高速铁路路基试验段施工方案.docx
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高速铁路路基试验段施工方案
1、编制依据
1.1、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》（TZ21-2005）
1.2、《客运专线铁路路基工程质量验收暂时标准》（铁建设（2005）160号）
1.3、《高速铁路路基设计和施工规范》
1.4、《客运专线铁路工程施工质量验收标准应用指南》
1.5、《铁路工程土式试验规程》（TB10102）
1.6、《新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线施工图线路详细纵断面图》
1.7、兰新公司关于路基施工的相关规定及文件
1.8、我工区人员的技术实力和类似的施工经验
2、路基试验段工程概况及试验目的
2.1工程概况
2.1.1主要工程量
我工区施工范围为DK1729+500～DK1743+878，共14.378km，主要工程量为：
特大桥3座，大桥1座，中桥2座，共2890延米；涵洞35座（其中盖板涵4座，箱形涵31座）；路基11488米。
本段处于三十里风区，除桥外，所有路基段均设防风明洞。
本段路基试验段设在：
DK1732+525～DK1732+635，共110m，最大填筑高度约为3m，由二工区401队直接负责施工。
2.1.2主要地质资料
针对本方案路基试验段对照，主要地质为：
主要地表地貌为剥蚀低中山丘陵，基表岩石结构主要为密实的III级硬土（即细圆砾土），部分路段为石膏岩透镜体夹层，地基须采取处理措施，强风化层厚度在1～3m。
2.1.3主要水文资料
本段气候干旱少雨，线路经行处多为沟谷地区漫流区，因此需要做好上游的防洪导流堤。
本段地下水含量较低，埋深最大在50m以上，仅在DK1742+100处埋深约20m，且含量较少。
地下水具有硫酸盐侵蚀性，在采用地下水作为施工用水时，应进行试验检测。
2.2.4主要技术标准
1、铁路等级：
国铁Ⅰ级。
2、正线数目：
双线。
3、限制坡度：
20‰。
4、最小曲线半径：
5500米。
5、牵引种类：
电力。
6、设计运行时速：
350km/h。
2.2试验目的
试验段施工的目的:
（1）、为了确定路基（基床表层以下）基底施工机械设备的配备。
（2）、为了确定本段路基（基床表层以下）施工参数（填料质量、碾压施工工艺、压实遍数、试验检测方法等）。
（3）、为了使所有的管理、施工人员详实、准确地掌握本段线路施工范围内路基的施工方法。
（4）、通过基床表层试验段施工进行收集、整理、分析，形成一套从基底处理，到路基本体填筑施工的施工工艺。
（5）、通过试验取得各项技术资料，经过分析整理，写出总结报告，报经监理及上级主管部门确认，确保路堤填筑质量，并使该成熟工艺得到推广，从而有效控制路基施工质量和进度。
3、施工组织安排
3.1劳动力组织
本试验段施工中，我工区拟投入劳力36人，其中施工现场负责人2人，各种机械操作人员及劳务工16人，现场安全质量员4人，技术人员6人，试验人员4人，领工员及工班长4人。
主要施工负责人（表3.1）
序号
姓名
职务
备注
1
李启成
二工区长
2
何学东
副工区长兼总工
3
马海俊
作业队长
401队
4
马生彬
副队长
401队
5
王智
技术负责人
401队
6
朱胜安
技术负责人
401队
7
高永平
安质负责人
401队
8
陈小猛
试验负责人
试验室
3.3工期安排
路基试验段工期拟安排如下：
本工区试验段计划于4月20日开始施工，5月20日施工完成。
施工前先对路基进行清表，此项工作根据业主的文件，已经提前进行，因此在该施工方案中，此项工期未予计划。
3.4管理组织机构
该路基试验段施工管理队伍组织形式为架子队“1152”模式，主要管理人员表3.1已经列出。
4、试验段路基施工方法、工艺
4.1施工准备
4.1.1修筑施工便道
4.1.2施工测量、放样
对本基床底层试验段进行测量，控制好标高后，进行路基本体中桩及边桩的放样。
4.1.3路基表层清理
根据业主的相关要求，清表工作已经开展，要求清表时在不破坏固有地形、地质的条件下清除表层人工填土、弃渣和附着植被，严禁红线外施工开挖，以免破坏该段极脆弱的生态环境。
清除厚度不宜大于30cm。
4.2路基试验段施工工艺
4.2.1基底处理
DK1732+350～DK1732+450段地表地质均为上更新统至全新统洪积细角砾土，略有胶结，稍湿，密实，为Ⅲ级硬土，地基承载力为500kpa。
我工区拟决定该段试验段地基处理工艺采用冲击碾压。
冲击碾压宽度不宜小于6.0m，自行式冲击压路机单块最小冲压施工面积不小于1000m2,牵引式冲击压路机单块最小冲压施工面积不小于1500m2。
工作面较窄时，需设置转弯车道，冲压最短直线距离不宜少于100m。
冲击碾压时，土的含水量（w）范围要求如下：
（1）、一般情况下，当细粒土含量≥50%时，含水量范围
当细粒土含量≤50%时，含水量范围
。
（2）、高液限土冲击碾压的含水量上限可放宽至30%。
（3）、含水量超出以上范围时，须经试验论证确定控制范围。
冲击碾压要求安全距离为：
电线杆、水准导线点≥10m；桥台≥10m；重力式挡墙距墙背内侧≥2m。
冲击碾压行驶速度要求≥12km/h，冲压时应注意冲击波峰，错峰冲压，冲压5遍应改变冲压方向，碾压遍数不小于20遍。
地基处理范围为横向左右侧各超出路基边坡角≥4m。
施工质量要求：
冲击碾压最后5遍的沉降量不得大于1cm。
该段路基大部分为高填方，碾压面下1.5m深度范围内的土的压实系数不低于0.92或地基系数K30≥110Mpa，变形模量Ev2（Mpa）≥45，孔隙率<31%；该段路基大里程方向一小部分为低路堤（0.4m＜H≤2.7m），地基系数K30≥130Mpa，变形模量Ev2（Mpa）≥60，动态变形模量变形模量Evd（Mpa）≥35，孔隙率<28%。
检验数量：
冲击碾压达到设计规定的遍数后，每100m等间距检查2个断面6点，每断面左中右各一点，左右点距离路基边缘1m处。
若未能达到规定的，继续碾压，直到达到要求为止。
对处理范围进行冲击碾压施工满足施工质量后，表层应重新刮平及压实。
采用冲击碾压处理后的地基，于碾压面上换填厚度30cm的水泥卵砾石，水泥卵砾石采用P.O42.5水泥与卵砾石的混合料（水泥质量与卵砾石质量的比不小于5%），水泥卵砾石内铺设一层土工格栅（标称伸长率≤10%，拉伸强度不小于120KN/m），土工格栅铺设时拉伸强度方向与横断面方向一致。
水泥卵砾石压实标准与基床底层相同。
土工格栅铺设范围不小于设计值，搭接宽度允许偏差为0～50mm，要求搭接宽度为10cm，回折长度设计为2m，允许偏差为±50mm。
在铺设10cm水泥卵砾石并摊平压实后铺设土工格栅，再摊铺压实10cm后，纵向回折2m，并再次进行摊铺压实10cm厚的水泥卵砾石。
土工格栅之间的搭接、土工格栅与水泥卵砾石垫层之间的固接采用大头钢钉固定。
试验段地势较为平坦，基底处理基本为平面。
4.2.2、试验段基床本体施工
（1）当在低路堤（0.4m＜H≤2.7m）填筑时，路堤施工只分为基床表层和基床底层，本方案只针对基床表层以下部分，则有如下要求：
路堤施工前，地基施工严格按照基底处理标准严格执行。
当在低路堤（0.4m＜H≤2.7m）填筑时，基床底层范围内地基贯入阻力Ps＜1.5Mpa或者基本承载力
且不满足基床底层填料条件时，基床表层底面至换填地面2.3m范围内填筑B组填料。
当在低路堤（0.4m＜H≤2.7m）填筑时，基床底层范围内地基Ps≥1.5Mpa或者
且不满足基床底层填料条件时，基床表层底面至换填地面1.5m范围内填筑B组填料。
检验方法为静力初探试验。
路堤地段的基床底层采用B组填料。
基床底层压实标准如下：
填料
压实标准
砂类土及细砾土
碎石类土及粗砾土
B组填料
地基系数K30（Mpa/m）
≥130
≥150
动态变形模量Evd（Mpa）
≥35
≥35
变形模量Ev2（Mpa）
≥60
≥60
孔隙率n
＜28%
＜28%
（2）路堤施工H＞2.7m时，路堤施工分为：
基床表层、基床底层和基床以下三部分，本方案只针对基床表层以下部分。
路堤施工前，地基施工严格按照基底处理标准严格执行。
基床以下路堤填料应优先选用B组填料。
基床以下路堤填料压实标准如下：
填料
压实标准
砂类土及细砾土
碎石类土及粗砾土
B组填料
地基系数K30（Mpa/m）
≥110
≥130
变形模量Ev2（Mpa）
≥45
≥45
孔隙率n
＜31%
＜31%
成型的路基基床底层顶面设置4%的横向排水坡，横断面为梯形，直线段左右对称。
路基填筑阶段，填料的最优含水率根据试验执行。
具体施工工艺：
试验段路堤的施工工艺流程如下表所示。
经过试验，确定该试验段的料源场地为DK1733、DK1739+950处，两处料场取样，并经筛分，检定合格，为B组填料，现场取样时请监理现场见证。
详见试验报告。
填料合格、原地面处理满足要求后，进行分层填筑。
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，边线比设计线每边宽出200cm。
填筑中，采用挖掘机挖装、自卸车运输，按放样宽度及松铺厚度控制卸土量。
为便于比较，路基试验段以25cm厚度进行压实试验。
填土厚度控制采取两种方法：
一是量出每车土的方量，根据摊铺厚度，计算每车土所能摊铺的面积，并按此面积在填筑面上用灰线划上格，在每格内卸入一车料；二是在路基坡脚附近每隔10m立上竹竿，在竹竿上用挂线标记好试验摊铺厚度的位置线，用以控制推土机作业厚度。
接下来进行路基平整，首先采用推土机将填料按竹竿标示线初步推平，再用平地机进行精细整平，并将路基顶面做成两侧2～4％的横向排水坡。
当松铺厚度、平整度符合要求时开始碾压。
碾压采用激振力35t振动压路机。
根据“先稳后振、先快后慢、纵向到底、横向到边、轮迹重叠”的原则，从两侧向中心纵向进退式碾压：
先静压一遍，再弱振碾压二遍，再强振碾压一遍，完成初压。
碾压时，行与行轮迹重叠0.4～O.5m，横向同层接头处重叠0.4～O.5m，相邻两区段纵向重叠1.0～1.5m，以保证无漏压、无死角，确保碾压的均匀性。
初压结束后，进行压实指标检测。
接着对试验段路基进行续压续检，每碾压一遍检测一次。
检测方法同前。
并认真记录松铺厚度、碾压次数、K30和孔隙率检测值等相关数据。
沉降观测点周围压路机压不到的地方应采用打夯机夯实。
直到压实指标稳定后停止碾压。
根据《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》第8.1.6条规定检验数量：
施工单位沿线路纵向每100m每层压实抽样检验孔隙率n6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90cm（3层）抽样检验地基系数K30，动态变形模量Evd各4点，其中：
距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点。
在经过多次的试验、记录后，进行总结，从而得出较为代表性的我工区路基施工的基本数据。
沉降观测
基底处理完成后，在路基中心埋设沉降观测板（沉降观测桩设置于基床表层顶面，本方案只针对路基本体施工，暂不考虑沉降观测桩）。
碾压结束后，进行沉降观测，沉降观测采用二等水准测量标准。
路基面形成后在路基面中心和两侧路肩设置路基面观测桩，纵向间距不宜大于100m，每段路堤至少保证1个观测断面，路堤较高（大于8m）地段进行加密，并且保证至少有6个月的沉降观测和调整期。
测量频度：
前15d内每3d监测一次，第15～30d每星期监测一次，第30～180d每15d监测一次。
位移观测桩分别设于两侧坡脚外2m、10m处，并与沉降板（沉降观测桩）位于同一横断面。
（如下图示）
沉降板的设置及制作要求如下：
1）、对路堤填高小于3m且压缩层厚度小于5m的地段，设置断面间距为200m；
2）、对压缩层厚度大于20m地段，设置断面间距为50m（本工区不存在）；
3）、其余根据实际情况，设置断面间距为50～100m；
4）、地面横坡或压缩层底横坡大于1：
5时，横断面布置两处沉降板，一处位于路基中心，另外一处根据具体地形地质情况布置。
5）、沉降板的制作要求如下：
由底板（尺寸30cm×30cm，厚0.8cm的钢板）、金属测杆（Φ20镀锌铁管）及保护套管（Φ49PVC管）组成。
钢板与钢板焊接一定保证牢固、垂直，在施工过程中保证沉降板不被施工机械碰撞，碾压不到的沉降板测杆四周用振动机械夯实，保证该处施工质量。
（详见《线下沉降变形观测及评估工程师培训班讲义》）
6）、沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保底板的水平与垂直度，确保测杆与地面垂直。
7）、放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，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套管，完成沉降板的埋设工作。
8）、测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高度数作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以50cm为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。
金属接杆用内接头连接，接长时必须拧转牢固直至不再发生扭转为止，以免在下次接长扭转时发生带动，从而影响测杆标高。
保护套管用PVC管外接头连接，套管套接必须严密牢固，防止细砂漏进管内，并保证套管不发生折搉，以免与测杆之间摩阻太大。
9）、接长套管时应确保垂直，避免机械施工等因素导致套管倾斜。
位移观测桩设置要求：
1）、位移观测桩采用C15钢筋混凝土预制，断面采用15cm×15cm正方形，长度不小于1.5m。
并在桩顶预埋Φ20钢筋，顶部磨圆并刻画十字轴线。
2）、边桩埋设深度在地表以下不小于1.0m，桩顶露出地面不应大于10cm。
3）、桩周以C15混凝土浇注固定，确保边桩埋置稳定。
埋设完成后采用全站仪测量边桩标高及距基桩的距离作为初始读数。
路基沉降观测细则及要求参照《线下沉降变形观测及评估工程师培训班讲义》执行，结合设计院所给的《路基通用图》和建指下发的《施工组织设计》以及相关规范具体实施操作。
5、质量保证措施
5.1、填料质量要求
（1）一般路基填料为B组填料或c组中的块石、碎石、砾石类等填料，必要时填料需采取改良措施，必须符合验标有关规定要求，本试验段采用B组填料。
（2）路堤填料中碎石最大粒径不得大于10cm，并且要求大小级配良好。
（3）路基施工必须加强全路段填料和填筑压实度的一致性控制，确保路基整体刚度的均匀性，以达到高等级铁路行车平衡性要求。
（4）路堤浸水部分应采用水稳性高的渗水性材料填筑，严禁填筑易风化的软岩石。
（5）填筑前应对取土场填料进行取样检验；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取土场时应重新进行检验，检验的方法按《铁路工程土工试验规程》（TB10102）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下表：
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
液塑限
击实试验
颗粒密度
细粒土
-
5000m3（或土性明显变化）
5000m3（或土性明显变化）
-
粗粒土、碎石土
10000m3（或土性明显变化）
-
-
10000m3（或土性明显变化）
（6）每层填筑厚度不能大于40cm，以控制在35cm左右为宜。
（7）严格按照要求做好相关测量及位移、沉降观测。
5.2、路堤边坡质量控制
（1）路堤边坡宜采用加宽超填方法，超填宽度不小于50cm。
（2）路基刷坡采用刷坡机械。
机械刷坡时根据路肩线用坡度尺控制坡度。
（3）路堤边坡应平顺、密实、稳固；边坡的坡率应符合设计要求，偏陡不得大于设计值的3％。
5.3、试验检测控制内容和检测方法
（1）原地面处理前，静力触探试验或动力触探试验，复核地基承载力，不满足设计要求的，报建设、设计、监理变更。
（2）原地面处理后，静力触探试验或动力触探试验，复核地基承载力。
（3）路基填筑前，取土场选择，现场取样，做室内土质分析试验，确定路基填料。
根据《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》第8.1.6条规定检验数量：
施工单位沿线路纵向每100m每层压实抽样检验孔隙率n6点，其中：
左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点；每100m每层填高均检验地基系数K30，动态变形模量Evd各4点，其中：
距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点。
6.1、标准贯入试验
6.1.1、试验一般规定及设备简介
标准贯入试验适用于砂类土、粉土及一般粘性土。
标准贯入试验孔应采用回转旋进，孔底沉渣厚度不应超过10cm。
如不能保持孔壁稳定时，宜采用泥浆护壁，如采用套管护壁，套管底部应高出试验深度75cm。
贯入试验不宜小于3孔，各孔试验点的间距在地基主要受力层内，宜为1～2m。
标准灌入器主要由刃口型的贯入器靴、对开圆筒式贯入器身和贯入器头三部分组成；探杆采用Ф42的钻杆，钻杆弯度应小于0.1%；穿心锤为63.5kg的钢锤，外径不小于200mm，锤的质量误差不能大于0.5kg，并配有自动落锤装置，钢锤落距为76±2cm；承受锤击的部位应该配有锤垫，外径为100～140mm，并附有导向杆，锤垫和导向杆质量之和不宜大于30kg。
6.1.2、试验要点
（1）、先用钻具钻至试验土层高程以上15cm处，清除残土，并应避免试验土层受到扰动。
（2）、贯入前，要拧紧探杆接头，将贯入器放入孔内，避免冲击孔底，保持贯入器、探杆、导向杆的垂直度，孔内宜加导向器，保证穿心锤中心施力。
（3）、将贯入器垂直打入土层15cm以后，应以小于30击/min的锤击频率开始记录每打入10cm的击数，累积打入30cm的击数，定为实测击数N。
密实土层中贯入不超过30cm而击数超过50击时，应终止试验，并记录实际贯入度△S和累计击数n，按下式换算成贯入30cm的击数N：
N=30n/△S。
（4）、拔出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别，描述记录。
必要时妥善保存土样以备试验。
（5）、根据记录表中的数据，应将实测击实数N与试验深度d的关系曲线（N-d）绘制于同一直角坐标图中，并结合现场勘测结果分层，算出该试验孔各分层土的实测击数平均值Nj（j代表土层分层号），计算时应剔除异常值。
6.1.3、砂类土的相对密实度划分
N（击/30cm）
≤10
10＜N≤15
15＜N≤30
＞30
Dr值
＜0.33
0.33≤Dr≤0.40
0.40＜Dr＜0.67
≥0.67
密实程度
松散
稍密
中密
密实
6.2、重型动力触探
6.2.1、试验一般规定及设备简介
一般情况下轻型动力触探可确定一般粘性土的地基承载力。
本方案乃至本工区施工段均为细角砾土，必须施工重型动力触探。
动力触探孔数在同一场地不应小于3孔。
重型动力触探设备类型和规格见下表：
类型及代号
重锤质量（kg）
重锤落距
（cm）
探头截面积（cm2）
探杆外径
（mm）
动力触探击数
符号
单位
重型DPH
63.5±0.5
76±2
43
42、50
N63.5
击/10cm
重型动力触探设备探头材质应选用45号碳素钢或优于45号碳素钢，表面淬火后硬度为HRC=45～50；探杆每米质量不应大于7.5kg，探杆接头外径应与探杆外径相同，探杆和接头材料应选用耐疲劳高强度的钢材；锤座直径应小于锤径1/2，并大于100mm，导杆长度应满足重锤落距的要求，锤座和导杆总质量为20～25kg；重锤应采用圆柱形，高径比为1～2，重锤中心的通孔直径应比导杆外径大3～4mm。
6.2.2、试验要点
动力触探前必须对机具设备进行检查，部件磨损或变形超出以下规定者，要予以更换或修复：
（1）、探头允许磨损量：
直径磨损不得大于2mm，锥尖高度磨损不得大于5mm；
（2）、每节探杆非直线偏差不得大于0.6%；
（3）、所有部件连接处丝扣要完好，连接牢固。
动力触探机具必须稳固，作业过程中支架不得偏移。
动力触探时，应始终保持重锤沿导杆铅直下落，锤击频率应控制在15～30击/min。
在预钻孔内进行重型动力触探时，钻孔孔径大于90mm、孔深大于3m、实测击数大于8击/10cm时，可用小于或等于90mm的孔壁管下放至孔底或用松土回填钻孔，以减小探杆径向晃动。
动力触探的锤座距孔口高度不宜超过1.5m，探杆保持竖直。
重型动力触探每贯入10cm要记录其相应击数，可采用每阵击（一般为1～5击）的贯入度，并按下式换算成相当于同类型动力触探贯入10cm时的击数：
N63.5=10n/△S，其中N63.5为动力触探实测击数，n为每阵击的击数，△S为每阵击时相应的贯入度。
实验记录必须清晰完整。
6.2.3、试验参数的修正及各类参考系数
重型动力触探实测击数N63.5，应按照下式进行修正，修正后的击数（击/10cm）N，63.5=aN63.5，a为杆长击数修正系数。
a值可参考下表：
N63.5
杆长
5
10
15
20
25
30
35
40
≥50
≤2m
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
—
4m
0.96
0.95
0.93
0.92
0.90
0.89
0.87
0.86
0.84
根据修正后的动力触探击数，应绘制动力触探击数与贯入深度曲线图。
重型动力触探击数平均值N63.5p=∑N，63.5/n，n为参加统计的测点数。
冲积、洪积成因的中砂～砾砂土地基和碎石类土地基的基本承载力б0，当贯入深度小于20m时，可根据场地土层的N63.5p按下表确定。
N63.5p（击/10cm）
3
4
5
6
7
8
9
10
12
14
16
18
20
22
中砂～砾砂土
120
150
180
220
260
300
340
380
-
-
-
-
-
-
碎石类土
140
170
200
240
280
320
360
400
480
540
600
660
720
780
6.3最优含水率
填料的最优含水率通过击实试验确定，此项试验由于一线试验员长期操作，已经较为熟练，此处不再赘述。
6.4平板荷载试验
6.4.1、一般规定及设备简介
该实验主要测定在其影响范围内岩土体的承载能力和变形特征。
当该承压板影响深度范围内（2倍承压板直径或宽度）底层有变化时，应进行分层实验。
平板荷载试验设备包括刚性承压板、加卸荷载装置、量测荷载及沉降的仪器。
加卸荷载的千斤顶的额定量程不应小于预计极限荷载的1.4倍。
观测沉降用的百分表或位移传感器，全量程不应小于50mm，检测误差不得大于0.01mm。
当百分表或位移传感器不能居中置于承压板形心时，所用百分表或位移传感器不得少于2只。
6.4.2、试验要点
实验过程中避免试坑暴晒或雨淋。
试验前承
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