桥与路基过渡段施工技术

张帆

摘 要：介绍了新建大同至西安客运专线金沟子铁路特大桥与路基过渡段的施工方法，而在典型的湿陷性黄土地质情况下，台后填土需清除换填，填土地段地基需处理。同时，还总结了填筑施工中的施工方法，施工过程中的级配碎石拌和检查、检验、沉降观测和施工过程中容易出现的质量问题。

关键词：台后过渡段；填筑控制；施工技术；台后填土

中图分类号：U415.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.133

1 工程概况

新建铁路——大同至西安客运专线，北起山西大同，南至陕西西安，是贯穿山西南北、连接陕西的一条交通动脉。该线通车后，会大大节省旅客的出行时间，它与既有的郑西高铁和西宝高铁共同构成旅客进出山西的主要通道之一。

在该项目中，我公司承担了7标段施工，范围为DK458+383.48～改DK477+352.46线下和无砟轨道工程。工程质量直接决定了客运专线铁路的安全性、舒适性和耐久性，所以，其施工技术复杂，对其的精度要求也较高。线下工程长20.2 km，其中，特大桥4座、大桥5座、中桥3座、涵17座、隧道1座。该段为低中山区，地势高，地形起伏大，是典型的黄土高原地貌，而且该地冲沟很深，春季风大，干旱缺水，交通不便。

2 路堤与桥台过渡段

2.1 原地面处理

在路堤填筑前，要清除基底表层的植被，将腐殖土运出填筑范围外，平整基底，同时，在基底两侧挖排水沟作临时排水使用，以保证雨季降水后能及时排出，不影响正常的施工进度。

在地面平整工作完成后，要进行水泥土挤密桩施工。基底处理完后，路基填筑自下而上分层填筑，并且接茬地段要留有台阶，台阶的宽度、厚度要满足设计和规范的要求。根据施工现场的实际情况，采用推土机、振动压路机等大型机械辅以小型震动压路机和人工配合施工。

2.2 水泥土挤密桩

2.2.1 施工准备

清除地基处理范围的地表耕植土，压实地基表层，其压实系数K≥0.92.在平整场地后，要按照设计要求，准确放出桩位，并用白灰或小木桩标出桩位。另外，要按照测设桩位对位，调整桩机平台，保证桩的垂直度。

2.2.2 成桩施工

在施工之前，在现场进行地基处理试验性施工，确定施工参数和工艺，同时，检验设计参数和地基处理效果，并做好路基两侧临时排水的工作。

采用沉管法成孔，钻孔直径为40 cm，桩间距一般为1.0～1.2 m。每次钻孔要间隔开，分批进行，成孔后，要及时夯填水泥土成桩。

钻孔就位后，要校正好锤杆的位置和垂直度，沉管按先慢后快的节奏进行。在成孔过程中，如果发现锤头弹跳过高、进尺速度放慢，无法贯入时，可以停止沉管。

采用夯扩法向孔内填料。在向孔内填料前，要夯实孔底，水泥土采用集中场拌，分层向孔内回填夯实，其压实系数不小于0.97（轻型压实）。

在施工过程中，要随时检查水泥土的拌和质量，做好成孔和夯实施工记录。在施工过程中，如果发现异常情况，在对其处理时，要准确记录其处理方法和采取的措施。

成桩成片后，要及时填筑灰土垫层并碾压至设计要求。同时，在路堤地段桩顶铺设厚度为0.8 m的水泥土垫层，垫层间夹层土工格栅。

在此过程中，水泥土挤密桩地基质量检验标准如表1所示。

注：桩径允许偏差负值是指个别断面。

2.3 台后填筑施工

在金沟子特大桥台后，路基与填方桥台采用倒梯形过渡段连接，分层填筑掺入5%（质量比）42.5级普通硅酸盐水泥的级配碎石。在过渡段与桥台结合部位设渗水板、横向排水沟（管）等排水设施，在桥台基坑范围内，以混凝土回填。在与桥台连接的20 m范围内，路基基床表层级配碎石中掺入5%（质量比）的42.5级普通硅酸盐水泥。过渡段桥台的基坑以混凝土回填填筑。回填工作必须在隐蔽工程验收合格后才能进行。

台后过渡段级配碎石填筑施工要分多层压实，分层厚度要符合相关规范的规定——每一层的厚度不能超过30 cm，每一层的厚度最薄不能小于15 cm的摊铺厚度。在施工现场，压实遍数按工艺试验确定的相关工艺参数控制。按照设计要求，每层压实层都应有路拱坡面且应符合规定，表面排水都应顺畅，且无积水现象。

台后过渡段级配碎石与台后的路堤和锥体要同时施工，并将台后过渡段与路基相连接的部分按照相同的水平分层厚度填筑，并且按照规定的压实系数压实。在分层填筑压实的过程中，要保证桥台稳定、无损伤。

大型压路机碾压不到的部位和在台后2.0 m范围内，用小型振动压实设备碾压，填料的松铺厚度不大于20 cm，碾压遍数要在现场试验，并按照试验确定施工工艺。加入水泥的级配碎石混合料宜在2 h内使用完毕。具体的施工工艺流程如图1所示。

2.4 排水施工

桥台基础上部和桥台接触处采用厚度为10 cm的无砂混凝土渗水板砌筑渗水墙，并在渗水墙底部设直径为100 mm的软式排水管，将渗流水排出路基以外。渗水墙与过渡段加水泥的级配碎石同步施工。后台填土断面如图2所示。

3 填筑质量检测

3.1 过渡段基底处理

在台后过渡段基底处理时，要按照设计要求与桥台相邻路堤的基底处理同时进行。

3.1.1 检验数量

台后过渡段分段抽样每段检验压实系数3点。其中，距路基顶面边线1 m处左、右各1点，在路基顶面中间处1点。抽样检验地基系数2点。其中，距路基边线2 m处1点，路基中间1点。

3.1.2 检验方法

按《铁路工程土工试验规程》（TB 10102—2010）规定的试验方法检测。

3.2 级配料

级配料采用厂拌拌和，自卸汽车运输，推土机整平，振动压路机碾压。在填筑前，先按设计要求放出线路中线和路基边线桩，每10 m放1个桩控制，并且桩要比设计宽出30 cm。这样做，不仅是出于对路基边缘的考虑，同时，还能保证压实合格。

3.3 级配碎石的质量

过渡段级配碎石的质量要符合设计要求——碎石颗粒中针状、片状碎石含量不大于20%，质软、易破碎的碎石含量不超过10%，黏土团和有机物含量不超过2%. 过渡段用碎石的级配范围要符合表2中的规定。

3.3.1 检验数量

每2 000 m3抽样检验颗粒级配1次，颗粒密度、黏土团和其他杂质含量、级配碎石中大于16 mm的粗颗粒中带有破碎面的颗粒含量，其他项目每一料场抽样检验2次。

3.3.2 检验方法

将料场大堆料采样带回试验室内做试验，并要求现场领工员和试验人员在每层施工填筑过程中，监督、检查级配有材料有无明显的变化。如果发生变化，要及时通知实验室和拌和站进行调整，保证过渡段的施工质量。

3.4 水泥

在过渡段级配碎石中，要掺加品种、规格和质量符合设计要求的水泥。

3.4.1 检验数量

同一产地、品种、规格、批号的水泥，每500 t为一批，如果不足500 t时，也按一批计。每批抽样检验1组，进行强度、凝结时间、安定性试验。

3.4.2 检验方法

检查产品合格证、出厂检验报告，并进行有关项目的试验。

3.5 台后级配碎石填筑

在台后级配碎石填筑时，要保证桥台稳定无损伤。其压实质量采用双指标控制，地基系数≥150 MPa/m，孔隙率小于28%.

3.5.1 检验数量

要检查台后填筑完整性，每压实层抽检孔隙率各3点。其中，距路基两侧填筑级配碎石边线1 m左、右各1点，路基中部1点。每填高90 cm抽检地基系数2点。其中，距路基两侧填筑级配碎石边线2 m处1点，路基中部1点。

3.5.2 检验方法

经过观察，按照《铁路工程土工试验规程》规定的试验方法检测。

4 沉降观测

在台后过渡段填筑完成至上铺设无碴轨道前，应系统地评估路基变形情况，确认台后路基的工后沉降和变形是否符合设计要求。

路基填筑完成后，应有不少于6个月的观测和调整期。当观测数据不足以评估时，要继续观测；当工后沉降评估不能满足设计要求时，应采取必要的加速或控制沉降措施。在此过程中，要计算和实测沉降情况、推导被观测断面沉降变形拟合曲线、各观测断面工后沉降的预测三项内容。

对于每个路基工点，应以三个月为周期，根据最新推导的沉降拟合曲线进行工后沉降预测（至少2次以上），并检查所有观测断面的预测工后沉降是否满足相关要求：

SR=S（T3-T0）+Sst≤15 mm （1）

式（1）中：SR为沉降量；S为土的承载力；T3、T0为不同土的压力系数；Sst为土的含水量。

对于路基和刚性结构过渡段，应同时审核其预测工后沉降差异是否≤5 mm，折角≤1/1 000. 此外，还应检查同一个观测断面前后2次工后沉降预测值的差异情况，如果其差值≤8 mm，可以认为预测的工后沉降具有足够的可信度。设计预计总沉降量与通过实测资料的总沉降量的差值不宜大于10 mm。

如果一个路基工点所有的观测断面都满足以上要求，该路基工点就可以铺设无砟轨道。

5 结束语

因为大西线对客运专线质量的要求很高，所以，在施工过程中，必须要严格按设计和规范施工，保证工程质量。在基底处理时，要事先做好基底清理工作，移除腐殖土，平整基底，做好地面排水，确保雨季降水和地表径流不会对施工造成不利的影响，其要与台后相邻路堤的基底处理同时进行。级配碎石填层与相邻的路堤和锥体要同时施工，并且过渡段与连接路堤的碾压面要按照大致相同的水平分层高度同步填筑并均匀压实。同时，要配足小型振动压实设备，而且还要同步充分压实大型机械碾压不到的部位，其填料虚铺厚度不超过20 cm。另外，在施工现场，要安排人员严格监控级配碎石的质量，发现问题及时处理。

桩成孔后要保护好桩口，不得让泥土、杂物、施工垃圾、地表雨水和施工用水流入孔内。在填料前，要先检查孔内，如果有杂物、施工垃圾、泥土和淤泥等，必须要清除掉，并用夯锤夯实孔底，致密实后再分层下料，进而分层夯实桩体。对已浸泡的桩底土层，需填入碎石或灰土，将被浸泡过的土层夯实挤密后再进行桩体施工。

填料含水量应经测试符合试桩时确定的最优含水量要求。在现场，将手握成团，2指轻捏填料既散为宜，现场确定土的最优含水量为12%，水泥土为14%～18%为最优。如果含水量过高或过低时，要稍晾干或洒水湿润，并拌和均匀，如果填料黏结成团，需打碎土团，要随拌随用，不得存放过长的时间。

加强对沉降位移的观测，定人定责定设备，严格按照观测程序操作，确保观测精度和频次符合要求。同时，观测资料要齐全、详实、规范，要及时整理，及时汇总分析。另外，观测时间和总沉降量的差值必须满足规范要求，否则不能进行无砟轨道施工。

控制和防止质量通病产生，严格按照技术规范和设计要求处理基底，并进行填前碾压。要严格进行台后过渡段碾压试验检测，不使用不合格的填料。同时，要配置重型压实机具，技术、试验人员跟班作业，严格控制填料、层厚和压实度，要碾压到边。对于重型机械碾压不到的地方，要辅以小型夯实机械和人工配合夯实，不留死角。护锥和边坡挂线整修，一次成型，路肩挂线要顺直，确保其密实、美观。

参考文献

[1]中铁四局集团有限公司，铁建设〔2010〕241号.高速铁路路基施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[2]中铁第一勘察设计院集团有限公司.TB 10102—2010 铁路工程土工试验规程[S].北京：中国铁道出版社，2011.

〔编辑：白洁〕