高铁路基填筑天然填料施工技术

张亚军

(中铁十三局集团有限公司第四工程公司)

1 工程概况

新建哈尔滨至齐齐哈尔铁路客运专线起自哈尔滨市，向西北方向经肇东、安达、大庆，止于齐齐哈尔市，线路正线长度为280.893 km。是国内在东北严寒地区修建的首条高速铁路客运专线。

我部施工标段为HQTJ－5 标段，里程DK218 +000 ～DK282+737.1，正线长度64.67 km，位于大庆和齐齐哈尔市之间。工程横跨扎龙湿地自然保护区，临近既有滨州线。路基长13.7 km。

设计基床底层填筑AB 组非冻胀土。由于工程本体位于松嫩平原区，人工继配料匮乏。而天然A、B 组填料储量丰富，开采方便，且利于施工场区的环境保护。但天然填料在严寒地区高铁中使用无成熟经验，如何解决严寒地区路基防冻胀问题，保证路基填筑施工质量是本工程的关键环节，也是我们研究解决的课题。

2 设计要求

为解决严寒地区路基防冻胀问题，保证路基填筑施工质量，设计文件对A、B 组非冻胀土原料及施工质量检测的各项指标作了严格要求，见表1。

表1 基床底层压实标准

3 原材料指标检测及选定

综合判定齐齐哈尔市龙江县雅鲁河河道昂龙铁路砂石厂及龙江森焱砂石厂填料均为级配不好的细圆砾，属于符合填筑要求的B 组料。该原材料检测结果见图1、表2 和表3。

图1 土的颗粒分析筛分图

表2 土的颗粒分析原始数据

表3 土的颗粒分析结果

4 路基填筑施工工艺和方法

(1)施工准备

①测量放线在路基施工前，根据设计院提交的桩点资料进行施工复测，恢复线路中间桩位，加密水准点，复核设计路基横断面，放出路基边桩。

②防排水 根据设计文件做好防排水设施，尤其在路堤与既有线、路堤与便道搭接处，应首先做好排水设施，以免地表积水冲刷、浸湿路堤。

③基底处理 基地采用CFG 桩加固，桩顶设0.15 m 厚垫层，其上设置0.5 m 钢筋混凝土板，该首件施工段基底地基承载力混凝土强度经检测满足设计要求。

(2)分层填筑

①路基按横断面全宽纵向分层填筑。天然A、B 组填料分层填筑的最大厚度不大于30 cm，最小分层厚度不宜小于10 cm;根据路基试验段测试结果表明松铺厚度为3 cm。

②沿路基纵向方向，每10 m 一个断面测放出桩位，撒出施工边线，并测量路基面标高。

③根据松铺厚度计算每车填料所需用的堆放面积，用石灰在填筑底层面画格。将填料运至施工现场，专人指挥卸料，严格控制每层填料的方量以保证松铺厚度。

图2 路基试验段工艺流程图

(4)摊铺平整

填料摊铺采用推土机初平，平地机配合人工进行精平，保证各层的平整度及厚度均匀。尽量缩短平地机精平时间和次数，避免粗骨料聚集。放样时，两侧和中间用测量桩控制每层摊铺厚度。每一层填筑时均需形成3% ～4%的人字形拱坡利于排雨水。相邻两区段上下两层填筑接头处需错开不小于3m 的距离。为保证路基边缘的压实度，边线应比设计线每边宽出50 cm。

(5)洒水晾晒

填料的含水率应控制在工艺试验确定的施工允许含水率范围内。填料运至现场含水率较低时，及时采取洒水措施;含水率过大时，采取摊铺晾晒措施降低填料含水率。

(6)碾压密实

路基施工要及时摊铺、碾压、检测。路基首件段按照试验段总结工艺，摊铺整平后，松铺厚度、平整度、纵横坡度均符合要求时开始碾压。首先采用23 t 振动压路机静压l 遍，然后弱振2 遍，最后静压2 遍，碾压时采用从两侧向中心的顺序，纵向进退式碾压，沿线路纵向行与行之间压实重叠间距不小于0.4 m，上下两层填筑接头应错开不小于3 m，以保证无漏压、无死角，确保碾压的均匀性。为了避免填筑和碾压过程中破坏沉降观测板，沉降板2 m 范围内采用人工填筑，打夯机夯实，夯实后采用钢筋防护网进行防护。检验数据100%符合规范要求。

(7)检测

在碾压完成后的路基区段内进行压实度、K30平板载荷仪、Evd 动态平板载荷仪检测地基动态变形模量值检测。针对路基不同部位、不同填料按设计文件及《高速铁路路基工程施工质量验收标准》的要求进行验收。用灌水筒检测压实度;用K30平板载荷仪检测地基系数K30值;用Evd动态平板载荷仪检测地基动态变形模量值;采用这几种仪器联合检测控制路基压实度，如果不合格继续碾压，达到检测标准为止，验收合格后进行下一道工序。

5 路基填筑注意事项

(1)路基填料在摊铺整平过程中，特别要注意推土机刀片的两侧及前方终点处最容易出现的粗骨料集窝现象。在摊铺过程中出现的骨料离析、料窝、粗细料不均匀现象，必须进行人工清除，清除的填料放到未布料处或留待后层与新料混合使用。

(2)严格控制填料的含泥量。本段路基属浸水路基，必须保证其透水性，若含泥量过大会导致路基含水量大，特别是处于严寒地区的路基，会导致路基冻胀，影响其质量及工后行车安全。

6 检测结果总结

(2)参数确定

①松铺系数=松铺厚度/压实后厚度=1.075;

②松铺厚度:天然A、B 料细粒土控制在32 ～35 cm;

③含水率控制:2.6% ～6.3%;

④碾压工艺:采用23 t 重型压路机静压一遍、弱振二遍，静压一遍，最后静压一遍收面;

⑤碾压时采用从两侧向中心的顺序，纵向进退式碾压，轮迹重叠1/3 轮宽，相邻两区段重叠2m，以保证无漏压、无死角，确保碾压的均匀性;

⑥碾压速度:1.8 ～2.8 km/h。

7 结 论

(1)经济分析:本标段路基长13.7 km，天然砾石类土A、B 组填料110 万m3。使用天然料比人工料每方节省30元，经济效益可观。

(2)技术总结:经2 个冬季的沉降观测，数据显示，路基填筑施工质量良好，沉降在规范允许范围内，未发生路基冻胀现象，较好的解决了严寒地区路基防冻胀问题。请石家庄铁道学院专家组针对本段路基确立“哈齐客专深季节冻土区高铁路基冻胀与融沉控制技术研究”课题进行分析研究，得出天然砾石类土A、B 组填料符合严寒地带高铁路基填料标准。

［1］中华人民共和国铁道部.铁建设［2010］241 号.高速铁路路基工程施工技术指南［S］.北京:中国铁道出版社，2011.

［2］中华人民共和国铁道部.铁路工程土工试验规程(TB10102－2004.J338－2004)［S］.北京:中国铁道出版社，2009.

［3］中华人民共和国铁道部［2010］241 号.高速铁路路基工程施工质量验收标准.(TB10751－2010，J1147－2011)［S］.北京:中国铁道出版社，2010.

［4］铁道部第三勘测设计院.冻土工程［M］.北京:中国铁道出版社，1994，117－118.