5.2.1 工艺概述
路堤与路堑过渡段施工主要涉及两种过渡形式,一种是路堤与弱~微风化软质岩石路堑过渡,一种是路堤与硬质岩石路堑过渡。过渡填筑材料根据不同的过渡形式分为相邻路堤同样填料和级配碎石两种。为保证过渡段处路基稳定性,一般在路堑一侧顺原地面纵向设置台阶。
本工艺适用于堤堑过渡段施工。 5.2.2 作业内容
1.路堤与路堑基底处理,2.台阶开挖,3.埋设排水管,4.分层摊铺,5.分层碾压,6 养护。 5.2.3 质量标准及验收方法
1. 过渡段级配碎石填料粒径、级配及质量应符合施工图要求。碎石颗粒中针状、片状碎石含量应不大于 20﹪;质软、易破碎的碎石含量不得超过 10﹪;黏土团及有机物含量不得超过 2﹪,过渡段用碎石的级配范围在料场抽样进行室内试验,并在每层的填筑过程中目测检查级配有无明显变化,试验结果应符合表 5.2.3-1 的规定。
表 5.2.3-1 过渡段用碎石级配范围表 通过筛孔(㎜)质量百分率(﹪) 50 100 ― ― 40 95 ~100 100 ― 30 ― 95 ~100 100 25 ― ― 95 ~100 20 60 ~90 60 ~90 ― 10 ― ― 5 30 ~65 30 ~65 2.5 20 ~50 20 ~50 20 ~50 0.5 10 ~30 10 ~30 10 ~30 0.07 5 2 ~10 2 ~10 2 ~10 级配编号 1 2 3 50 ~80 30 ~65 2、基床表层以下过渡段两侧及锥体填料应符合施工图要求,填筑前应对取土场填料
进行取样检验;填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验,其检验应符合表 5.1.3-2 规定:
表 5.2.3-2 基床表层以下过渡段两侧及锥体填料复查项目及频次 填料类别 细粒土 粗粒土 碎石土 3颗粒级配 ― 10000m( 或土性 明显变化) 试验项目、频次 液塑限 击实试验 335000m(或土性 5000 m(或土性 明显变化) 明显变化) ― ― 颗粒密度 ― 10000m( 或土性 明显变化) 3注:表列数字为进行一次试验的填料体积。 检验方法:按《铁路工程土工试验规程》(TB10102)规定的试验方法检验。
3. 填料应分层填筑压实。采用大型压路机械碾压时,每层的最大压实厚度不宜超过
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单位确认的工艺参数控制。每压实层应平整无积水现象。过渡段级配碎石填层的压实质量应按表 5.2.3-3 或表 5.2.3-4 采用地基系数K30、动态变形模量Evd、Ev2 和孔隙率n三项指标控制。
表 5.2.3-3 时速 200km/h 过渡段基床表层以下级配碎石压实质量标准
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填料 地基系数K30 (MPa/m) 孔隙率 n
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级配碎石
≥150 <28% 表 5.2.3-4 时速 250~350 km/h 基床表层以下过渡段级配碎石填层压实标准
指 标 地基系数K30 (MPa/m) 压实标准 ≥150 动态变形模量Evd (MPa) 压实系数 K ≥50 ≥0.95 4. 过渡段的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表 5.2.3-5、表 5.2.3-6 或表 5.2.3-7
的规定。
表 5.2.3-5 时速 200km/h 基床表层以下过渡段级配
碎石填层的允许偏差、检验数量及检验方法
序号 检验项目 允许偏差 1 纵向填筑长度 不小于设计值 2 纵向填筑坡度 不大于设计值 施工单位检验数量 每层抽样检验 3 点,左、中、 检验方法 尺量 右各 1 点 每层抽样检验 3 点,左、中、 尺量计算 右各 1 点
表 5.2.3-6 时速 250~350 km/h 过渡段填筑的允许偏差、检验数量及检验方法 序号 检验项目 允许偏差 施工单位检验数量 每过渡段每检测层抽样检验2 不小于设计值 检验方法 尺量 1 顶面路基宽度 点 2 边坡坡率(偏陡 3%设计值 量) 每过渡段每侧抽样检验 6 点 坡度尺量 表 5.2.3-7 时速 200km/h 过渡段外形尺寸允许偏差
序号 1 检验项目 高程 允许偏差 ±20mm 不小于设计值 不小于设计值 ±0.5% 2 3 4 中线至边缘距离 宽度 横坡
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5 平整度 15mm 6、基床以下过渡段两侧及锥体填筑压实质量根据填料类别按表 5.2.3-8、表 5.2.3-9 或
表 5.2.3-10 控制。
表 5.2.3-8 时速 250~350 km/h 基床表层以下过渡段两侧及锥体填筑压实标准
指 标 化学改良土 地基系数K30 (MPa/m) 动态变形模量Evd (MPa) 压实系数 K 7d饱和无侧限抗压强度qu (kPa) —— —— ≥0.95 压 实 标 准 砂类土及细砾土 ≥130 ≥40 ≥0.95 碎石类及粗砾土 ≥150 ≥40 ≥0.95 —— —— ≥350(550) 注:括号内数字为寒冷地区化学改良土考虑冻融循环作用所需强度值。表 5.2.3-9 速度 200km/h 基床表层以下过渡段两侧及锥体填筑压实标准
填料类别 压实标准 地基系数 K30 (MPa/m) 孔隙率 n(%) 压实系数 K 细粒土 粗粒土 碎石土 ≥150 <28 —— ≥110 —— ≥0.95 ≥120 <28 —— 表 5.2.3-10 速度≤160km/h 基床表层以下过渡段两侧及锥体填筑压实标准
填 料 细粒土、粉 砂类土(粉 类 砂、改良砂除砾石类 压 别铁 土 外) 实 路 指 等 级Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅰ级 标 压实系数 K (0.93 ) 0.91 — — — — 碎石类 块石类 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅰ级 Ⅱ级 — — — — 地基系数K30 (MPa/m) (100 ) 90 相对密度Dr 孔隙率 n(%) — — 100 100 120 120 130 130 150 150 — 31 — 31 — 31 — — — — — 0.75 0.75 — — — — 31 注:细粒土、粉砂、改良土一栏中,有括号的仅为改良土的压实标准,无括号的为细
粒土、粉砂、改良土的压实标准。 5.2.4 工艺流程图
路堤与路堑过渡段施工工艺质量控制流程见图 5.2.4。
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填挖交界台阶
过渡段基底处理 埋设排水管
埋设地基沉降观测仪器 当前部位填筑材料
水泥级配碎石 、 组填料 分层作业 循 环
拌制水泥级配碎石拌合料 汽车密封运输 取料、运输 按现场规化卸料 填筑部位卸料平整 摊铺平整
否
填层碾压 碾压合格 验收检验合格 否 是
是
不合格处置
结束
图 5.2.4
5.2.5 工序步骤及质量控制说明
一、施工准备
路堤与路堑过渡段施工工艺流程图
过渡段施工前的准备工作是保证过渡段施工顺利实施的基本前提。施工前的准备工作必须根据建设工程的特点、进度要求,摸清施工的客观条件,合理安排施工力量,从技术、物资、人力和组织等方面为路基施工创造条件。施工准备工作的充分与否直接影响到工程的进度、质量和施工单位的经济效益,对工期产生决定性影响,因此必须认真对待,为施工提供科学依据。
1. 审核施工图,核对施工图中过渡段的主要尺寸、位置、高程,核对过渡段与其他结构物的关系(如桥梁、路基、接触网等)。
2. 调查特殊土地区和特殊条件下的过渡段地质情况、地下水位、雨季、土石方类别及分布,运土条件等(包括运距、道路交通情况)等情况。
3. 过渡段施工应编制专项施工方案和工序质量控制设计。
4. 过渡段施工前,编制作业指导书(技术交底),明确路基过渡段与其他结构物先后施工的衔接顺序,对参与施工的人员进行技术培训,明确施工中的关键工序、质量标准、检测手段以及相应的施工工艺。
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5. 对过渡段施工场地进行清理和平整,设置临时排水系统。
二、路堤与路堑基底处理
原地面处理前,应对地基地质资料为进行核查,路堤地基条件应满足施工图要求,原地面处理后的外观应符合下列要求:基底无草皮、树根等杂物,无积水;原地面基底密实、平整;坑穴处理彻底,无质量陷患;横坡应符合施工图要求。
路堑施工前应及时完善排水系统,做好堑顶截、排水。临时排水设施应与原有排水系统及永久性排水设施相结合。堑顶为土质或含有软弱夹层时,天沟应及时铺砌或采取其他防渗措施。开挖前应检查坡顶、坡面危石、裂缝和其他不稳定情况并妥善处理。
三、台阶开挖 路堤与弱~微风化硬质岩石路堑过渡时,过渡段自路堑一侧沿原硬质岩坡面纵向开挖台阶,台阶高度一般为 0.6m~1.0m,靠路堑一侧台阶开挖可采用预裂爆破方式进行;靠路堤一侧台阶坡率一般 1:2。
路堤与强风硬质岩、软质岩或土质路堑过渡时,路堑一侧沿坡面纵向按 1:2 的坡率开挖台阶,台阶高度 0.6m,台阶采用人工设置。
四、埋设排水管
路堤与路堑连接处横向按施工图人工埋设软式透水管,将水引至路堤坡排水沟中。五、分层摊铺 填筑路堤时,按照过渡段不同填料技术要求分层摊铺,分层厚度按试验确定的厚度。分层摊铺时,根据自卸车的车型和规格,按试验段确定的倒土密实度进行卸土,并设专人指挥倒土,确保填层厚度符合要求。填筑时应从最低一层台阶填起,均匀把土摊铺在路堤整个宽度上,为保证过渡段边缘有足够的压实度,其两侧加宽 50 ㎝摊铺。相邻的路堤和基床底层填筑进度相同,每层施工过程中必须按施工图要求做好防排水措施。
六、分层碾压
大型压路机能碾压到的部位,靠近堤堑结合处,沿堑坡边缘进行横向碾压;大型压路机压不到的部位,采用小型振动压实设备分层进行碾压,填料的松铺厚度不宜大于 20 ㎝, 碾压遍数应通过试验确定。
七、养护
施工完毕后按施工图及时进行养护,养护期间禁止任何车辆通行。八、质量控制要点: 1 过渡段填筑前,应平整地基表面,碾压密实;并应挖除堤堑交界坡面的表层松土, 按设计要求做成台阶状。
2 过渡段的填筑施工应与相邻路堤同步进行。 3 靠近堤堑结合处,应沿堑坡边缘进行横向碾压。 4 大型压路机碾压不到的部位,应采用小型振动压实设备分层进行碾压,填料的松铺厚度不宜大于 20cm,具体的摊铺厚度及碾压遍数应通过工艺试验确定。
5.2.6 施工机械及工艺装备一、施工机械的选择
1. 按照过渡段地基处理、结构形式、土质类别、施工工艺、土石方数量、工程期限、衔接顺序等,选择合适的施工机械。
2. 选择施工机械应先考虑满足施工质量和工期要求,同时考虑各种机械的施工特点与施工效率,结合过渡段工程的性质,选择能够满足施工质量和进度要求的设备。
3. 在机械配备上,既要选择同类型、同规格的机械,以利于组成专业施工队伍,便于管理、维修和配件的供应,也要选配不同性能的配套机械,以便按不同的施工条件组织施工。
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4. 选择压实机械主要考虑:被压材料的种类、性质、颗粒组成、含水量和施工试验确
定的铺层厚度,还有工程数量、施工条件、要求的压实度和各种机械的技术性能等。
二、主要施工机械配置 ⒈主要机械配置
路堤与路堑过渡段工程施工主要的施工机械设备的需要计划应根据所承担的工程数量组合确定,表 5.2.6-1、2 是一个常规配置方案。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 表 5.2.6-1 设备名称 挖掘机 推土机 装载机 压路机 自卸汽车 混凝土搅拌机 常用机械设备配置方案表 规格 单位 DH60-7 型 台 TYS220 台 ZL50 台 SW800 ZM403 250L 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量/1 处过渡段 1 1~2 2 2 若干 1 1 1 2 2 2 1 若干 1 混凝土输送泵 水泥级配碎石拌合料搅拌机 WBC200B TV80NK 冲击夯 手扶振动压路机 7655 风钻 312m/min 空压机 振捣器 洒水车 名称 分析筛 电子天平 台秤 案秤 筛析机 电热干燥箱 密度计 移液管 击实仪 表面振动压 实仪 表 5.2.6-2 主要检测仪器和设备 数量 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 单位 套 台 台 台 个 台 支 套 台 台 规格、型号 符合《铁路工程土工试验规程》 (TB10102) 注:根据现场原土料、填料的类别及实际试验项目选用检测仪器和设备
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2、机械配套说明
根据高速铁路或客运专线填土种类和压实度标准,一般选用重型和特重型压路机,中型压路机可以辅助压实作业,做到以重为主,凸平配套、静振结合;自卸汽车选用应充分考虑地形、道路、运距、成本等确定车辆型式和数量,其生产能力应等于或略大于挖掘机的生产能力,一般车辆容积是铲容积的 3~5 倍,一个班组车辆容积规格应相同,以便现场控制卸土间距。
5.2.7 作业组织
过渡段所采取施工工艺以及施工顺序对其质量有很大的影响,其施工进度受到相邻结构物施工的制约,因此,过渡段施工应建立专门的组织机构,制定合理的施工组织和施工工艺,科学安排施工进度以及施工顺序,加强工序质量控制,确保过渡段的质量。
过渡段施工考虑和相邻桥梁、路基同步作业;当过渡段长度大于 100m 时,按 100m 组织方式根据实际情况作适当调整,表 5.2.7 可供参考。
表 5.2.7 过渡段施工班组人员配置表 序号 1 2 3 管理人员及作 业人工种 过渡段负责人 施工生产负责 人 施工技术负责 人 人数 1 1 1 工作内容 全面负责过渡段的放工生产、技术、以及人员的调配 与管理 主要负责过渡段现场的施工生产管理、包括安全、质 量、进度物资设备等工作 主要负责过渡段的技术管理工作,包括施工技术、方 案、工艺、试验以及内业资料等管理工作 主要负责施工组织设计、施工工艺设计、工序质量控制设计,进行技术交底、现场施工监督指导、施工质 4 工程技术员 2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 试验员 测量技术员 安全员 质量检查员 材料设备员 环保员 木工班 混凝土班 机械维修班 土石班 综合班 量控制及验收等 主要负责各种材料的检验、评定、水泥级配碎石、混 1 凝土等的配合比的设计,路基密实度的检查等工作 主要负责过渡段的测量放线工作以及过渡段与相邻建 2 筑物闭合复核等工作 负责制定过渡段的安全管理制度、安人操作规程以及 1 现场安全检查等工作 负责制定过渡段的各种质量管理制度以及现场检查等 1 工作 负责材料设备的采购供应以及进场后材料设备的使用 1 保管工作 1 负责过渡段的环保工作 4 负责模板的加工制作、安装与拆除 3~4 负责混凝土拌制、运输、灌筑、捣固与养护 2 负责机械设备的维修、保养等 负责土石方(土方、石方、级配碎石)的运输、摊铺、 16~18 碾压等 负责过渡段的基坑开挖、排水沟填筑以及过渡的环保 6~8 等工作 5.2.8 材料消耗 施工实际中应根据施工图和具体的施工工艺要求,常规材料消耗见表 5.2.8。
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表 5.2.8 过渡段施工材料消耗表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 材料名称 水泥 砂子 碎石 片石 钢筋 混凝土外加 剂 木模 总消耗 施工图数量 施工图数量 施工图数量 施工图数量 施工图数量 有效消耗 220~250 ㎏/m³ 混凝土 0.55m³/m³混凝 土 0.85m³/m³混凝 土 0.22m³/m³片石 混凝土 按施工图计算 工艺消耗 非工艺消耗 按施工图计 总消耗的 3% 算 按施工图计 算 按施工图计 算 按施工图计 算 按施工图计 总消耗的 2% 算 周转次数 周转次数 钢模 土工格栅 施工图数量 10 软式透水管 施工图数量 11 沥青 施工图数量 12 聚硫密封胶 施工图数量 5.2.9 生产效率 堤堑过渡段施工效率见表 5.2.9。
表 5.2.9 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项目 台背基坑混凝土回填 台背渗水墙砌筑 人工开挖台阶 过渡段本体分层填筑 分层分区碾压 养护 过渡段倒梯形 A、B 填料填筑及 碾压 刚性过渡段混凝土灌筑 过渡段施工工效表 工效与过渡段 的工程量、过渡1000 m³/109 工日 段结构类型、施工组织安排、劳1000 m³/7 机械台班 动者技能水平、机械配置以及 根据施工实际情况 施工环境等有 1000 m³/7 机械台班 很大的关系,本表时间仅供参 400m/工日 考 500m/工日 工效 1000 m³/300 工日 1000 m³/400 工日 备注 9 水泥级配碎石分层摊铺 5.2.10 安全生产及环境保护 1 过渡段施工中采用的新技术、新工艺、新设备和新材料时,必须制立相应安全技术措施。
2 运输车辆严禁人、料混装;运输车辆行驶速度不宜过快。为了确保运输车辆就位良好和安全进出,派专人指挥。
3. 车辆通行的道路应洒水降尘。
4. 运土车辆通过沥青混凝土路面或水泥混凝土路面的道路时,应覆盖车箱,防止泥土抛洒污染路面。
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