戈壁干旱地区高速铁路路基填筑质量控制

程丽霞

摘 要：本文对戈壁干旱地区高速铁路路基施工技术进行了不断的探索、研究和改进，通过对填料进行二次筛分、充分焖湿以及调整填料分层厚度、选取适宜压实机械等措施，成功解决了在缺水、大风等恶劣环境下进行施工不达标的问题。在在铁路路基的施工建设中，对填料进行有效的筛选，对工程的顺利实施以及铁路运输的安全性有重要的作用和意义，同时也可以为今后的铁路工程的施工建设提供依据，为此本文针对戈壁干旱地区高速铁路路基施工中相关的内容进行研究。

关键词：戈壁干旱；高速铁路；路基填筑；质量控制

在新疆的维吾尔族自治区境内，有一条铁路建设穿过这里，这条铁路在该地区的建设路段为兰新铁路第二双线LXTJ1标段。而该地区的主要环境特征为大风、干燥，而且降雨量非常少，在该地区的铁路建设的沿线上，人烟稀少，大部分的地表荒芜，而且基岩裸露，该地区的地表中天然的含水率只有0.4%，气候非常的干燥，而且蒸发量较大。

根据该铁路的施工建设进度计划，在新疆维吾尔自治区的铁路段路基填筑面积为590万m3，而且需要在6个月内完成所有的施工。在工期紧、施工环境特殊、验收标准高的情况下，施工受该地区自然环境恶劣的影响，难度非常大，路基填料的压实、工程后的沉降等都是施工中需要面临和解决的难题，通过对DK1136+700～+800段路基施工填筑工艺的探索研究，得出有效提高该地区铁路工程施工质量的控制措施。

1 戈壁干旱地区高速铁路路基填筑关键技术施工工艺及要点

铁路工程施工建设中，其路基填筑施工，采用的施工工艺主要分为常规的分层填筑、分层摊铺、分层碾压，且需要对不同的填筑层面进行逐层的压实质量检测三阶段、四区段、八流程施工工艺等，在施工的过程中主要以机械施工为主，人工施工为辅助作业方式。但是因为戈壁干旱地区高速铁路路基填筑施工环境的特殊性，为了提高施工质量，并对施工质量进行控制，结合以往的施工经验，可以从以下几个方面进行改进：

1.1 填料选择及粒径控制

在新疆维吾尔自治区的铁路段路基填筑施工建设中，其设计的标准为350km/h，按照高速铁路标准进行设计以及进行相应的施工。在新疆维吾尔自治区的铁路段路基填筑施工中，基床的地层施工填料选择的是A、B组填料，填料为细颗粒，粒径≤60mm。除了基床填料之外，路堤的填料为A、B或C组填料，最大粒径≤75mm。经过对新疆维吾尔自治区的铁路段施工沿线的土质进行调查，该地区的土主要为粗圆砾土，其中的含水率最高为6.35%，天然含水率为0.4%，而最大的干密度为2.23g/cm3，该地区的土质中，填料粒径<60mm的，其占整个试样总质量的73%，而<80mm的填料占80%。

为了保证该地区的铁路路段施工的顺利进行，以及保证施工质量，在路基填料的选择中，要以筛选为主、人工拣选而辅，有效的控制填料的质量。填料的筛分主要分为两步，第一步筛分为在取土场设定一个固定的台子进行土料的篩分，第二步是在车厢上进行人型车背筛。在土料场设定的固定台筛，筛子的筛孔设置尺寸为对角线75mm和60mm，同时在筛子的下面设置弹簧，进行大量的筛分，同时将筛分中对筛网造成的冲击和磨损降低。在第二步筛分时，在车背筛的两端设施挡板，进而组织筛分掉的余料进入到车厢内。在土料的筛分中，两种筛分均采用型钢为骨架，筛网是由钢筋焊接而成的。在将筛分好的填料，送往铁路路基施工现场以及在摊铺的过程中，需要对长、扁状的大粒径砾石进行人工的剔除。

1.2 路基填料含水量控制

为了保证新疆维吾尔自治区的铁路段路基填筑施工建设的质量，需要对填料的质量进行控制，除了需要对填料的粒径进行控制之外，还需要对其含水量进行控制，因为该地区的提料含水率低，且蒸发大，所以的铁路路基的施工中，需要针对取土场焖料和填筑现场洒水提出有效的解决方案。

路基施工中使用的填料进行第一道筛分后，使用铲车将其堆放到指定存放地点，并在其堆放的土堆中间挖坑储水，进行4小时的焖土，之后使用挖掘机在堆放地点进行就地搅拌均匀，然后将搅拌均匀的填料，装车运送到施工的现场对路基进行填筑施工。在铁路路基填料施工中，对填料的含水率进行测量，得出，温度 15℃左右、风力三级时，在填料筛分过程中，填料中的水分损耗大约为1.5%，在填料完成筛分进行运输过程中，其中的水分损耗约为0.1%，填料在搅拌均匀进行摊铺的过程中水分损耗为0.9%，整个填料的筛分到摊铺过程中，填料的水分共计损耗为2.5%。通过填料含水率的损失测定结果进行分析，在对筛分好的填料进行闷料的过程中，需要从其损耗的水分上入手，按照大于最佳含水率+2～3%，进行闷土，进而防止填料在整个装、运、卸和摊铺过程中水分的蒸发，而造成碾压前填料含水率较低，而无法满足最佳含水率的现象发生。如果的路基填筑的过程中，对填料的含水率进行测定，其含水率小于最佳的含水率，则需要在已经摊铺平整的路基层面上进行洒水，只有这样才可以满足填料水分满足施工要求，同时可以将填料渗透慢等问题解决，保证工程施工的顺利进行，并保证施工质量和效率。

1.3 路基填筑碾压施工工艺研究

1.3.1 压实机械的确定

从当前的公路、铁路工程施工建设的现状进行分析，高速铁路的路基压实标准已经显著的高于普通铁路施工的路基压实标准，由此也对压实机的参数和性能提出了更高的要求。通过对以往的铁路等工程道路路基施工经验进行调查分析得出，在施工中，要满足高速铁路路基施工的压实标准，需要保证选用的压实机具有大负荷、高功率等性能，必须是重型压实机械。

根据当前市场中现有的压实机机械资源，针对其中的两种压实机的性能参数进行对比，具体如下表1、表2。

针对本次研究中的的新疆维吾尔自治区的铁路段路基填筑施工，为了严重两种压实机的性能，设施试验点，对两种压实机的性能和压实质量进行检验。两种压实机的压实结果如下表3：

从表3中的数据可以知道，在相同的压实工艺条件下，不同的压实机其压实质量不同。在粗砾土填料路基填筑施工压实中， 26T压路机除了EV2要比20T压路机的好之外，其它的压实性能都不如20T压路机的压实效果。分析其原因，主要是因为26T压路机，在压实的最后静压收光阶段，出现填料松散，推挤等现象，造成路基表面压实不好的问题产生。为了更好的促进新疆维吾尔自治区的铁路段路基填筑压实质量的提升，在DK1136+700～+800段第二层填料压实中，采用的碾压工艺为：（26T压路机：静1+强2+弱2）+（ 20T压路机：静4），检测结果均值见表4：

从表4中的数据可以知道，在DK1136+700～+800段路基的填筑压实施工中，采用26T和20T压路机组合碾压的质量，高于单独使用一种压实机的压实质量，且碾压的总数小。

1.3.2 分层厚度控制

在DK1136+700～+800段路基施工中，分层压实厚度是路基压实质量中的一项重要参数，其直接的影响着整体的压实质量和路基的压实功效，所以在对DK1136+700～+800段路基填筑压实工艺进行设计的过程中，选择45cm、30cm和35cm三种的虚铺厚度，使用压实机械进行碾压了试验。根据试验得出的压实参数可以知道，在路基的铺设厚度为25cm、35cm时，只要合理的选择碾压工艺，其压实的各项测定点的压实测定指标均会满足设计的要求。而当路基的铺设厚度为45cm时，本次试验中采用的两种压实机，无论采用哪一种，压实测定点的检测指标均无法达到设计要求。所以综合分析得出，在粗砾土填料填筑路基的压实施工中，压实厚度按35cm进行控制，较为经济和合理。

1.3.3 碾压速度控制

针对本次研究中的高速铁路新疆区DK1136+700～DK1136

+800段基床以及以下路堤第三层，进行压实的过程中，对其碾压速度与碾压遍数、干密度进行试验测定，实验检测得到的数据见表5。

从上表中的信息可以知道，在进行压实的过程中，对碾压机械的碾压速度进行控制，可以提高压实质量，且碾压速度越低，碾压效果越好，反之越差。综合碾压机械的性能等条件后，在实际的DK1136+700～+800段路基填筑的碾压施工中，碾压速度控制在2～4km/h为佳。

1.3.4 碾压遍数确定

表6和表7为26T压路机在DK1136+700～DK1136+800段基床以下路堤第四层、第五层（压实厚度35cm）不同压实工艺的K30值。

由表6、表7可以看出，静压时能达到较好的效果。强振是对深部土进行压实，弱振是对中部土进行压实，而静压则是对表层土进行的压实，为了保证压实质量，采用1静+3强振+2弱+8静的碾压组合方式进行碾压，其碾压的效果是最好的，当填料中细粒含量小于5%时，应减少强振次数，增加静压遍数。

2 应用效果

通過以上对DK1136+700～+800段路基填筑施工中的压实、填料的选择、填料含水率的控制等进行分析和实验，得出取土场焖料含水率大于最佳含水率2～3%、摊铺现场补洒水控制含水率、碾压速度2～4km/h，采用（26T压路机：静1+强2+弱2+ 20T压路机：静4）组合式碾压，按照以上标准对进行碾压，可以保证各项检测的参数符合DK1136+700～+800段施工设计的要求；从开始进行填筑起，对DK1136+700～+800段的路基沉降进行检测，实际沉降测定的结果，得出的沉降沉降量和回归数据的曲线图，如下图。

由回归曲线可以得出，在DK1136+700～+800段路基的填筑施工期间，路基的沉降量较大，但是在完成填筑10天左右，路基的沉降量出现明显的减少，到15天左右，路基沉降量基本上趋于稳定，DK1136+700～+800段路基的沉降量呈波浪形，而回归曲线趋于水平。

3 总结

为了保证高速铁路施工建设的质量，在其路基的施工建设中，保证各项参数符合设计要求，文章针对新疆地区的DK1136+700

～+800段高速铁路的路基填筑施工进行了分析，经过试验、探索、研究，对大风戈壁地区高速铁路路基施工技术通过多次筛分、充分焖湿等填料改进工艺试验得出，选择合适的压实机械，合适的填料分层厚度、碾压遍数等，对路基的填筑压实质量有一定的帮助，在各项参数适宜的条件下，碾压质量测定的各项指标才会满足设计要求不仅可以提高路基填筑效率、确保路基填筑质量，将缺水、大风条件下使用粗颗粒、低含水量填料进行路局填筑施工而产生的质量不达标、工后沉降等施工难题解决，还对项目的顺利实施，以及建成后铁路的运输安全，有着重要意义，同时还可以为今后类似地区的高速铁路路基施工提供指导依据。

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