极干旱地区填料含水率控制方案比选

2016-08-11中铁四局兰新铁路甘青段项目经理部二工区

低碳世界 2016年11期

关键词：用水量填料碾压

栗　勇（中铁四局兰新铁路甘青段项目经理部二工区）

极干旱地区填料含水率控制方案比选

栗勇（中铁四局兰新铁路甘青段项目经理部二工区）

以典型的西北极干旱地区高标准铁路路基填筑为例，通过方案比选确定最优含水率控制方案，确保路基填筑质量。

极干旱；含水率；控制；方案比选

引言

本标段地处甘肃省张掖市高台县境内，属中温带干旱大陆性气候，多风、干旱少雨，缺水情况严重，［3］年蒸发量远大于降水量，冬季严寒，夏季高温干燥，有效施工时间较短。

［1］路基填料为主要以级配不良、缺少粘性的砾石、砂砾和经过筛分后细圆砾土和粗圆砾土为主，存在压实困难，另一方面填料中缺乏细粒组分的凝聚作用或大粒径骨架作用，［4］在碾压时土体处于流动状态，填料天然含水率很低，气候干燥，水份极易散失，难以保证碾压时达到最优含水量的要求。

1　施工方案选取

根据我单位以往施工经验结合本地区特征及兰新铁路甘青段路基工程试验段研究报告内容，我标段拟采取以下三种控制填料含水率方法进行路基填筑施工。

方案一：普通洒水碾压法：填料运至现场摊铺完成后及时洒水碾压的方法进行施工。

方案二：取土场闷料施工法：通过在取土场处设置沟槽蓄水，通过自然渗透提高填料天然含水率。

方案三：夜间集中闷料法：针对此地区夏季白天最高温度在35℃左右，夜间温度一般在20℃左右，夜间温度较低且水分不易蒸发的现状，夜间集中拉料摊铺，并洒水润湿，使其充分吸收饱和后进行碾压施工。

2　施工方案比选

2.1方案优缺点分析

三种方案优缺点分析具体参见表1。

表1　

2.2施工过程分析

2.2.1施工调查

本地地处西北极干旱地区，气候干燥，戈壁土天然含水率很低，其一般为1～1.6%以内，在施工中水份极易散失。施工用水主要来自水车集中地点拉水，平均单价为7元/t（包括燃油费）。

2.2.2试验过程

通过对填料含水率变化情况、碾压相同遍数下检测结果以及单位数量填料耗水量进行分析，确定最优含水率控制方案。

（1）填料含水率变化情况

通过三种施工方法的施工，我们分别对填层的取料、碾压前、碾压后、以及碾压完成后6、12、18、24h后含水率变化情况进行了统计，具体统计结果见表2。

从以上结果可以看出，采取方案一的施工方法进行施工，填料碾压过程中以及完成后含水率损失很快，方案二、方案三施工过程中碾压含水率接近最优含水率4.2%的要求，碾压完成后通过压实系数试验发现两天后填层内还处于湿润状态，填料的保水性较好，满足了填料固结过程中对水的要求，总体效果较好。

表2　

图1　含水率变化趋势图

（2）施工检测情况

我们选取3段试验段（每段长200m），分别采用三种施工方法控制含水率，施工完成后对其进行检测，［2］具体检测结果见表3。

表3　

通过三种施工方案进行比较，方案一基本可以满足要求，但个别点不合格，需进行补压后方可检测通过，方案二检测效果最好，方案三次之。

（3）用水量情况对比

我们对上述三段试验段施工用水量情况进行了统计，确定用水数量（见表4）。

通过用水量分析，方案一用水量最少，方案二用水量最大。

3　结论

方案一：施工方法成熟、方便，用水量最少，但施工过程中含水量控制不好且分布不均匀，局部通过补压实后方可检测通过，碾压完成后失水速度过快，路基整体质量难以确保，因此方案一不可取。

表4　

方案二：通过取土场闷料能够有效地提高填料的天然含水率，碾压完毕后填料的保水性较好，通过检测各项指标均能够满足要求，但此处地处西北干旱区，路基填筑用水单价较高（7元/t），取土场闷料施工方法用水量是普通洒水方法的1.7倍，从经济性角度考虑不可取。

方案三：针对此地区夏季白天最高温度在35℃左右，夜间温度一般在20℃左右，夜间温度较低且水分不易蒸发的现状，采取在夜间集中上料摊平后洒水闷料，通过夜间集中洒水闷料确保粒料中水分能够充分渗透饱和，满足了粒料含水率的要求，通过及时碾压，表面形成封闭层，碾压完成后水分不易散失，满足了粒料固结过程中对水分的要求，提高了路基刚度，从检测结果来看通过夜间集中洒水闷料大大提高了路基施工质量，且施工用水量是普通施工方法1.1倍，耗水量较少，但方案三对路基施工过程中各工序之间衔接要求较高，施工过程中应进行合理的组织设计，否则会造成误工。

通过以上检测结果与经济性进行比选，结合我标段现场实际，决定采取方案三：通过合理的施工组织设计，夜间集中上料摊平后洒水闷料的方法进行路基含水率控制施工。