京沪高速铁路路基与过渡段施工情况汇报终稿.docx
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京沪高速铁路路基与过渡段施工情况汇报终稿
京沪高速铁路JHTJ-3标段路基及
过渡段施工技术总结
经过一年来，对高速铁路路基施工的实践，经过对高速铁路与水电大坝、高速公路工程特点的对比分析，我们充分认识到，修建好京沪高速铁路对中国水电集团是一次历史性的挑战，只有思想认识到位，工装设备到位，技术措施到位，施工管理到位，科技创新到位，才能达到工程质量到位，才能做出经得起历史和运营考验的世界一流的高速铁路，不给后人留下遗憾。
下面我就三标段路基施工过程中的一些体会分三个方面做简要汇报：
第一部分：
工程概况及特点
一、工程概况
中国水电集团承建的京沪高速铁路线下土建工程三标段起讫里程DIK412+062.27～DK667+026.73，正线全长266.62Km。
区段内路基全长94.19Km，占标段总长度的35.33%。
路基最大填方高度11.94m，最大挖方高度18.02m。
路基基底处理形式主要有岩溶注浆、CFG桩、搅拌桩、冲击置换碎石墩、强夯、冲击碾压、换填等。
二、工程特点
本标段路基工程有以下四个特点。
1.路基工程数量大，情况差异大，组织难度大
三标段路基长度占京沪高铁路基总长的58.2%。
且比较分散，最小长度的路基段不足50m，施工组织困难，因此路基工程成为本标段的控制性工程。
2.路基地质复杂，基底处理难度大
管段内有液化土路基、黄土路基、岩溶路基、软土与松软土路基等多种不良地质路基。
路基加固工点多，施工难度大。
3.横向结构物多，相应的过渡段多。
大中桥99座隧道10座涵洞等353座，区段有近1000段过渡段，由于路基分段多长度小，质量控制难度大。
4.路基预压段较多，预压期长，工期紧
三标段预压路基共105段，总长8.4公里。
预压段路堤最大高度8.88m，预压期最长达12个月。
严重制约了工程进度。
针对上述特点、我们制定相应的技术管理措施，取得了一定效果。
第二部分：
路基填筑施工
主要抓了以下四项工作。
一、做好路基填筑的现场施工管理
路基填筑施工的工艺成熟，标准明确。
填筑质量的好坏关键是能否按规范进行施工，能否把现场管好，项目部遵照京沪总指“试验先行、样板引路、以点带面、一次达标、全面创优”的质量管理思路，认真分析了高速铁路路基施工的技术难点、控制重点，对路基工程提出以下必须认真坚持的八项措施。
1、坚持路基机械化施工。
我标段购置了BW226DH-4BVC全自动宝马压路机，开展了压实度在线实时测量的研究，大大提升了路基施工自动化、机械化，体现了“设备保工艺”的理念。
2、坚持工艺试验制度，体现“工艺保质量”的理念，以工艺试验成果规范施工。
3、坚持强化地基处理、对路基全过程防水；施工过程中坚决消除“水害”对路基的影响。
4、坚持对路基质量分层、分区控制，体现精细化管理、精细化施工的理念。
5、坚持强化对路基薄弱环节的控制，用技术措施解决结构物附近过渡段及路基边缘不易压实的难题。
用坡度尺、松铺厚度控制墩等自制工具进行质量控制，借鉴水工碾压变态混凝土工艺进行过渡段试验，体现了科学创新理念。
6、坚持对有质量缺陷的路基进行返工。
处理的原则：
如对路基橡皮土、翻浆、起皮，路基边缘等处压实度不能达标着，必须坚决返工，并制定了“路基质量问题处理措施”的规定。
7、坚持统筹安排、优化施组，综合考虑桥梁架设、四电接口、路基防护等各项工程的衔接配合，体现路基是一个完整的土工结构物，路基工程是一项综合的系统工程的理念。
8、坚持试验检测资料真实性制度，体现诚信为本的企业理念，从根本上树立中国水电的企业信誉。
二、做好地基处理及防排水施工
1.地质核查工作
根据不同的地基处理方式和设计要求，我们按照先核查确认、再组织施工，通过监测数据判定的方式确保地基处理满足设计要求。
核查确认主要对地基处理前的地质资料进行复查，当与设计不符合时及时反馈，保证地基处理方式合理可靠。
以五工区中国水电三局辖区核实情况为例。
路基地质情况核查表
桩号范围：
DK512+880~DK513+099.9
核查方法：
探坑法
设计地质条件
原设计处理形式
现场核查地质条件
建议处理形式
地层：
表层为黏土，黄褐色，厚0~2.1m；粗砂，黄色、灰黄色、灰白色，稍密~中密，厚0~2.6m；再下为片麻岩，灰黄色～灰褐色，中细粒变晶结构，节理裂隙发育，片麻状构造，全风化。
地下水埋深4.7m。
强夯加固
地层：
表层为黏土，黄褐色，厚0~1.0m；黏土，灰黑色，厚0~0.8m；粗砂，黄色、灰黄色、灰白色，稍密~中密，厚0~1.4m；再下为片麻岩，灰黄色～灰褐色，中细粒变晶结构，节理裂隙发育，片麻状构造，全风化。
地下水埋深0.8~1.2m。
冲击碾压
2.地基处理的质量控制
地基处理按隐蔽工程对待，选派专人全过程严格控制，具体措施如下：
（1）施工前必须进行工艺试验，并以工艺试验成果为依据全面推广，规范施工。
（2）地基处理工艺必须有量化的控制标准，实行双指标或多指标组合控制。
施工中，执行工艺标准要严格、要坚决，保留好原始施工记录，以备核查分析。
（3）地基处理验收后严格按设计及验标规定的方法和频次进行检测评估。
工程实例，以CFG桩为例见下
3.路基防排水
水是路基质量的“天敌”，对路基施工要做好全过程防排水。
消除隐患，保护路基，防止路基水害是提高路基稳定性、耐久性的第一要务。
我们重点做了以下工作：
（1）做好设计防排水系统的核查
（2）做好施工中的临时排水系统，通过引、排、疏、截等方法降低水位，防止水的浸流、聚合、下渗，保证排水渠道的畅通。
（3）做好防排水主体工程，确保防排水功能
施工图例如下
三、做好路基填筑质量控制
1.做好填料的质量控制
（1）针对不同填料、不同改良措施，填筑前应进行工艺试验。
在料场选定及工艺试验中，除对填料做好常规试验外，加强了对填料水稳性、抗风化性、渗水性、软化性能、矿物成分、单轴饱和抗压强度等试验。
（2）对易受水害的路基、浸水路堤、易受洪水冲刷的路基，采用渗水性好、水稳性好、黏土颗粒少的A、B组填料。
（3）相邻填层、两渗水土间填料必须满足D15＜4d85；非渗水土与渗水土间填料应满足D15≤0.5mm。
（4）通过工装、工艺和检测保证填料的匀质性。
2.做好填筑压实控制
（1）施工参数控制：
用网格法控制运输车辆卸土密度。
采用沿填筑边线两侧设置填筑厚度标杆，在标杆间加密设置虚铺厚度控制墩，并在路基中线部位加密控制墩控制整个填筑面的虚铺厚度。
（2）含水量控制：
根据填料室内试验的最佳含水率n±1%进行控制；含水率较低时可洒水闷料，过大时翻拌晾晒；考虑到运输过程中含水量的损失，可按1.2—1.3倍的含水量控制。
（3）平面坡度控制：
摊铺时先用推土机初平，形成不小于4%的横坡；再用平地机精平，保证每层的标高、平整度、坡度及均匀的填土厚度。
摊铺完静压一遍，查找集料窝并进行处理，级配较差的现场拌合修补。
（4）击实功控制：
通过工艺试验确定不同的碾压组合方式，例如用26t振动压路机碾压8遍，碾压组合方式为静压1遍、弱振4遍、强振2遍、静压1遍收面，行走速度不超过4Km/h。
施工图示如下：
网格法控制调料厚度铺料厚度控制标杆、土墩、标识边线
路基填筑纵向搭接预留台阶铺料
推土机初平平地机初平
精平填料表面洒水湿润
振动碾压沉降管周边小型器具夯实
现场检测
四、做好路基的沉降观测工作
在高速铁路建设中，线下工程的沉降观测的评估，是无砟轨道能否铺设的先决条件，为此我们组建了300多人的测量专业队伍，配备先进的测量工具，严格按照总指的“沉降观测细则”的要求，按规定的频次进行测量、记录、数据整理。
施工图例如下：
沉降管防护、标识沉降观测
第三部分：
过渡段施工
过渡段施工是路基工程中，结构最复杂，施工界面最多；压实指标最高，压实条件最困难的一项工程。
直接影响着高速铁路的平顺性、安全性及舒适度。
无砟轨道改为“纵连式”Ⅱ型板后，增加了摩擦板，端刺等设施，过渡段施工将更加困难。
为了全方位的保证路基压实度，及土工结构的稳定性，我们重点研究试验了三项关键技术。
一、级配碎石填料级配最优化问题
1.最佳级配范围的确定
“验标”中对过渡段用碎石给定了三个级配范围。
级配
编号
通过筛孔（mm）质量百分率（%）
50
40
30
25
20
10
5
2.5
0.5
0.075
1
100
95～100
——
——
60～90
——
30～65
20～50
10～30
2～10
2
—
100
95～100
——
60～90
——
30～65
20～50
10～30
2～10
3
—
——
100
95～100
——
50～80
30～65
20～50
10～30
2～10
为了达到最大压实度，最佳级配曲线一般选定级配范围的中值。
2.最佳单级料配合比例的确定
根据单级配变化情况，对最佳配合比进行动态的优化调整。
选定最佳级配曲线，通常采用图示法和计量法。
耗费时间太长，计量精度较差。
我们通过运筹学的配料理论，将级配碎石的配比问题通过数学模型转化为数学问题，借助计算机的Excel做为求解工具，能准确迅速的得到最佳级配。
工程实例
新建高速铁路规范
筛孔
尺寸
30-50mm
10-30mm
5-10mm
0-5mm
合成级配
目标级配
规范中值
规范下限
规范上限
平方和
9.41
31.2
16.8
42.6
100
149.307486
50
100
100
100
100
100
100
100
100
100
0
40
46.8
100
100
100
95
97.5
97.5
95
100
6.25
30
22.5
100
100
100
92.7
87.5
87.5
80
95
27.1512353
25
1.92
95.7
100
100
89.4
81
81
70
92
71.0931142
20
1.18
53.9
100
100
76.3
75
75
60
90
1.69912224
10
0.3
2.4
95.2
100
59.3
60
65
50
80
0.45360136
5
0.21
0.1
11.7
99.5
44.4
47.5
47.5
30
65
9.75148153
2.5
0.18
0.1
0.8
85.7
36.7
35
35
20
50
2.78945109
0.5
0.13
0.1
0.6
35.8
15.4
11
20
10
30
19.2405117
0.075
0.08
0.1
0.4
6.1
2.7
6
6
2
10
10.8700654
筛底
0.04
0.1
0.1
0.1
0.09
0
0
0
0
0.00890318
从本例中可得最佳配比为
0－5mm:
5－10mm:
10－30mm:
30－50mm
＝42.6:
16.8:
31.2:
9.41
Po42.5水泥，按5％计量，每方用量110kg。
一、结构界面连接工艺问题
1.做好界面衔接工艺的三个原则
高速铁路路基过渡段是散粒集料与混凝土材料共同组合成的土工构筑物。
分区多，界面多，材料类型多，要做好各界面的衔接工艺应遵循以下基本原则：
首先应按照规范要求把各个分区的质量指标控制好，同时要把各个界面之间的衔接工艺做好。
其次要把各个分区，各个界面的工序科学的安排好，防止相互干扰，相互损坏，把它作为一个系统工程去组织施工。
第三、要把每个分区界面的尺寸、位置测量好，放好线，做好工艺试验，确定工艺参数。
2.重点界面衔接工艺举例
（1）原地面与基坑界面的处理
桥台基坑应以混凝土回填或以碎石分层填筑并用小型平板震动机压实。
（2）过渡段填料与包边土界面的处理
为保证过渡段填料及填料边缘的压实效果，应将包边土与过渡段填料同层填筑，同层碾压，包边土采用与路基填筑相同的填料，达到与路基填料同性，使其良好的衔接。
过渡段填筑与包边土施工整体效果
（3）桥台台后界面的处理
桥台与过渡段接触处铺设10cm空心砖隔离层。
（4）路堤与横向结构物界面处理
以路提与框架箱涵过渡段界面处理为例，有两种处理方法。
第一种：
防水卷材和纤维砼保护层工艺如下图。
第二种：
用强度大于7.5号的砖砌筑，用M7.5的水泥砂浆勾缝，代替纤维砼保护层，如下图
二、碾压盲区的压实工艺问题
1.压实工艺方案的选择
在路基及过渡段填筑碾压过程中，总有一些角落用传统的大型压路机不能进行碾压，K30、Ev2等需要反力架的检测指标的项目也无法进行检测，我们把这些区域叫做“盲区”。
只有把这些薄弱区域压实好、处理好，才能全面的保证路基工程质量，有效控制沉降，保证高速运行的平顺性、舒适性、稳定性。
目前我们采用了两种方案对压实盲区进行处理：
方案一、传统过渡段碾压方案
采用合适的小型压路机在最优含水量的情况下，精心碾压。
方案二、变态级配碎石方案
用振捣工艺代替碾压工艺，即在级配碎石摊铺后，挖坑灌注水泥粉煤灰浆，然后用振动棒振捣的方法代替碾压工艺。
2.传统过渡段碾压方案
我们选择了三种常用的小型压实设备进行了工作效率对比、压实质量对比、经济价格对比、安全操作性对比，通过现场试验得出以下结论：
采用ZH-3型平板式振动夯压实盲区，价格适中、操作人员少、碾压效率高、碾压完成工作面平整度好，并且压实质量能满足标准要求。
LB－15B手扶式振动压路机，效果尚可，如加大功率，会取得更好的压实度，最后确定选用ZH-3平板式振动夯进行盲区压实。
小型压实机技术参数对比
名称
内燃式冲击夯
平板式振动夯
手扶式振动压路机
外观
型号
RWCH-90/40
ZH-3
LB-15B
工作面积（mm2）
330×280
380×320
400×600
功率（HP）
4.0
9.0
5.5
冲击力/激振力（kN）
15
30
18
冲击频率/激振频率（HZ）
11
67
68
重量（kg）
90
220
295
3.新型过度段填料的应用研究
目前过渡段采用级配碎石加5％水泥为填料，用大型碾压机械在很多砼结构物附近难以实现，为此我们借鉴水电工程中的变态砼施工工艺，用振捣代替碾压，达到提高路基压实度的目的。
方法一：
变态混凝土工艺
变态混凝土是水工施工中为了解决靠近模板等无法碾压区域的问题，在碾压混凝土摊铺后，挖坑灌注水泥粉煤灰浆液将碾压混凝土变为常态混凝土，用振捣棒振捣的施工工法。
（1）碾压混凝土施工配合比
由于受现场条件限制，采用混凝土拌和站的材料进行实际施工碾压混凝土的生产，Ⅰ级粉煤灰掺量调整至60%，胶材总量按160（kg/m3）控制，具体配合比和性能见下表（表中材料用量为kg/m3）。
配合比
水
水泥
粉煤灰
砂
石
外加剂
碾压
128
64
96
887
1225
1.44
变态浆液
800
500
500
-
-
-
水胶比
抗压强度（MPa）
抗压弹模（GPa）
3d
7d
28d
3d
7d
28d
0.80
4.1
5.9
10.7
1.2
12.5
18.7
（2）变态砼施工过程
（3）现场工艺试验成果
实际用水量
（kg/m3）
Vc值
（s）
含气量
（%）
3d强度
（MPa）
7d强度
（MPa）
90
50
2.9
5.1
8.8
填筑指标检测成果
检测时段
地基系数K30（MPa/m）
动态模量Evd（MPa）
静态模量Ev2（MPa）
孔隙率（%）
填筑标准
≥150
≥50
≥80
＜28
过渡段填筑后2小时内检测结果
151.1
58.37
162.1
15~19
第二天检测结果
231.5
170.45
449.0
-
碾压混凝土检测结果
171.3
84.5
345.6
19~21
级配碎石检测结果较碾压混凝土高的（%）
35.2
99.6
29.9
-
（4）变态砼应用研究结论
通过对变态混凝土的对比试验，说明混凝土强度和弹性模量能满足铁路规范的要求。
避免了碾压工作量，免去了现场K30、EV2的检测，对提高铁路路基质量，提高施工效率，对解决墩台、涵洞连接区等不易压实问题有很大帮助。
但投入的人力、物力较大，而且要占用混凝土拌合设备进行拌合。
方法二：
变态级配碎石的工艺试验
变态级配碎石就是在级配碎石摊铺后加入5%的水泥粉煤灰浆，施工工艺与变态混凝土相似，本试验段仅做了室内试验，基本可达到过渡段所要求的各项性能指标。
下一步将进行室外试验。
变态级配碎石工艺投入设备少、使用人工少、成本较低，便于施工，能有效的加快施工进度，具有推广应用价值，是今后现场应用试验的重点项目。
由于时间短促，各项试验尚未结束，仓促成文，仅供参考，不当之处，请批评指正。
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