铁路路基施工质量控制要点分析

2020-02-25 10:02
山东农业工程学院学报 2020年7期
关键词:搭板压实路基

(中铁十八局集团第三工程有限公司,河北 涿州 072750)

随着我国社会经济建设的不断发展,铁路建设的规模和数量也在不断扩大。铁路建设能够加速不同地区之间的经济交流,促进统一经济体的形成,同时,也可为人们的出行提供更加便捷的交通服务。在这种情况下,一定要进一步提高铁路工程的施工质量,为铁路未来使用的安全性和稳定性提供保障。在铁路施工中,铁路路基施工非常重要,这是因为铁路路基是铁路轨道施工的基础,也是保障火车能够安全通行的基础。因此,在铁路路基施工过程中,不仅要注重路基的荷载程度,同时还需要确保路基的荷载力是向着地底进行传递,这样才能更好的保障铁路的隧道、桥梁形成一个统一的整体,从而有效地提高铁路建设的质量。

1 铁路路基施工的基本特点

首先,路基施工属于人员密集型的行业。在整个路基施工过程中需要大量的人工,这些人工在现阶段无法用机器代替。其次,整个施工现场项目投资比较大。与其他道路施工材料不一样,其施工材料非常沉重,其成本也非常大。另外,由于施工材料非常沉重,在这个过程中需要不断迁移材料,就使迁移难度变得非常大,然而,在整个施工过程中,不断迁移又是不可避免的。铁路路基和公路桥梁也有很大的不同,它们的材料都是土石材料。上铺钢轨都是利用火车的重量来固定,枕木和路基是以一种“压合方式”来结为一体,所以不是很稳定。正因为这样,应该严肃对待路基施工的每一个环节,保证路基施工的安全。

2 铁路路基的施工要求

在铁路施工中,路基面的宽度是铁路建设中的一项重要的技术,这关系到火车的安全行驶和乘客的人身安全,此外对于工程的工期和全部造价也产生巨大的影响。根据相关的标准,可以知道铁路基面的宽度为13.2m,铁路路肩的宽度要控制在50cm,而修筑铁路两线之间的距离是4.4m,在铁路修建过程中还牵扯到拐弯的问题,这对于铁路的曲线弯度的要求非常高,在建设时要注意的问题是,曲线的半径的幅度大小要和其他条件相互适应进行调整,最终保证火车在拐弯时平稳运行。保证铁路路基面的坡度也是值得重视的问题,路基面的坡度对于工程的土体稳定和行驶火车时的耗能有着重要的联系。铁路路基的施工的具体要求,其坡面高度在地质条件优越的前提下,边坡的高度小于18m,路堤的边坡要控制在10m左右为宜,成1:1.5的大小比例,但是路堑的边坡要控制在1:1.75的坡度内。

3 铁路路基施工准备阶段需做好的工作

3.1 认真分析施工文件

在施工单位拿到相关的施工资格以后,就要开始相关的施工人员的分配,要多少施工机械设备需要调试,要对相关施工文件和施工图纸进行深入的研究分析。在研究相关图纸的时候,一定要及时跟设计师沟通,完全理解设计师的设计意图和设计精髓,避免在施工过程中由于误解了设计师的设计想法而产生的错误施工,造成返工甚至更大的损失。在准确了解设计师的设计理念后,施工方就要开始针对自己施工单位的具体情况进行施工设计,对其内部人员进行编制,使其分工明确,协同施工。还有一点要注意的是,在拿到设计图纸以后一定要到现场去勘测侦察,清除在施工过程中会遇到的一些障碍,为顺利施工创造条件。

3.2 放线的工作

路基施工由专业施工基础工程公司施工并验收合格后,路基施工单位可根据设计图纸进行测量和放线。在实际测量放线工作中,放线人员必须严格按照图纸要求进行工作。此外,放线人员必须根据边桩和中心线进行准确、详细的测量,具体测量误差必须小于图纸要求的测量误差。另外,在工程沿线和借土场选择有代表性的土壤进行检测分析,测量天然液限、塑性指数、密度、含水量等数据,这些数据和结果应该保证其准确性,并且报送给监理人员以供检查。最后还要注意的是土质的选取在整个施工过程中也是一个非常重要的环节。在施工前,首先要进行非常专业的水文地质的调查;然后在调查结果的基础上,选出填充区具有代表性的土质;在选择土质的时候要严格按照选择标准,在保证所选土壤不被污染的情况下,对土质进行分析,生成检测报告。只有在检测报告合格的情况下才能对所选的区域进行施工。

4 铁路路基施工质量控制要点

4.1 做好填料的选取工作

路基填料基本由土石方组成。这些土石材料的质量直接关系到整个工程的质量,因此,对填料材料的筛选就是整个工程质量非常重要的一部分。那么,整个把控过程就从取料场地的选择开始了。当选择一个取料场地的时候,一定要对其周边的地形、地貌及其地质情况、含水量进行专业准确的测量和分析,要选取那些含水量适中、类别高及性质好的土壤地区。在对以上这些进行准确的分析后,确认其可以作为初步的取料场地。然后还要经过一系列的实验进行研究,确认其确实达到施工标准,才能将其定位最终的取料场地。另外还要注意就是取料的过程,即便将其定为最终的取料场地,也不能保证整个取料区的所有土壤和石料都满足标准。所以,在取料的过程中一定要对其类别进行严格区分,一定要使用合格的材料,只有这样才能真正保证施工质量达到相关标准。

4.2 做好填筑碾压工作

整个填料过程所用到的土壤和石料都是有差别的,所以,这个填筑碾压过程也是不同的,这个过程中也需要用到不同的机械和设备。比如,有些路段用到了比较大块的石料,就需要那些专门的碾压设备使其平整。还有的是用一些很细碎的土壤来进行填充的,那么这部分就会有比较高的含水量,就先要对其进行烘干处理,然后才能进行碾压。在整个过程中,一定要对设备进行合理地配置才能有效地完成这个阶段,一定要在碾压结束后对其进行检测,看看其是否达到验收标准。

4.3 基床底层施工

在铁路路基基床施工时,要彻底清理整个路基填筑范围内的草皮、表土以及垃圾等,并通过压路机对基底进行压实。对于铁路来说,其所具有的线路往往较长,在实际施工中也会有着不同程度的坡度情况,对于较小的坡度来说,需要对其进行预压工作,然后在原地面对其进行填筑。预压过程中,如果地层出现松土现象,需要以分层方式对其进行翻送,之后再进行回填、压实。此外,在铁路路基施工时,应当做好地基的压实密度以及系数检测工作,在保证所有检测参数全部满足标准要求之后才能够进行填筑作业。

4.4 铁路路基过渡段施工

铁路路基与桥梁过渡段施工中,应该充分考虑到以下几点,通过加强路基结构方法来提升路基竖向刚度,路基结构的沉降程度应尽量控制在一个水平上,以减少路基与桥梁刚度差异引起的沉降问题,保证线路畅通;路基一侧可采取合理措施,提高轨道的竖向刚度,尽可能降低路基与桥梁间的轨道刚度变化问题;桥梁两侧设置橡胶垫块,可以有效提升铁轨竖向刚度。

4.4.1 级配粗粒料填筑法

为了有效改善路堤压缩问题,路面沉降控制在一定范围内,路基、桥梁过渡段施工选用填料强度高、变形小的级配粗骨料。主要包括水泥石、砂砾石和碎石等材料,此种方法设计意图较为明确,是世界各国高速铁路设计中重点推荐的方法。通过采用级配粗骨料提高路基本身的压缩性,避免路基过度压缩,由于材料自身特性,在容易控制、可靠的标准下,保证路桥过渡段变形问题得到有效控制,变形问题可以均匀过渡。但是如果采用优质填料,并没有充分的压实,同样可能产生变形沉降问题,难以充分发挥过渡段原有作用。因此,级配粗骨料的填筑、压实和检测标准需要根据实际情况确定,以确保施工质量达到预期标准。

4.4.2 轻型材料填筑法

级配粗粒料由于自身质量较大,所以很容易造成路基出现过分的沉降。为了改善这一问题,经过大量的研究和实践,逐渐出现了一种减轻结构物自重的工艺方法,尽可能降低地竖向荷载作用,避免桥台结构承受较大的水平压力,从而将地基变形问题控制在一定范围内。此种方法在地基处理中,不仅可以有效降低沉降程度,还可以有效地降低地基处理成本,提高施工效率和质量,缩短工期,提供更加坚实的技术保障。一般情况下,在高速铁路路基与桥梁过渡段施工材料选择中主要有EPS、火山灰、粉煤灰等,这些材料质量较轻,但是具有更高的力学性能,满足实际工程建设需要。

4.4.3 钢筋混凝土搭板法

在路基与桥梁过渡段施工中,路基材料可采用钢筋混凝土搭板,一端在桥台上,另一端支撑在枕梁上,通过钢筋混凝土搭板的抗弯刚度特性,提高轨道刚度,降低在负荷作用下出现沉降现象。搭板可以水平布设,也可以倾斜布设,板厚度均匀,设计中按照简支梁开展施工活动。桥台搭板布设中可以选择刚性桥台和柔性的路基,刚度逐渐提升,降低沉降现象。

桥台基础和台后路基土体在施工后,长期使用中可能出现沉降差,进而造成搭板出现纵坡变化。基于此,应该选择合理技术控制变化之大小,以此来充分发挥搭板的原有作用,为列车行驶提供更加突出的舒适性。当搭板纵坡变化值小于0.4%时,对列车运行舒适性影响不大,除了能够提升轨道刚度,降低沉降以外,还可以有效提升台后路基稳定性,否则搭板将失去原有作用,为轨道埋下安全隐患,影响到列车行驶安全。

4.5 路堑排水

在路堑施工阶段,特别在雨季时,因为松软土质十分容易被雨水渗透,如果防护不当,往往会形成坍塌现象,最终导致工程施工安全无法保证。鉴于此,在边坡施工前预先开展临时排水设计,预先制定相关疏流、排洪等工作,以保证一旦出现密集雨水可顺利排出。按照实际的施工强度与地质条件,对开挖的具体范围进行合理规划,以确保能够在合理的时间内全部开挖完成且实施档护工程。在路堑边坡开挖阶段,根据具体的设计要求,在下一台阶开挖前必须先完成上一台阶的支挡工程,加强边坡整体的稳定水平。路堑排水的工程施工现场必须流程化、标准化,绝不允许出现杂物任意堆放、堆砌的现象发生,并且路堑的临时排水系统应设计的尽量简易合理,以保证雨水的有效排放,为主体工程施工创造良好的施工环境,假使路堑缝隙水过多,还需要准备抽水机等设备器材,以方便第一时间排出积水。

4.6 路基表层施工

要注意的是,路基表层施工应采用科学合理的施工方法,第一,一定要做到使用自卸型的货车来运输施工材料;第二,合理规划施工材料的堆放存储,保持工程现场的整齐,这样对施工过程会有很大的便捷;第三,要在铁路路基表层整平施工之前进行一定量的洒水,让那些用来表层施工的材料能有一些湿度,这样能最大限度的限制灰尘的产生,还能让整平的效果得到保证;第四,跟基床底层施工一样,要在压实施工结束后对压实结果采取检验,要保证压实度系数和填筑的厚度都要符合施工的要求,如果发现施工不合格,要对其重整修缮,保证压实的强度。

4.7 坡面防护

在铁路路基施工过程中,坡面的防护工作是非常重要的。在坡面的防护措施中,主要分为三种不同的防护措施,分别就是土工网垫植物、浆砌片石骨架以及土工格栅铺设。所谓的土工网垫植物防护措施,就是在土质较差的坡面上进行植物的种植,从而实现坡面的固定工作。需要注意的是,该类措施作用的发挥需要一定的时间,在前期由于植物根系不深,因此,很难获得好的保护效果,但随着时间的推移,植物根系的生长将使得防护效果不断增强。当然,需要注意的是,在施工前,需要对铁路工程的施工设计进行详细的了解,确保该防护措施的施工能够符合工程的施工要求,这样才能够起到更好的防护作用。最后,土工格栅在铺设前一定要将坡面进行清理,确保坡面表层的平整,同时还需要适当洒水保证表面的湿润。

5 结束语

本文通过对铁路路基施工的基本特点和一些必要的步骤进行分析,对施工过程中的技术方面提出了笔者的几点看法,这些都是在施工过程中必然面临的,我们能做的就是不断强化技术手段,并且严格按照施工标准进行施工,在保证施工安全的情况下,不断优化施工过程,这样就可以不断节省人力、物力和财力,有效发展铁路事业。

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