黄大铁路过渡段路基施工质量控制

祝启峰,乔安文

(1.黄大铁路有限责任公司，山东 东营 257091；2.中铁二十一局集团第六工程有限公司，北京 100176)

1 工程概况

新建黄大铁路是环渤海湾铁路通道的重要组成部分。线路位于河北省东部和山东省北部，北起朔(州)黄(骅港)铁路黄骅南站，纵跨河北、山东两省，经沧州、滨州、东营、潍坊4市10个区县，南接益羊铁路大家洼车站。线路总长216.8 km，由路堤、桥梁和涵洞3种结构物组成。其中：路基总长156.3 km(含站场)，占线路长度的72%；桥梁总长60.5 km，占线路长度的28%。

2 地质情况

黄大铁路所经地区为滨海冲积平原，东北方向靠近渤海湾，地形平缓开阔，海拔高程2～20 m。沿线出露地层为第四系全新统冲积层和海陆交互层，岩性主要以黏土、粉土、粉砂、细砂为主。沿线软弱地基土多数分布在0～10 m的浅层，局部达到15 m;分布不连续，呈数层分布，厚度变化较大;天然含水率28%～37%，孔隙比0.8～1.15，液性指数0.55～1.12，压缩系数0.33～0.62，黏聚力3～9 kPa，内摩擦角7.7°～13.5°，有机质含量为0.41%～4.87%，标贯击数3～5击。

3 过渡段设置的必要性

由于路桥、路涵两种结构物间刚度不同，会引起轨道竖向刚度的突变。因此，必须在路基和桥梁(或涵洞)之间设置一定长度的过渡段，使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度地减少路桥间的沉降差[1-2]。

黄大铁路地处东部沿海，地方沟渠纵横、交通发达，因交通、灌溉、排水的需要，桥梁、涵洞等结构物设置密度较大。为了确保在自然条件下列车运行时铁路路基工后沉降、强度、刚度处于长期稳定状态，同时也为了减小刚性结构物与土工结构物之间的刚度差异，避免由不同结构物间的差异沉降而影响列车运行的平顺性和安全性，需在不同结构物连接处设置不同形式的过渡段，使其刚度与变形能够均匀过渡[3-4]。

4 黄大铁路过渡段设置情况及检测技术标准

4.1 过渡段长度的确定

黄大铁路的过渡段分为路基与桥梁过渡段、路基与横向结构物(如涵洞)过渡段2种。过渡段长度计算公式：L=a+hn。其中：a为常数，路桥过渡段取4 m，路基与横向结构物过渡段取2 m；h为桥台后或横向结构物填土高度，m；n为过渡段坡比，取2。

4.2 过渡段地基处理技术标准

黄大铁路路桥过渡段的地基处理采用水泥土搅拌桩加固，桩直径为0.5 m，桩间距为1.2 m，梅花形布置，地基加固宽度为路堤两侧坡脚外1 m范围内。桩长根据检算确定，桩顶设0.5 m厚碎石垫层，碎石垫层间铺设一层土工格栅。

地基处理后应进行静力触探比贯入阻力或地基基本承载力检测。路堤不同填土高度下比贯入阻力或地基基本承载力应满足以下要求：

1)路堤高度≥2.5 m时，地基应满足比贯入阻力Ps≥1.0 MPa或地基基本承载力σ≥120 kPa。

2)路堤高度<2.5 m时，地基应满足比贯入阻力Ps≥1.2 MPa或地基基本承载力σ≥150 kPa。

4.3 过渡段填料选择及质量控制

1)过渡段填料选择

黄大铁路过渡段填料采用C组土掺P.O 42.5普通硅酸盐水泥进行化学改良。

2)填料的质量控制

C组土检测项目及频次见表1。施工中应严格控制C组土的颗粒级配、最大干密度、最佳含水率、液限、塑限等指标。

表1 C组土检测项目及频次

P.O 42.5普通硅酸盐水泥掺量为4%。根据不同类别的土质通过室内配比试验确定用量，同时应对连续进场的同一产地、厂家、批号的每500 t水泥的强度等级、终凝时间等进行检测，以保证水泥质量。

4.4 过渡段填筑压实指标检测标准

1)压实指标检测标准

不同土质改良土压实指标检测标准见表2。

表2 不同土质改良土压实指标检测标准

2)无侧限抗压强度要求

依据设计要求，改良土7 d饱和无侧限抗压强度应≥350 kPa。

3)水泥掺量误差要求

每检测层严格按照EDTA滴定法[5]，检测4%水泥改良土水泥掺量，保证水泥掺量误差在规范允许值+1%～-0.5%。

5 过渡段施工质量控制措施及沉降观测要求

5.1 施工工艺控制

过渡段大面积开工前必须先做填筑试验段，科学合理地确定不同土质条件下改良土的松铺厚度、最佳含水率等技术参数，以及碾压遍数、碾压组合、机械组合等工艺参数，以指导过渡段填筑施工。

过渡段填筑施工时，应先在桥台或涵身外墙上标出厚度分层线，用白灰于路基上洒出填筑范围边框线。并按照工艺试验确定的松铺厚度，用机械将改良的C组土摊铺、整平、碾压。

过渡段改良土压实质量应采用压实系数和地基系数双指标控制[6-7]。

5.2 改良土拌和方法

黄大铁路过渡段改良土采用分段集中路拌法施工，由铧犁配合旋耕机将混合料集中拌制均匀后，再运至过渡段填筑。

改良土拌和时应至少拌和2遍：第1遍由路中心开始，将混合料向中间翻，铧犁前进速度不得太快；第2遍从两边开始，将混合料向外侧翻，然后再用旋耕机拌和至少2遍。

拌制均匀的水泥改良土，应色泽均匀、无素土夹层、无灰条灰团和花面，拌和质量符合要求后方可进行填筑施工[8-9]。

5.3 施工质量控制要点

为保证过渡段填筑的施工质量，在施工过程中应严格按以下要点实施：①过渡段应与相邻的路堤同步施工;②横向结构物两端的过渡段填筑必须同步对称进行;③大型压路机碾压不到的部位应用小型振动压实设备分层进行碾压;④填料的松铺厚度不宜大于20 cm，碾压遍数应严格按照工艺试验确定的参数进行控制;⑤对改良土施工时间应加以控制，从拌和至压实完成不应超过4 h，压实后应及时进行洒水养护;⑥涵身及桥台上必须清楚标识每层填筑厚度标识线，以防松铺及压实厚度超标;⑦沉降观测应按设计要求同步进行。

5.4 过渡段路基沉降观测

黄大铁路对路基工后沉降量的要求：一般地段要求不大于30 cm，过渡段要求不大于15 cm。路桥、路涵过渡段沉降观测以路基面沉降和不均匀沉降观测为主。

沉降观测桩设置要求：在过渡段范围内线路中心应设置沉降板，在线路两侧路肩应设置沉降观测桩，依据沉降观测数据及时调整过渡段填筑速率、沉降观测周期和频次，见表3。

表3 过渡段沉降观测周期及频次

6 试验检测

过渡段填筑碾压完成后，应分别采用灌砂法及K30检测仪对改良土压实系数K和地基系数K30进行检测[10]。压实指标检测标准根据表2进行控制。同时取土样进行室内试验，采用EDTA滴定法检测水泥掺量。

经试验检测，通过采用以上控制措施，黄大铁路路基过渡段填筑施工质量良好，基床表层、基床底层及路堤本体的压实系数K、地基系数K30双指标均满足压实指标检测标准要求。

7 建议

铁路路基过渡段是路基结构中的关键部位，也是质量控制的薄弱环节。在用水泥改良的C组土填筑路基过渡段时，尤其要重点控制好C组土的含水率、水泥掺量、松铺厚度、拌和施工工艺，保证混合料的拌和质量，改良土填筑施工时必须严格控制施工时间。同时，在距结构物2 m以内的距离必须采用小型压路机压实，并及时按设计要求做好沉降观测工作以指导施工，确保过渡段填筑的施工质量。

[1]刘明星.路桥过渡段不均匀沉降的原因及防治[J].科技创新导报,2011(21):31-32.

[2]龚风华.武广客运专线过渡段沉降分析与控制[D].成都:西南交通大学,2013.

[3]罗强.高速铁路路桥过渡段动力学特性分析及工程试验研究[D].成都:西南交通大学,2003.

[4]赵坪锐,郭利康,魏周春.无碴轨道路桥过渡段刚度及变形分析[J].路基工程,2009,27(4):18-20.

[5]王亚国,翟人峰.路桥过渡段填筑施工技术[J].铁道建筑,2013，53(3):40-42.

[6]杜嘉俊,沈宇鹏,汪梨园,等.京沪高速铁路廊坊段路涵过渡段施工控制技术及沉降特征分析[J].铁道建筑,2013,53(7):121-123.

[7]答治华.京沪高速铁路路基工程设计与施工综述[J].铁道建筑,2009，49(7):1-4.

[8]廖志刚.京沪高速铁路路基与横向结构物过渡段施工技术[J].铁道建筑,2012，52(9):84-87.

[9]刘涛.桥梁路基过渡段施工技术探讨[J].工程建设与设计,2012(7):135-137.

[10]郑心铭,张世杰,唐广辉,等.铁路路基过渡段设计常见问题及对策[J].铁道标准设计,2013,57(10):44-47.