路堑基床施工工艺

路堑基床施工工艺

路堑基床施工分为铁路路堑基床施工和高速公路基层、底基层施工。

基床是铁路路基的关键部位，也是受力最为复杂，最易破损的部位。对于路堑来说，土质、石质路堑基床标高范围内是否换填，应根据相关检测数据确定，即基床厚度应根据实际地质情况确定。

路堑基床施工与一般路堤基床施工有类似的施工工艺。

1 工艺特点

（1）施工工艺程序化，便于施工管理。

（2）排除质量隐患，注重过程控制。

2 适用范围

（1）可广泛应用高速铁路及客运专线路堑基床施工，也可用于高速公路或其它等级公路路堑基床施工。

（2）可作为机场、市政和具有特殊要求路堑基床填筑施工参考。

3 工艺原理及设计要求

3.1 路堑基床结构设计介绍

我国高速铁路（客专线）基床表层结构设计主要采用天然级配砂砾石结构层或人工配置级配碎石结构层。基床表层厚度较单一，高速铁路0.7m，客运专线0.6m。因未专设排水层，基床表层要求有隔排水功能（渗透系数10～4cm/s），级配砂砾石和碎石的粒度成份需满足密实级配的要求（M50、M40、M30）。如图1所示。

国外路堑基床根据路堑基底的实际情况，进行不同的设计和处理：如图1至图4所示。

图1我国客专双线路堑（硬质岩石）标准断面图

3.2工艺原理

基床是铁（公）路路基最重要的关键部位，也是受力最为复杂、最易破损的部位。路堑地段基床主要设置是基床表层部分，一般需要进行强化加固处理。

3.3工艺设计要求

软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑开挖至路基面标高时，应进行地基条件检验。当设计路堑基床底层不换填时，基床范围内的地基条件应满足设计要求。设计没有说明时，基床范围内的地基土比贯入阻力P S 值不应小于1.5MPa （1.8MPa ）或基本承载力σ0不应小于0.18MPa （0.2 MPa ）（N ≥10），如不能满足，应变更设计采取土质改良或加固措施。

因此，当现场出现浸水软化层时，应将软化层清除换填。软岩软化层一般采用片石混凝土换填，土质地区的软化层一般采用三合土或细粒土改良土换填。

4 施工工艺流程

路堑基床施工工艺流程见图5。

5 操作要点

5.1 施工前准备工作

（1）设计文件复核。接到施工图后应组织技术人员全面熟悉核对，充分了解设计意图，核对基床底层预埋管线的设置及路基与相邻结构物的关系，作好核对记录，需办理变更手续的应按有关规定及时办理。

（2）施工前做好级配碎石或级配砂砾的备料工作，拌制场内不同粒径的碎石、卵石或砂砾等级料应分别堆放。

（3）对基床底层进行验收，内容有路基中线、路基高程、宽度、平整度、横坡以及压实度、孔隙率、K 30地基系数等，经复测各项技术指标都符合施工图要求的情况下，才可以进行基床表层级配碎石或级配砂砾石施工，否则应对路堑基底进行处理，使之达到设计及规范要求。

（4）上层开铺前，下承层表面应用洒水车洒水，保证其湿润，以增强上下层的结合。 （5）测放出道路中线、施工边线，选定控制断面和观测点。施工过程中应随时拉线检查线路纵坡和横坡。

（6）基床表层施工前，须设置基准钢丝绳及必要的支撑杆，敷设基准Φ2.5mm 弹簧钢丝，以备摊铺机自动调平使用。

图4 基床断面型式（土质路堑）

图3 法国高速铁路路堑基床断面型式（硬质路堑）

（7）工艺试验段，总结施工工艺控制技术参数。在大面积填筑前，应根据初选的摊铺、碾压机械及试生产出的填料，进行现场填筑压实工艺试验，确定填料级配、施工含水率、松铺厚度、碾压遍数、机械配套方案、施工组织。试验段长度不宜小于100m。

5.2 施工质量控制流程

施工质量控制流程参见图5。

5.3 工艺说明

图5 路堑基床施工工艺流程

5.3.1 施工开始条件

（1）施工准备工作全部完成。

（2）试验段取得的各项技术参数符合施工图要求，摊铺机、其他机具及人员已进场，施工组织设计已编制。

5.3.2 材质及级配试验

（1）填筑前对所需的材料作全面的检查，并提前作好储料的一切准备工作，并有足够的储料设备，保证基床表层的正常铺筑。

（2）基床表层级配碎石必须采用厂拌法施工。搅拌设备应计量准确，拌合料必须进行材质及级配试验，材质及级配均要符合施工图和规范的要求。正式拌制前，必须对厂拌设备进行调试。

5.3.3 测量放线

在施工现场附近引临时水准点，报监理审批，严格控制高程；按10m一桩，测放中线和边线，设置钢丝绳基准线。

5.3.4 验收基床底层

基床表层填筑前应检查基床底层几何尺寸，核对压实标准，不符合标准的基床底层应进行修整，达到基床底层验收标准。

5.3.5 拌制

（1）级配碎石拌合料用级配碎石搅拌设备在拌制厂集中进行拌制。拌合料需拌制均匀。

（2）在正式拌制级配碎石拌合料之前，必须先调试所用的厂拌设备，使拌合料的颗粒组成、级配和含水量都能达到规定的要求，并通过试验段的试拌、试铺总结的各种施工参数，进一步合理的调整，使填层具有更好的强度和刚度。

5.3.6 运输

（1）装料时，车要有规律的移动，使拌合料在装车时不致产生离析。运输采用大吨位自卸车，并保证足够的运输车辆，确保摊铺机能够不间断的连续摊铺。

（2）车辆运输过程中用防水蓬布覆盖。运料汽车在摊铺机前10～30cm处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中汽车挂空档，靠摊铺机推动前进，以确保摊铺层的平整度。

5.3.7 摊铺

（1）采用摊铺机铺筑，摊铺机以日进度需要量满足搅拌设备的产量为度，合理计算卸料需要量；摊铺机摊铺时，应根据摊铺机的摊铺能力及搅拌能力配置运输车辆，使摊铺机的摊铺作业能够不间断的连续进行。

（2）摊铺时应保持匀速摊铺，根据搅拌厂的拌制能力确定摊铺速度，一般规定1.0～3.0m/min。摊铺采用2台摊铺机全断面梯队式摊铺作业，2台摊铺机前后间距8～10m。

5.3.8 碾压

（1）采用重型光轮振动压路机进行碾压，按试验段确定的碾压遍数和程序进行压实，使其达到规定压实度，且表面须平整，各项指标符合施工图要求。

（2）直线地段应由两侧路肩开始向路中心碾压；曲线地段，应从内侧路肩开始进行碾压。碾压

遵循先轻后重、先慢后快的原则。各区段交接处应相互重叠压实，纵向搭接压实长度不小于2.0m，纵向行于行之间的轮廓重叠不小于40cm，上下两层填筑接头应错开不小于3.0m。

5.3.9检测

每层施工完成后进行自检，合格后报验监理工程师抽检的质量检测系统，严格按照规范要求的试验方法、试验点数、检验频次，逐层分段、分部进行试验检测。

各类填料及压实标准应符合规定，否则不得进行下一道工序施工。

5.3.10整修养护

基床表层顶面整修完成后采取措施控制车辆通行，并做好基床表面的保护工作，防止表层扰动破坏。严禁在基床表层顶面的路段上掉头或急刹车。

5.3.11基床表层沥青混凝土施工

参见“沥青混凝土路面施工”的相关内容。

6 主要机具设备

在具体配备施工机械时，本着各种设备之间能力协调、经济合理的原则进行配置。具体的配置方法是：以需要的生产能力为目标，以搅拌机械为龙头，协调配备挖、装、运、摊铺、碾压机械。机械设备配置参见表1、表2，机械设备选型可参考表3、表4。

表2 主要检测仪器和设备配备表

表3 稳定土厂拌设备主要技术性能

7 劳动力组织

施工作业的劳动力组织要结合试验段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。基本构成参见表5。

表5 作业班组的基本构成

8 质量要求及质量控制要点

（1）路基基床表层质量控制要点主要抓好三个方面：填料与原材料控制；施工过程控制；试验与检测控制。

（2）路堑基床表层换填深度及宽度应符合施工图要求。施工中严格控制填料及原材料质量，控制原材料的进货检验和进场前检查验收制度，杜绝不合格的材料进场。级配碎石选料标准应满足材料的规格、材质和级配的有关规定。路堤填料种类及原材料质量应符合施工图要求。原材料质量标准及检验方法见表6至表9。

（3）严格按试验段总结的施工工艺流程组织施工，同时在施工中，根据实际情况不断完善施工质量控制措施，确保路基工程质量。

表8 基床表层级配碎石质量标准及检验方法

（4）基床表层级配碎石（砂砾石）的压实标准应按表9控制。

（5）路堑基床表层换填深度及宽度应符合施工图要求，采用尺量沿线路纵向每100m抽样检验5个断面。

（6）填料应分层填筑，每层的压实厚度不宜超过30cm，最小压实厚度不宜小于15cm，具体的摊铺厚度及碾压遍数应按工艺试验确定，并经监理工程师批准的参数进行控制。每压实层路拱坡面应符合施工图要求，无积水现象。采用观察，尺量的方法，沿线路纵向每100m每压实层抽样检验6处（左、中、右各2处）。

（7）路堑基床表层中线标高、路肩高程、中线至路肩边缘距离、宽度、横坡、平整度的质量标准及检验方法见表10。

（8）沉降（变形）观测质量标准及检验方法。路堑基床沉降观测质量标准要求：要求工后沉降不应超过无碴轨道铺设后扣件允许的沉降调整高量15mm （参照武广客运专线要求）。

沉降变形技术要求见表11。

表11 沉降变形观测变形技术要求

土质路堑地段设置沉降观测，一般地段只设路基面沉降观测桩2～3个/断面，断面间距50m ，地势平坦、地基条件良好地段间距100m 。观测点位设置见图6、图7。

当地基地层为红黏土、膨胀土时，除采用沉降观测桩的同时,在换填底面埋设单点沉降计,观测地基沉降或隆起情况。

（9）路堑基床表层质量控制要点。

1）严格对填料及原材料控制。制定原材料的进货检验和进场前检查验收制度，杜绝不合格的材料进场。级配碎石选料标准应满足材料的规格、材质和级配的有关规定。填料种类及原材料质量应符合施工图要求。

2）加强施工过程控制。质量控制主要来源于过程控制，现场严格按照施工规范及相关验收标准进行施工。如松铺厚度控制，摊铺控制，含水量控制，碾压控制，路基排水控制等。

3）试验及检测控制。严格按照试验段总结的施工工艺流程和参数组织施工，同时，在施工过程

图6 路堑地段沉降观测剖面元件布置 图7 沉降观测桩示意图

中，根据实际情况不断完善施工质量控制措施，确保路堑基床施工质量，基床表层填筑应采用K30、n、E vd三项指标控制。

（10）质量通病的处理。

1）基底渗水的处理。当地表水水位超过路堑基底标高时，需对基底进行渗水处理，可以采用盲沟、砂垫层等进行渗水处理，防止路堑基底及基床因渗水而引起的各种路基病害。

2）换填（A、B组）填料施工质量控制。加强A、B组填料的质量检测，粒径不得超过10cm，由于粒径大，造成碾压不均；含水量过大，碾压后造成弹簧区域的产生。

3）级配碎石基床在外载（车辆荷载等）与自然因素影响下产生的病害。如沉陷、松散、坑洞、车辙及裂缝等，主要是级配碎石级配不好，直接影响到级配碎石的强度及刚度，密实的级配易于获得高密度，从而使级配碎石获得较高的CBR值和回弹模量，避免级配碎石基床的病害产生。

当出现小范围的坑洞和车辙时，可先将坑槽和车辙内及其周围的尘土杂物清除，洒水湿润，再用相同级配的碎石进行填补，并夯压密实；当范围较大时，划定较整齐的范围，按矩形开挖，壁应垂直，深度应不小于坑槽的最大深度，用相同级配的碎石或干拌、浆拌及灌浆法进行填补。

松散和波浪的病害防治及处理。造成的原因是由于所用材料结合力不够、拌和不均匀、碾压不及时和保养不善造成的。防治措施可采用保持表层一定的湿润度，干燥时洒水，以增强其稳定性。当出现病害是采用清除松散体，并重新按照原级配进行回填，并适当的提高加铺材料的塑性指数。

4）封水层的处理。基床表层封水层采用沥青混凝土处理，施工过程需严格按照相关要求进行质量控制。

9 安全及环保措施

（1）施工区域应设警示标志，严禁非工作人员出入。

（2）施工中应对机械设备定期进行检查、养护、维修。

（3）施工现场应统一指挥，并设置一名专职安全员负责现场的安全工作。

（4）施工中，现场设专人指挥、调度，确定合适的走行路线，并设立明显标志。

（5）建立环保体系、落实环境保护的各种责任制。

（6）规范施工现场，保持作业环境卫生。

（7）制定水土保持措施及生态环境保护措施，消除和减少施工污染。

（8）在距居民生活区较近的施工现场，须建立必要的噪声控制设施，如隔声屏障等，减少因施工对周围居民环境的影响。

10 工程实例

10.1 设计情况

武广客运专线设计时速350km，实际运行速度将达到300km以上，属于我国自行设计的第一条双线无碴轨道高速铁路。某里程段土质路堑设计基床底层挖除换填厚1.0～2.0m的A、B组填料，基床表层0.4m的级配碎石，基床表层顶采用0.07m的沥青砼封顶。基床两侧设置渗水盲沟，沟内采用φ100mm的透水管，基底采用砂垫层复合土工膜封闭。

10.2 施工机械选型

稳定土拌和站（WBC300）2台；摊铺机（DF145CS）1台；装载机（L50）3台；自卸汽车15台；推土机3台；振动压路机2台（25t），挖掘机2台，平地机1台。

10.3 施工参数

（1）准备正式填筑换填层前，突击开挖到设计标高，采用25T压路机进行振动碾压，碾压采用静压+弱振+强振+静压的方法。

（2）基床底层换填采用A、B组填料，采用碎石改良填料时要求填料中的粗颗粒的母岩单轴饱和抗压强度R c＞30MPa，且不易风化，不易软化（软化系数kr＞0.75）；填料中的细粒土（小于0.075mm）含量应小于15％，对于基床底层液限W L＜40%，且塑性指数I p≤17，对于基床以下部分，液限应W L ＜40%。

基底换填A、B组填料工艺试验段确定施工参数，松铺厚度35cm、碾压遍数5～6遍；表层级配碎石松铺厚度25cm，碾压遍数4～5遍。

（3）填料均匀性检查：控制筛网大小、防止集窝现象。

（4）填料含水率检查：含水量过低时要洒水，要求洒水后有一定的闷料时间，保证填料上下含水量一致，含水量过高一定要翻开晾晒。

10.4 施工效果

该施工段路堑长325m，表层级配碎石层检测7个断面（2个/100m），每个断面检测3个点，路基中线1点，距路肩1.5m 2点。检测K30检测21个点，其中20个点大于190，合格；1点为183，不合格；动态变形模量E vd检测21点，检测值均大于55，满足设计要求，孔隙率n检测21点，检测值均小于18，合格，满足设计要求。施工后路堑见图9～图11。

图9 土质路堑换填A、B组填料施工

图10 土质路堑灰土改良换填施工图11 路堑基床级配碎石施工