客运专线膨胀土路基填筑施工技术

客运专线膨胀土路基填筑施工技术
1概述：路基作为支撑轨道的土工结构物，不仅需要满足强度要求，还要满足刚度要求，确保列车高速、舒适、安全的运行。

随着我国客运专线铁路建设水平的不断提高，路基作结构物的设计标准越来越高，对路基施工技术质量要求也越来越高，保证路基施工质量的前提是路基填料。

我国国土幅员辽阔，但地表土以膨胀土居多，土壤结构密致，成黄红、褐色、灰色。

土质强度较高、压缩性小，具有吸水膨胀、失水收缩和反复涨缩等变形特点，性质极不稳定。

使用这种土作路基填料，当含水量增大时，其强度下降，加上透水性差，填筑时难以压实；如果是成型路基，严重时则使路基沉降，并产生翻浆冒泥，所以当使用膨胀土作为路基填料时，必须对其进行改良。

路基填料改良的方法以物理改良和化学改良为主。

物理改良是对填料的粒径组成及级配进行物理改善，使其成为物理力学性质满足设计要求的新填料；化学改良主要是通过向填料中加入固化剂等掺合料，促使土与参合料之间发生相互作用，从而使土的结构和性质发生根本的改变。

本文着重针对采用石灰对膨胀土进行改良后的膨胀土路基施工进行分析探讨，并结合厂拌法工艺进行介绍。

厂拌法是指在固定的场地采用带有自动计量装置的专用改良土拌合机（站）进行拌合，用摊铺机进行摊铺，再碾压成型的施工方法。

厂拌法施工改良土具有拌合质量容易控制、石灰含量可控、对施工区域污染较小等优点，适用于时速大于200km的客运专线铁路施工。

而对于路拌法改良土施工工艺，由于质量不易控制，对环境污染大，故本文不再赘述。

2施工工艺：
膨胀土路基厂拌法按现场实际施工单元划分作业区，主要包含四个区段：填筑区段、平整区段、碾压区段、检测区段。

施工步骤为：施工准备填筑试验段确定工艺验收下承层放样集中拌合运输填土摊铺平整碾压养生检验验收。

由于施工时容易产生的问题是改良土拌合不匀、含灰率和压实达不到设计要求等问题。

因此，膨胀土路基填筑厂拌法施工的关键步骤为改良土集中拌合、碾压，集中拌合主要又分为石灰消解、膨胀土集中晾晒、碎土机碎土、改良土拌合四个工序。

膨胀土混合料采用稳定拌合设备在拌合厂集中进行拌合，应选择具有
精确计量控制的拌合机械，能够准确控制各种原材料的数量，保证配料精确。

宜采用连续式拌合机，配备独立的石灰储存容器。

拌合前应配备碎土设备以消除土壤中的大土块。

在拌合设备内拌制改良土混合料时，应拌合均匀，混合料中不应含有大于10mm的土块和未消解的石灰颗粒；并使混合料的组成和含水率（要根据天气情况调整拌合时的含水率与碾压时最佳含水率的关系）达到规定要求。

拌合现场应派一名实验人员监测拌合时的石灰用量、含水量和改良土配比，发现异常要及时调整或停止生产，石灰剂量和含水量按要求的频率检查并做好记录。

含水量要略大于最佳含水量，使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量能接近最佳值。

具体步骤为：
（1）石灰消解
施工前对石灰中的有效钙、氧化镁含量进行检测，石灰品质不低于III级标准，生石灰应充分消解，消解时间一般为7d。

（2）集中晾晒
根据施工需要，膨胀土采用厂拌法施工时必须集中摊晒，膨胀土粉碎前必须进行含水量检测，如含水量过高需对其翻晒，含水量过低则需在拌合过程中补水。

（3）碎土机碎土
碎土机可采用液压粉碎机，粉碎后的膨胀土粒径不大于10mm。

（4）拌合
对膨胀土进行粉碎后，根据其干密度和工艺试验所确定的配合比，计算出每立方用灰量，并考虑搅拌过程中石灰的损失，适当增加含灰量，增加比例为1%。

在正式施工前先调试厂拌设备，以精确控制混合料的石灰剂量、混合料颗粒组成、含水量等。

（5）运输
拌合好的混合料装车时，控制每车料的数量，运输过程中车辆覆盖篷布。

（6）摊铺
根据松铺厚度采用摊铺机摊铺，计算好每车混合料的摊铺面积，确定堆方密度。

混合料应全断面均匀摊铺，不得出现纵向接缝，中途不宜中断。

当因故中断超过2h时，应设置横向施工缝，横向接缝应采用搭接施工。

整型时按照设计的坡度和路拱进行，并特别注意接缝处的平整。

在整型过程中，严禁车辆通行，初
步整型后，检查混合料的松铺厚度，必要时应进行人工补料或减料。

（7）碾压
在路基正式施工前，应进行试验段施工，以确定机械型号、压实遍数、机械行走速度、压实交叠范围等参数，然后严格按照试验段确定的参数施工。

填料摊铺平整，当混合料处于最佳含水量±1%时，立即使用22t级以上（具体型号应通过试验段确定）振动压路机碾压，碾压顺序为“先静压、后弱振、再强振、最后收光”的方式。

碾压时自路基两侧向中间，横向逐幅间轮迹搭接0.4m以上；局部边坡部位碾压困难时，采用斜向进退法，碾压遍数、行走速度按工艺试验确定的参数进行。

纵向两区段搭接时，搭接处重新整形后再碾压，搭接长度不小于2m，压路机碾压不到位，采用小型夯实机具分层夯实，夯实分层厚度不大于25cm。

碾压过程中，表面须始终保持湿润。

如表面水蒸发的快，则及时补撒少量的水；如有“弹簧”、松散、起皮等现象，则及时翻开重新拌合，使其不出现集料窝为准。

(8) 养生
改良土碾压完成后，如不能连续施工应进行养生，改良土表面保湿养生不少于7天。

养生期间改良土不能过湿，更不能忽干忽湿，除洒水车外应封闭交通。

当下一层的检验如压实度、平整度等指标合格后，上层填土能连续施工时可不进行专门的养生。

3质量检测：
厂拌法膨胀土路基填筑主要检测项目主要包括：原材料检测和压实后验收。

（1）原材料检测
施工前，应按要求对石灰的有效钙、氧化镁含量进行检测，石灰品质不低于III级标准（即生石灰氧化钙、氧化镁含量大于65%，熟石灰氧化钙、氧化镁含量大于50%）。

检验方法：同一厂家、品种、批号的外掺料，每200t为一批，不足200t时也按一批计。

每批抽样检验1次。

检查每批产品的生产检验报告和产品合格证，并在料场的5个不同部位等量取样，总计取样不少于12kg，按有关规定试验方法进行检验。

取土前应进行清表，清除取土场表面的腐殖质土，取下层土料，并检测其有机质含量及硫酸盐含量是否超标，检测膨胀土的物理指标，以确定填料类别。

（2）压实后验收
压实后应对改良土填层掺料剂量进行检查，沿线路纵向每100m每层抽样检验3处（左、中、右各1处），滴定法或仪器法检测，允许偏差为试验配合比-0.5%～+1.0%。

并对改良土填筑的压实强度进行分层检测，沿线路纵向每100m每压实层抽样检验压实系数K（改良细粒土）6点，其中：左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点；每100m每填高约90cm抽样检验地基系数K30、动态变形模量Evd 4点，其中：距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点；无侧限抗压强度每压实层抽样检验3处无侧限抗压强度（左、中、右各1处），从已摊铺好填料的地段现场抽样，在室内按要求的压实密度成型，检测无侧限抗压强度；同时对路基设计线形尺寸进行验收。

4 结论
客运专线铁路路基设计标准高，施工质量要求严，通过实践证明，采用厂拌法进行化学改良的膨胀土可以用作路基填料，只要通过严格的试验段参数选取和过程控制，完全可满足客运专线路基施工质量的要求。