高速铁路路基填筑试验段施工方案.docx
《高速铁路路基填筑试验段施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速铁路路基填筑试验段施工方案.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高速铁路路基填筑试验段施工方案
高速铁路路基填筑试验段施工方案
为确保高速铁路路堤填筑质量，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。
1编制依据
1.1、铁道部颁布《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》；
1.2、铁道部第二勘察设计院《改建铁路南同蒲线电气化工程提速部分路基设计对施工的技术要求》（初稿）；
1.3、铁道部颁布《铁路路基施工规范》（TB10202-2002）;
1.4、铁道部颁布《铁路路基设计规范》（TB10001-99）;
1.5、铁道部颁布《铁路工程土工试验方法》（TBJ102-96）;
1.6、南同蒲铁路改造提速工程施工图设计；
1.7、建设单位、设计单位、监理单位的相关文件通知。
2工程概况
2.1概述
南同蒲铁路电气化提速改造工程（临汾段）第八合同段有关单位如下
建设单位：
太原铁路局南同蒲线电气化提速改造工程建设指挥部
设计单位：
铁道部第二勘察设计院
监理单位：
太原铁道学院建设监理科技公司
施工单位：
中铁六局集团有限公司
本标段起迄里程K628+000～K661+000,全长33km，管段内现有4个车站，改造后保留4个车站。
本标段内共有15个双线绕行路段，均为新建线路，改造后的路基标准高（开通时速达200km/h）,曲线半径大，符合线路提速要求。
提速改造主要项目为：
路基加宽、绕行地段新建路基、新建桥涵及改造、轨道新铺、换岔、线路拨移及部分站场房屋、信号、通信、电力等相关配套工程。
在线路开通且路基稳定后，安排在本标段工程竣工前更换无缝线路。
本标段路基土石方155万m3，其中填方69万m3，挖方96万m3。
主要技术标准
铁路等级：
Ⅰ级
正线数目：
双线
限制坡度：
7.2‰
最小曲线半径：
新建地段3500m。
困难地段2800m，个别地段2200m。
牵引种类：
电力
到发线有效长度：
850m
2.2、试验段的设置
根据本标段目前施工图到位情况以及征地拆迁、取土场、现场交通、水电情况等综合分析比较，将试验段定在K632+230～K632+430，全长200m，该地段原地貌为葡萄园、玉米地等经济作物区，填筑范围内设计无涵渠、通道等构筑物，具有填筑施工时连续、完整的优势。
地质情况：
本标段地质土层自上而下依次为：
①种植土、淤泥质黏土，层厚0.1~0.5m；
②黏土，黄褐色夹灰色，硬塑，层厚1.2~3.0m
③粉砂，黄褐色，中密，饱和，夹薄层黏土；层厚1.5~3.5m
④黏土，青灰色，软～硬塑
⑤地下水埋深：
2.2～3.2m
该段路基的地质及地表情况能代表本地区路基填方施工的特点。
该段路基设计基本情况为：
路基顶宽12.1m，平曲线半径3500m，纵坡为6.0‰，平均填高3.5m。
设计主要工程数量为路堤本体填筑995m3，基床底层填筑5268m3，换填渗水性材料3750m3，挖除松软土3750m3，总填方量为10013m3。
3试验段试验的目的和范围
3.1试验段试验的目的
①．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。
②．验证铁道部颁布《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》，为今后的铁路建设积累施工经验和现场检测数据。
3.2试验范围
①．基床底层（基床下部1.9m范围内）填筑的施工工艺（含检测手段）；
②．基床以下部分路堤本体填筑施工工艺（含检测手段）；
③．路基基底沉降观测和路基面沉降观测。
4人员、机械设备及测量、检测仪器、设备投入情况
4.1参加施工人员进场情况
①管理、技术、质检、检测人员已全部到位，人员名单及相关资料（见表1）
表1：
主要施工人员表
序号
姓名
文化程度
职称
职务
参加工作时间
1
刘勃
本科
高级工程师
指挥长
1991.7
2
贾本正
本科
高级工程师
副指挥长
1993.7
3
张卫东
本科
高级工程师
总工程师
1991.7
4
应克忠
本科
工程师
工程部部长
（主管工程师）
1997.7
5
高雨
本科
工程师
质检工程师
1998.7
6
宁国民
中专
助理工程师
试验室主任
1988.7
7
高琦
本科
助理工程师
测量主管
2001.7
8
范君贤
大专
技术员
测量员
2002.8
9
古荣城
高中
测量工
1997.6
10
宋盛林
高中
测量工
1987.10
11
黄发连
本科
助理工程师
技术主管
2000.7
12
吴星
大专
技术员
技术员
2002.8
13
杨俊鹏
初中
工班长
1985.7
②生产工人
参加试验段施工的生产工人有工班长杨俊鹏和14名机械、汽车司机，均已经到位。
4.2投入试验段施工的机械设备
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，
整动式压路机碾压，平地机修整填筑表面。
所需机械设备（见表2）
表2：
所需机械设备表
序号
设备名称
规格
单位
数量
状态
备注
1
挖掘机
PC-200
台
1
良好
2
振动压路机
YZ18D
台
2
良好
3
推土机
TY235,173KW
台
1
良好
4
自卸车
CXZ18JHL,12t
辆
2
良好
5
平地机
PY180A,138KW
台
1
良好
6
洒水车
CA10B,8000L
辆
1
良好
4.3测量、检测仪器设备的配备（见表3）
表3：
测量、检测仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
检定状态
备注
1
全站仪
瑞士LeicaTC702
套
1
合格
2
水准仪
南京1002厂DS3E
台
1
合格
3
水准尺
3m木尺
把
1
合格
4
水准尺
5m铝合金尺
把
1
合格
5
K30平板载荷仪
YB-150,Ф300mm
套
1
合格
6
核子密度湿度仪
日产MC-3
台
1
合格
7
重型动力触探仪
N63.5
套
1
合格
8
灌砂筒
Ф150mm
个
1
合格
9
案秤
AGT-10
套
1
合格
5路基试验段的施工准备
5.1测量工作
根据设计院的钉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。
5.2开挖排水沟
沿着地界线挖出排水沟，排出原地面积水，沟深80cm，并每隔100m在路基两侧对称的开挖集水井，用水泵抽出积水。
5.3基底处理
根据地质资料和基底轻型动力原位测试结果（按照设计文件松软土地基承载力⌠0<150kPa），本段试验段路基在填筑前需进行基底处理。
根据设计文件及现场实际情况，需要挖除原地面以下50cm厚的种植土及淤泥质黏土，然后换填合适填料。
5.4填料选择和室内试验
经过详细调查，本标段内的利用方主要为砂黏土，属B组填料，满足《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》、《铁路路基施工规范》及其他相关规范、标准的要求。
（基床底层填料选择A、B组填料或改良土；路堤本体填筑选择A、B组填料及C组填料中的块石、碎石、砾石等填料）
根据土石方调配方案，试验段土源定于K633+820~K633+040段路基挖方。
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。
根据取样检测表明，该土源为B组填料。
（详见编号为T2004-02-001、T2004-02-002的土工试验报告）
5.5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，故需选取合适的地点作为弃土场地。
本着环保、经济、合理的原则，经多次实地勘察，在本试验段方圆10km范围内未发现适用的弃土场，只有在K648+876处的汾河大桥上游岸边有一个多年废弃的水塘适用，可以联系征用，储量约5000m3，运距15km。
5.6填前碾压
基底处理完成后，进行路基基床以下部分填筑。
基底经晾晒待含水量适宜时进行填前碾压，达到规定的压实度。
本段填高均大于1.5米，填前碾压要求达到重型击实试验的82%。
5.7、断面复测
填前碾压完成并经验收达规定的压实度后，对原地面进行断面测量，以确定填方
工程数量并作为以后计量支付的依据。
断面经监理工程师复核签字认可后即可测
设路基坡脚线及中线。
6填筑施工方法
本次试验段施工内容包括基底换填、路堤本体填筑和基床底层填筑。
6.1填料来源和挖运方法
本段土源来自于K633+820-K633+040线路经过处的山坡挖方，对该挖方段进行表土清理、树根挖除、清理非适用材料的工作，（该取土场已经中心试验室取样试验，试验结果表明土质满足填方要求,土源土样各种试验记录、报告齐全）。
根据土石方调配图方案，试验段土石方开挖由K633+820处往K633+040方向倒退开挖。
施工便道利用K633+020~K633+800处的既有机耕道，并用碎石土修整既有路面。
现场施工用电采用自备75kW发电机一台，施工用水由线路右侧河道内接入。
如图：
6.2工艺概述
6.2.1基底换填
挖掘机挖土，自卸汽车运送至弃土场，推土机整平。
弃土场绿化。
6.2.2路基填筑
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。
6.3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30cm。
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地。
6.4埋设沉降桩
开挖基底经碾压检测合格后，按20m间距在线路上埋设沉降观测桩，埋设位置分别为K633+240、K633+260、K633+280、K633+300、K633+320、K633+340、K633+360、K633+380中心处。
沉降观测桩由沉降底板、测杆、套管、套管接头、套管盖板、测杆头组成。
沉降板由钢筋混凝土制成，尺寸为500mm×500mm×30mm，用C15混凝土预制。
测杆采用Ф40mm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。
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。
6.5摊铺整平
本试验段中基底换填渗水土、路堤本体及基床底层填料均采用同一种填料。
首先检查填料的含水量，当填料含水量与其最佳含水量之差不超过2%时立即予以摊铺整平，本次试验段按松铺厚度30cm、40cm、50cm分别进行试验。
填料的摊铺采用推土机，保证每一填层的平整度及层厚的均匀，摊平过程中不断用铁锹挖洞检查松铺厚度。
原则上每一层填筑时均须形成2%～4%的人字形横坡，有困难时可在基床底层逐步形成。
在相邻两区段上下两层填筑接头处须错开不小于3m的距离。
在沉降观测桩周围1m范围内的路基采用人工填筑整平。
6.6碾压
摊铺整平后，松铺厚度、平整度和含水量符合要求即开始碾压。
本试验段采用18T（激振力为36T）振动压路机两台，两台压路机以中线为界，各压半辐路基宽度，分别记录各自的碾压遍数及碾压速度。
碾压时采取从两侧向中心的顺序，纵向进退式碾压，行与行轮迹重叠0.2～0.3cm，横向同层接头处重叠0.4~0.5m，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。
碾压方法为：
静压一遍，弱振碾压一遍，强振碾压2～6遍（同步检测结果定），弱振碾压一遍，最后再静压一遍消除轮迹。
即：
静压、弱振、强振、弱振、静压。
碾压行驶速度开始时用慢速（宜为2-3km/h），最大速度不超过4km/h。
6.7压实检测
在每一填层碾压三遍后即用K30平板载荷仪、核子密度湿度仪检测地基系数K30、孔隙率n。
在使用核子密度湿度仪进行检测的同时，采用灌砂法（或灌水法）进行平行对比试验，以核准核子密度湿度仪的测试数据，检测频率为每层每遍（自碾压三遍后开始）18个点，直至达到90%的压实度。
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。
试验段第一层达90%的压实度，经监理工程师检查同意后，在其上进行压实度为93%和95%的压实试验，从而确定填料在适宜的含水量和合适的松铺厚时，不同吨位的压实机械达到90%、93%、95%的压实度时相应的碾压遍数，最佳施工组织。
7路基冻害的研究
7.1基本的冻害情况
自2005年至2010年的k633一k634的冻胀量测量结果由侯马北工务段提供数据信息，其中以1998年冻胀量为最大（50llun），一般情况为3Ollirn，测量以道尺为基准，每根轨测量三点，测量数据为相邻道轨的高差，实际冻胀量大于测量数据（详细的《冻害登记表》数据太多这里没有列出，只对数据进行了分析）。
7.2冻害成因的分析
1、该段线路目前路堑两侧排水沟均为干砌片石，深50cm，顺坡砌筑，由于块石之间的宽度不等的缝隙没有水泥浆填充，多年雨水冲刷使沟底与沟侧形成空洞，由于路堑的标高低于天然地面，客观成为地表水的集水坑，侧沟水不利，雨水雪水自沟底的沟侧洞穴通过路基使路基土在雨水集中季节大量蓄水，为冬季土中水冷结成冰引起冻害提供了物质基础。
2、路基土承载力不足且为冻胀土:
K633+855处可明显见到轨枕上附着泥浆，经地质勘查地下水位一3.2m，3.8m以上土层为黄色软可塑，可塑粉质粘土，w==26.7%，Ic二0.71在夏季动荷载作用下土体承载力不足，土体便挤压泥浆向上运动，冬季土中胀力作用便土体上抬，轨道路面形成三角坑。
根据最高水位条件的冻胀量可知路基土的冻胀率3.8%，是冻胀性土，其冻胀力为st/mZ。
7.3整治原则
侧沟排水与石灰碎石桩复合地基联合使用的原则:
侧沟排水是用来减少土体的含水量:
由于路堑的标高低于天然地面，当大量雨水雪水集中排泄时，水向低处流，使路堑路基成为漫水路基，因此即时通畅的将地表水排至路堑之外使路基土不长期浸泡是减少土体含水理的极重要措施。
结合提速后路肩加宽的要求，可采用浆砌片时，预制硷沟渠等方法，特别是温度伸缩缝，沟底面一定要处理好缝隙，避免形成洞穴，如有可能采取悬臂式沟槽措施也可考虑;石灰碎石桩复合地基是提高路基承载力的有效方法:
石灰碎石桩采用挤扩式打人桩，如图所示:
夯扩桩示意图
桩顶5Ocm采用素硅封顶，防止雨水浸入避免引起桩体失效，该复合地基将火车荷载传给刚度大的石灰碎石桩，减少土体的受力，控制变形，同时石灰吸收土中水分;膨胀挤压土体，使湿土中存水孔隙减少，孔隙率降低，引起冻胀的水量自然降低，冻胀量也就减轻。
填料中碎石与水泥，粉煤灰形成类似素硅的固体，桩土应力比增大，承载力提高，桩位布置见附图。
其施工或采用人工或机械，该方法具有各桩位同时施工，技术简单易行速度快效果好的特点。
夯填厚度要求每次不大于50cm。
7.4整治方法的检算
（一）检算的基本依据
1、采用石灰碎石挤密桩，桩长按2.2m
2、现场勘测的地基土相关的实验数据。
3、《铁路特殊土路基设计规则》（TBJ35一92）等规范。
（二）、检算的项目
l、分别按桩径为2OOmm、250mm、3O0mm试算，然后分析结果，比较筛选，
选择处理方案。
2、桩布置考虑每根枕木配置4根或6根。
由于桩布置的连续性和重复性，计算时取一个设计单元为对象，尺寸如图标注。
3、检算地基土的平均冻胀量，即各段路基勘察数据W、wp在该路段内的平均值。
4、检算地基土的最大冻胀量，即各段路基勘察数据W随机出现的较基周围冻胀量的大值。
5、计算只考虑挤土桩直接挤土所减少的孔隙比，而不考虑石灰吸水减少的水含量和因石灰吸水膨胀压缩的孔隙量，也没有计算挤土桩的承载力。
6、冻胀率几由室内实验公式η=0.8（W一Wp）求得。
（三）、检算
l、原状土的平均冻胀量和最大冻胀量。
2、当按每排4根桩布置时，桩径为200mm、250Imm、300mm处理后的平均
冻胀量和最大冻胀量。
（l）、当桩径为200mm时（桩数4根）
①病害路段的ω、ωp取平均值时:
ω=21.52%；ωp=16.7%
（2）、当桩径为250nun时（桩数4根）
①.病害路段的w、w尸取平均值时:
（3）、当桩径为300mm时（桩数4根）
7.5整治结果的评价
通过上述计算，该段路基处理前和处理后的平均冻胀量和最大冻胀量列于表3
表3：
四种方法布桩成果比较表
桩径
200mm
250mm
250mm
300mm
桩长
2.2m
2.2m
2.2m
2.2m
桩数
4
4
6
4
处理前的平均冻胀量
85mm
85mm
85mm
85mm
处理后的平均冻胀量
45mm
28mm
处理前的最大冻胀量
169mm
169mm
169mm
169mm
处理后的最大冻胀量
116mm
86mm
10.6mm
17.6mm
通过上述计算得知，桩径25Omm、桩数6根和桩径300mm、桩数4根两种挤土桩的处理方法效果明显，考虑到枕间净距0.368m对直径300mm的桩会造成施工上的不便，建议采用桩径250mm、桩数6根的三灰碎石挤土桩为处理方法;此外，还应在设计时考虑到过渡段。
8试验成果
1、对不同填层厚度，不同碾压编数的检测数据进行整理分析，绘出碾压遍数与K30值和孔隙率n值变化曲线关系图，确定出不同填层厚度的碾压遍数。
2、对不同填层厚度的合理碾压遍数进行技术经济分析比较，确定最优的填层厚度和碾压遍数。
3、根据沉降观测结果计算整理观测数据，绘制填筑日期与沉降量的关系曲线图，以评估工后沉降是否能满足设计要求。
4、对路基病害进行整治计算，设计该段路基处理前和处理后的平均冻胀量和最大冻胀量。
5、将以上各种施工记录和检测数据加以归纳总结，写出试验报告，报监理站和业主代表审查批准。
9施工进度安排
详见表4
表4
施工进度表
序号
工作或作业内容
3月份
4月份
上旬
中旬
下旬
上旬
下旬
1
地基原位测试
3天
2
基底处理
8天
3
埋设沉降桩
1天
4
填筑压实
现场检测
21天
5
地基原位测试
3天
9质量保证措施
1、树立“百年大计，质量第一”思想，贯彻执行ISO9000系列标准，加强对施工过程的控制和记录。
2、加强对施工人员的专业技术培训，健全岗位责任制，由技术熟练、经验丰富的职工从事技术复杂、难度大、精度高的工序或操作。
3、根据不同工艺特点和技术要求，选用满足施工要求的机械设备，健全各项机械管理制度，确保机械设备处于最佳使用状态。
4、各级技术人员应经常深入现场，对施工操作质量进行巡视检查，现场技术人员对施工全过程跟踪检查。
11安全保证措施
1、本着“安全第一、预防为主”这一原则，提高安全意识，健全施工现场意外伤害应急预案，认真学习岗位安全职责和安全操作规程，提高业务水平和劳动技能，树立安全生产、规范操作的思想，以防患于未然。
2、确保机械设备安全使用，机械设备操作人员必须遵循设备的操作规程，机械操作人员和机动车驾驶人员必须有相应的特殊工种上岗证书，严禁无证上岗，严禁机械、设备带病和违章作业。
12环保措施
1、在干燥季节，土石方运输及填筑施工时，要配备洒水车对施工便道、路基作业区进行洒水固尘。
在土石方运输过程中，要跨越地方沥青（混凝土）路面时的，对运输车辆的车斗加设挡土板，并用彩条布等遮盖，以防落土扬尘；运输车辆必须限速行车；对车辆碾压的污迹及由车上散落路面的土石，要派人及时清除。
2、取土场开挖完毕，宜恢复为农田，不能恢复的则应整平，并设有向外的排水坡，在其上种植草皮、树木等加以绿化，以防造成水土流失。
3、弃土场选位时必须慎重，要综合考虑对农田、水利、河道、交通的影响。
弃土场在封闭前要做适当处理，比如整平绿化等。
----------------下面是赠送的excel操作练习
不需要的下载后可以编辑删除
（Excel2003部分）
1.公式和函数
1.
（1）打开当前试题目录下文件excel-10.xls；
（2）利用函数计算每个人各阶段总成绩，并利用函数计算各阶段的平均成绩；
（3）“平均成绩”行数字格式都为带一位小数（例如0.0）格式；
（4）同名存盘。
步骤：
a）文件→在各阶段总成绩单元格内，点插入，点函数，在对话框中选择求和函数“SUM”，在对话中Number1内点右侧的按钮，将出现另外一个对话框，在文件中选择需要求和的单元格，然后点该对话框的右侧按钮，点确定（完成一个总成绩求和后，利用填充柄完成其他的总成绩求和，或者重复上面的顺序）→在平均成绩单元格内，点插入，点函数，选择算术平均值函数AVERAGE，出现对话框后，采用求和时的相同方法，完成操作→选中平均成绩行，点右键点设置单元格，点数字，在分类项下点数值，设小数位为1，
b）确定→保存
2.
（1）打开当前试题目录下文件excel-13.xls；
（2）根据工作表中给定数据，按“合计=交通费+住宿费+补助”公式计算“合计”数，并计算交通费、住宿费和补助的合计数；
（3）所有数字以单元格格式中货币类的“￥”货币符号、小数点后2位数表现（如：
￥2,115.00格式）；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-13.xls→在合计下的一个单元格内输入“=交通费（在该行的单元格，假如说是E3）+住宿费（同上）+补助（同上）”，回车（其他的合计可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→利用求和函数，参考1中的方法完成交通费、住宿费和补助的合计→选择文件中的所有数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点货币，选择货币符号为“￥”，设置小数点后为2位，确定→保存文件→本题完成
3.
（1）打开当前试题目录下文件excel-2.xls；
（2）根据工作表中数据，计算“总成绩”列的数据。
总成绩=一阶段成绩×0.3+二阶段成绩×0.3+三阶段成绩×0.4；
（3）“总成绩”列数据格式为小数点后2位小数（例：
6.20）；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-2.xls→在总成绩下的一个单元格内输入“=一阶段成绩（在该行的单元格，假如说是E3）*0.3+住宿费（同上）*0.3+补助（同上）*0.4”，回车（其他的合计可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→选中总成绩列的数据单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设置小数点后为2位，确定→保存文件→本题完成
4.
（1）打开当前试题目录下文件excel-3.xls；
（2）计算“审定费”和“税后款”，“审定费=
升级会员 