
TY235
台
1
良好
4
振动压路机
YZ18D
台
1
良好
5
平地机
PY180A
台
1
良好
6
发电机
Q/MDL003
台
1
良好
7
自卸车
12T
辆
5
良好
8
洒水车
8000L
辆
1
良好
3、测量、检测仪器设备的配置
测量、检测仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
拟上场数量
检定状态
备注
l
全站仪
NTS-352
台
l
合格
2
水准仪
NL32
台
l
合格
3
水准仪
南京
台
l
合格
4
钢卷尺
5m
把
5
合格
5
钢卷尺
30m
把
l
合格
6
K30平板载荷仪
YB-150
套
l
合格
7
核子密度湿度仪
日产MC-3
套
1
合格
8
灌砂筒
Φ150mm
个
l
合格
9
案秤
AGT-10
套
l
合格
10
重型动力触探仪
N63.5
套
1
合格
六、路基试验段的施工准备
1、测量工作
根据设计院的交桩资料进行施工复测，恢复线路中间桩位，加密水准点，测量路基横断面，放出征地红线桩。
2、开挖排水沟
沿着用地界线两侧开挖排水沟，疏通排干地表积水。
水沟的排水纵坡应与地方排水体系衔接，要求能及时将雨水排走，避免路基范围内积水。
3、基地处理
清理地表0.3m厚的种植土，路基范围内的树木、灌木丛、杂草、建筑物残渣，均应清理干净。
清理的表土、有机土可堆在路基用地范围外缘两侧以便将来用作孔窗式护坡骨架的客土。
场地清理后，请监理工程师检验清表工作，检验合格后再进行原地面压实作业。
根据地质资料和设计图纸要求，本段试验段路基在填筑前需进行基底处理，DK24+120～DK24+260段采用水泥土挤密桩加固，桩打至基岩，桩径0.5m，桩间距1.2m，梅花形布置，桩顶设灰土垫层，厚0.6m；路基坡角外侧5m范围内地基基底溶洞采用钻孔注浆加固，岩层注浆深度15m。
在水泥土挤密桩与岩溶注浆加固重叠地段，先施工水泥土挤密桩，再施工岩溶注浆。
（1）水泥土挤密桩施工
施工前进行土方、成孔、夯填和挤密效果试验，确定有关施工技术参数，如夯锤落距、锤击次数、夯填厚度与水泥土压实系数的对应关系，并对试桩进行平板载荷试验和轻型动力触探N10试验。
检测结果满足设计要求后，对试桩成果进行统计分析，总结出较为经济合理的施工工艺和参数，指导后续施工。
试桩应选在具有代表性的地段进行，数量不得少于3根。
成孔采用螺旋钻完成，水泥土夯实采用电动偏心轮夹杆式夯实机完成。
夯锤重150kg，夯锤钢管长6～8m，钢管及夯锤焊成整体，钢管夹在一双同步反向偏心轮中间，由偏心轮转动时半轮瓦片带上升和半轮转空自由落锤的作用，往返循环夯实填料。
桩机就位，使螺旋钻头对准桩位，调平钻机，使钻杆保持垂直，用线锤吊线检查钻杆垂直度，确保垂直度偏差不大于1.5%。
隔排隔行，间隔1～2孔跳打，成孔后立即回填，以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌。
当整片处理时宜由内向外进行，局部处理宜由外向内进行。
成孔后，在装填水泥土前应对孔底进行夯实，夯实次数不小于8击。
成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工且用盖板盖住孔口防止杂物落入。
土料选用粘性土，有机质含量不得超过5％，不得含有冻土或膨胀土；水泥选用P.O.32.5级普通硅酸盐水泥，水泥用量为土重量的12％。
经试验确定土料合理含水率，该含水率能使经拌合后的水泥土基本达到最佳含水率的要求。
每天施工前核定土的含水率是否为合理值，以保证拌和后水泥土的含水量接近最佳含水量。
水泥土拌制应根据回填需要随拌随用，确保水泥在初凝时间内完成与水泥的拌和、桩的填充及夯实。
已拌成水泥土不得超过6小时或隔夜使用；被雨水淋湿、浸泡的水泥土严禁使用，按作废处理，下雨期间不进行水泥土拌制。
将水泥与合格粘土按照水泥占土重的12％人工拌和均匀，直到混合料颜色一致，含水量在最佳含水量±2％以内，达到手握成团，落地开花的程度即可。
水泥土分层回填夯实，每层回填厚度、夯锤落距、锤击次数按试桩总结的参数确定，且不得超过65cm。
桩顶夯填高度应高出设计桩顶20～30cm。
水泥土回填夯实应一次连续进行，不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。
桩施工完成经检测符合要求后，桩顶铺设0.6m厚灰土垫层。
垫层施工前，先清除顶面多余的桩体，使桩顶面保持水平。
（2）岩溶钻孔注浆施工
根据设计要求标出注浆孔位置，并进行复测。
在本段施工中存在两种地质类型，未见溶洞地段和可见溶洞地段，其中DK23+617～DK23+780、DK24+435～DK24+680为可见溶洞地段,其余均为未见溶洞地段。
在未见溶洞地段，注浆孔间距5米梅花型布置；可见溶洞地段，注浆孔间距3.5米梅花型布置。
注浆孔位标定后，移动钻机至钻孔位置，完成钻机就位。
钻机就位后，用倾斜尺、水平尺等工具调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥。
各类设备就近安装，注浆管线固定，不宜过长，一般为30～50m，以防压力损失。
将钻杆对准所标孔位，用φ108钻头开孔钻进，保证开孔直径≮110mm。
开孔时要轻加压、慢速，防止将孔开斜。
钻进过程中应注意观察地层变化，详细作好钻孔记录。
水泥浆液水灰比为1：
1。
若遇空的岩溶通道、较大溶洞和裂隙处，视具体情况先灌入中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，再行注浆。
在浓水玻璃中加水稀释，边加水边搅拌，并用玻美计测试其浓度。
施工中采用的水玻璃波美度为40°。
将配制好的化学浆液和水泥浆液各送入搅拌式储浆桶内备用。
注浆采用一次全孔注浆。
注浆时孔口使用特制的封口器封口,封口器由ф110mm钢管制作,长度60cm,一端用钢板焊接到钢管上封口并设置注浆孔和排气孔,注浆孔为10cm长、ф30mm钢管，排气孔为5cm长，ф15mm钢管，钢板在相应位置留出孔洞。
具体结构详见下图：
注浆过程中，首先将封口器插入已钻好孔中，周边用沾有CS胶泥的麻丝绳缠绕保证牢固，使用止浆阀连接注浆机注浆管与封口器注浆管进行注浆，通过排气孔进行排气，当排气孔排出浓浆之后，关闭排气孔止浆阀补压。
至出现压力骤然增大，进浆量明显减少的情况时，停止注浆，关闭注浆孔止浆阀，记录压力增大点的压力和注浆量，以确定注浆压力和单位注浆量作为停止注浆条件。
保持压力2～3分钟后，取下封口器，转入下一孔注浆。
注浆顺序：
按自路基坡脚向线路中心的顺序进行，先两侧后中间，以保证注浆质量。
钻孔注浆工艺流程图如下：
4、填料选择和室内实验
根据设计图纸要求，路堤本体填筑优先选择A、B组填料，其次选则C组碎石、砾石类填料，不得选用C组细粒土、粉砂及易风化软质岩块石土，粒径不得大于15Omm；基床底层1.7m范围内填A、B组填料，粒径不得大于10Omm。
本次试验分别做A、B、C三种填料试验。
试验段填筑填料主要来源于姚家大北驾校后山取土场，对填方土进行取样后，分别进行颗粒筛分、土壤液、塑限、自由膨胀率、标准击实等试验以鉴定土壤类别并确定指导现场施工的相关指标。
5、弃土场选择
因基底处理需挖除大量非适用路基填料的种植土及淤泥质土，除部分将来用作孔窗式护坡骨架的客土堆放在路基用地界两侧外，其余部分本着环保、经济、合理原则，堆放于姚家大北驾校后山取土场内，以备将来作取土场绿化用土。
6、填前碾压
基底处理完成后，进行路基基床以下部分填筑。
基底经凉晒待含水量适宜时进行填前碾压，压实系数要求达到92％。
7、技术管理准备
本试验段成立以徐秀山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、路基施工规范及质量验收标准、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，参透和交流。
做到能以一个具体的施工技术指导思想指挥作业工人作业，能有效组织技术资料数据汇总，作出具有实质性的技术参数，以更好地指导今后的施工。
8、便道修筑
征地拆迁完成后，将沿线路修建贯通试验段范围内的便道，包括填料运输道路。
便道设置排水设施，确保试验段施工顺利进行。
七、试验段路基填筑施工方案
本次试验段施工内容为路堤本体及基床底层下部1.7m范围填筑，按照“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工，各区段或同一流程内严禁集中作业交叉进行。
其填筑工艺流程图如下：
路基填筑工艺流程
1、填料来源和挖运方法
本段土源来自于姚家大北驾校后山取土场，对该取土场进行表土清理、树根挖除、清理非适用材料工作。
取土场以挖掘机开挖为主，炸药爆破为辅，超粒径块石利用凿岩机解小，填料采用自卸汽车运输。
2、路基换填
挖掘机挖装，自卸汽车运输，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。
按以往施工经验，一般碾压三遍后开始检查压实度，之后每增加碾压一遍即检查一次压实度，直至达到要求的压实度标准。
3、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。
按自卸汽车每车的方量和松铺厚度计算每10延长米范围内的卸土车数，以达到控制松铺厚度的目的。
4、埋设沉降桩
基底经碾压检测合格后，按50m间距在线路中心地面上埋设沉降观测桩，在两侧路堤坡角外1～2m及10～12m处各设一个观测位移边桩，各观测桩设在同一断面上，埋设位置分别为DK24+100、DK24+150、DK24+200、DK24+250中心处。
哈大铁路客运专线试验段沉降观测一01
工点沉降观测断面、点布置表
施工标段：
施工单位：
观测工点里程：
至编号：
序号
观测断面里程
断面距离（m）
断面类型
观测点及埋设元器件类型、数量
说明
沉降板
剖面
沉降管
单点
沉降计
边桩
1
DK24+100
填方
1
4
2
DK24+150
50
填方
1
4
3
DK24+200
50
填方
1
4
4
DK24+250
50
填方
1
4
制表：
复核：
设计单位签字：
监理签字：
年月日
沉降板：
由钢底板、金属测杆（φ40mm厚壁镀锌铁管）及保护套管（直径不小于φ75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管）组成，钢底板尺寸为50cm×50cm，厚1cm；具体按设计图样焊接组装。
测杆用φ40mm钢管制成，一端为外丝，另一端为内丝，每根长为50cm，套管采用塑料管。
沉降板应埋入垫层顶部以下10cm，采用中粗砂回填密实，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定保护套管，完成沉降板的埋设工作。
工作原理：
埋在地表的沉降底板随地基沉降而下沉，通过连接在上面的测杆的传递测量其高程，测杆高程减去杆长即为沉降板高程，每次沉降差就是地表沉降值。
在观测过程中由于机械夜间施工时对观测桩可能造成偏压，甚至撞断，影响观测结果。
所以在桩的的周围要树立醒目标示牌，在桩的周围1m范围内应由人工夯实。
如果测杆被撞断要及时接好，并做好详细记录。
边桩：
材料采用C15号砼预制，断面为15cm×15cm正方形，长度≥1.5m，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头。
边桩埋设深度在地表以下≥1.4m，桩顶露出地面应≤0.1m，埋设方法采用洛阳铲打入设计深度，将预制桩放入孔内，桩周围
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