风沙路基填筑工艺研究

胡 波

锦州铁道勘察设计院有限公司，辽宁 锦州 121000

1 概述

随着我国铁路建设高潮的不断兴起，沙漠、戈壁铁路的修建技术方面需要进一步展开深入研究，目前风沙路基段的路基设计，在基床表层以下多采用风积沙填筑，路基填层中间每隔0.5m两侧各设2.5m土工格栅加筋防护，然后用0.2m厚卵石包坡；路基两侧设防护林及沙障等防沙固沙措施以防止风蚀作用对路基的破坏。风沙路基施工是一项环境保护与工程建设并重的工程，特别是风沙路基在自然条件与施工条件恶劣的情况下，既要保证沿线沙荒的防风固沙和环境保护，又要保证工程施工顺利进行。

2 风沙路基填筑施工工艺

应选择少风和有雨季节施工，避开夏季，并在大风来临前配套完成。如必须在有风季节施工，考虑在停风时段，且配足临时防护材料。应集中力量分段施工，沙方工程与防护工程同时进行，施工一段完成一段。

沿线路纵向把相邻区段划分为“填筑区、平整区、碾压区、检测区”四个循环作业区。一般风沙路基采取机械化平行流水作业的方法进行，辅以人工，合理选配推土机、装载机、挖掘机、自卸汽车、洒水车、压路机等，形成配套作业能力。根据填料类别、土方调配、施工场地等条件，确定所采用的机械。采用挖掘机挖装土、自卸汽车运输、压实采用重型振动压路机。横断面全宽纵向水平分层填筑。路基填筑按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺。检测采用K30荷载仪和灌水法。

结合设计和规范要求，以沿线占主要数量的风沙积沙为填料。经路基试验，确定经济合理的施工方法，确定填筑碾压机械的选配，确定最佳含水量的控制范围和控制方法，确定最佳铺土厚度、压实方法、压实遍数及防护措施等。获得技术参数：填土厚度、碾压遍数等。路基本体采用大型机械施工，严格按照三阶段、四区段、八流程施工。

三阶段：准备阶段→施工阶段→竣工阶段。

四区段：填筑区→平整区→碾压区→检验区。

八流程：施工准备→基底处理→粉碎拌和→分层填筑→摊铺整平→机械碾压→路基检测→路基面整修。

每层的施工工艺流程为“四区段、六流程”，“四区段”为验收基床底层阶段、搅拌运输阶段、摊铺碾压阶段、检测整修阶段；“六流程”为拌和、运输、摊铺、碾压、检测和修整养护。

3 施工程序

风沙路基的施工工序为：基底清理测量放线→填料前基底清理碾压→基底检测→拉运土方分层填筑→推土机摊土粗平→分格浇水→平地机整平→压路机碾压→质量检测→下步工序施工。

3.1 测量放线

首先放出路基的中心线，直线段每50m一桩、曲线段每25m一桩，然后在路基两侧适当的位置进行拴桩。再根据每填筑层顶面标高放出每层风积沙填筑的边线。边线采用竹竿控制，每50m一桩，桩上必须插红色三角测量旗帜。竹竿长度一般为90cm左右，上面间隔30cm涂刷红、白漆。风沙地区筑路时，路线主要控制桩、护桩、水准基点桩、路基边桩等均应设置明显的标志，并妥善保护，以防被沙埋没。

3.2 基地处理

基底表层为松散土层时，根据土层厚度分别处理。施工前对渗水土进行取样筛分试验，选用级配良好的天然渗水土，其泥含量不大于5%，且不含有机质、垃圾等杂质。在稳定斜坡上，当地面横坡为1:10～1:5时，清除草皮；1:5～1:2.5时，原地面自下而上挖成宽度不小于1m的台阶，随开挖随填筑压实，保持台阶稳定；大于1:2.5或地基有松软地层时，按设计文件进行处理。地基土密实、且地面横坡缓于1:10，但路堤高度小于基床厚度的地段，清除基底范围的地表草皮，用压路机压实。

3.3 铺设土工格栅

土工格栅下的土层顶面整平、压实后，人工铺设土工格栅，土工格栅要拉直、拉平，无扭曲、褶皱和损坏，长孔方向和线路横断面方向一致，幅与幅之间的搭接不小于0.3m，上下层之间的接缝要错开0.5m以上。土工格栅上铺设的填料用人工或轻型机械运卸，推进填筑，分层散铺整平，采用轻型压实机械碾压达到规定部位的密实度要求。土工格栅上填料厚度大于0.6m后才能通行重型压实机械。

3.4 分层填筑

风积沙路堤，要根据设计断面，分层填筑、分层压实。分层的最大松铺厚度要根据压实机械的不同来定。如采用自重在15T以上前后轮驱动的自行式振动压路机分层碾压时，最大松铺厚度不能超过40cm；如采用140马力以上的推土机分层碾压时，最大松铺厚度不能超过50cm。由底部开始按横断面全宽纵向水平分层填筑，逐层压实，尽量选用同类土填筑。当采用不同的填料时，要按土类有规则的分层填筑，将透水性大的土层置于透水性较小的土层之上，不得混杂使用，以利水分排除和路基稳定，避免形成水囊和产生滑动现象。填筑松铺厚度按照试验段确定参数控制，一般不大于50cm，最小不小于15cm。在填筑区内，依据车容量计算推土间距，以便平整时控制其厚度均匀，而不至于土方浪费。填筑时应由专人指挥卸料，水平分层填筑，先低后高，先两侧后中央。

3.5 碾压

风积沙的压实工艺与传统路基填料的压实工艺有明显的不同，风积沙的压实主要靠水沉法，传统的压路机碾压方法对风积沙压实效果不太明显。经现场试验发现，只要洒水均匀合适，压路机碾压（静压）2遍～3遍，风积沙的压实度就完全满足规范要求。采用压路机过度碾压反而造成风积沙表面松散，压实度下降。风积沙填筑的虚铺厚度至今尚无具体明确的规定，但在实际施工过程中，一般虚铺厚度控制在30cm～50cm。而第一层风积沙的虚铺厚度一般应偏大，宜在50cm以上。虚铺厚度的控制方法必须采用边桩竹竿挂线的方式。

风积沙碾压时应遵循以下原则：碾压前，用洒水车补洒水，控制填筑层含水量比最佳含水量大2%～3%，以补偿施工中水分的下渗和蒸发。振动压路机以50m～100m做为一个碾压段，按先静压后振动、先两边后中间、先慢后快的顺序碾压4遍～5遍，最大时速不超过4km/h。

由于风积沙成型后的抗剪强度较差，振动压路机压实后表层5cm～10cm密实度较低呈松散状，作为中间层，不会影响路基质量。这是因为风积沙透水性好，上层施工时，水在沙层中直接往下渗，该松散薄层的含水量增大，在压路机的作用下，密实度将达到规定值。实践证明，振动压路机的有效压实范围可达50cm，并且在有效压实范围内越往下密度越大。

风积沙含水量过大，碾压时出现弹簧现象不会对纯风积沙填筑的路基质量产生不利影响，由于风积沙的滤水作用和水稳性好的特点，出现弹簧现象的路基填方不用翻挖，只要等待约1小时后碾压即可达到规定的密实度。

3.6 路堤基床填筑

基床填筑压实工艺按基床以下路堤填筑压实工艺进行，填筑前将基床与基床以下路堤的分界面及基床底层与面层分界面压实、整平，并经检查核对高程后再分别按基床构造的规定填筑压实；基床填筑松铺厚度按照试验段确定参数控制，但不得大于30cm，填筑体积（在土样没有变化时）每10000m3时，必须重做土工试验，据此确定压实质量，压实质量必须满足《规范》要求。

基床表层厚度为0.6m，施工时按照两层施工，上层、下层施工厚度为0.3cm。基床表层优先采用A组填料，其次采用B组填料，填料的颗粒粒径不得大于150mm。基床表层及基床底层的压实标准符合规范规定。

3.7 路基密实度检测

由于风积沙是一种比较特殊的路基填料，采用传统的重型标准击实方法，对风积沙不是特别适用。而且，试验原理与现场实际施工工艺差别较大。现在，对于风积沙的标准干容重测试方法，还存在一定的分歧和争议。一般认为，采取相对密度法测定风积沙的标准干容重，是比较科学并符合现场实际的一种方法。同样，对风积沙路基填筑压实度的检测方法也存在一定的分歧。传统的灌沙法检测程序复杂、时间长、而且标准砂浪费太大。而环刀法相对比较简单、而且检测速度较快，但试验数据却存在不准确和偏差较大的情况。

建议路基填筑层压实度用相对密实度和地基系数双控检测，用核子密度仪测路基填筑层的干密度，每层沿纵向每100m等间距检查2个断面6个点，每断面左、中、右各1点，左、右点距路基边缘1m处。测后求得压实系数满足各部位相应压实标准；用K30荷载板检测路基填筑层得地基系数，每填高0.9m，纵向每100m检查2个断面4个点，距路基边缘1m处2点、中间2点，不足0.9m亦检查2个断面4点；地基系数K30满足各部位相应压实标准，方可进行下道工序。

沉降观测：对中心高度大于10m的路堤，施工期间选定代表性断面进行沉降观测。观测点分别埋设在路堤基床以下部分的1/3、2/3处和基床底面。

[1]铁道部.铁路路基设计规范 TB10202-2002[S].北京：中国铁道出版社.

[2]铁道部.铁路路基施工规范 TB10202-2002[S].北京：中国铁道出版社.

[3]铁道部.铁路铁路特殊路基设计规范 TB10035-2002[S].北京：中国铁道出版社.

[4]铁道部.铁路路基工程施工质量验收标准TB10414-2003[S].北京：中国铁道出版社.