基床表层以下过渡段级配碎石填筑工艺试验方案.docx
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基床表层以下过渡段级配碎石填筑工艺试验方案
一、编制说明
（一）编制依据
1、《宁安铁路施图NASZ-5标（路）-60》路基工点设计图；
2、《新建铁路南京至安庆铁路路基工程设计与施工参考图集》；
3、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行验收标准》；
4、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》；
5、《高速铁路设计规范（试行）》。
（二）工艺试验的目的
1、通过试验段总结出宁安铁路三分部管段内基床表层以下过渡段级配碎石填筑施工的一套合理的施工组织和机械设备的配置方式。
2、通过室内试验确定基床表层以下过渡段级配碎石填料的粒径、级配、质量以及级配碎石中掺入的水泥的品种、规格、质量是否满足设计要求。
3、通过现场试验，总结出基床表层以下过渡段级配碎石填筑合适的虚铺厚度、碾压方式组合、碾压设备的行驶速度和碾压遍数。
4、总结出如何依据施工工艺要求、质量标准以及部颁质量标准进行规范的程序管理方法和质量控制手段。
5、通过本试验段施工，收集相关数据，指导全面基床表层以下过渡段级配碎石填层施工并达到技术质量标准。
6、检验检测过程及检测手段的合理性。
（三）工艺试验方案的研究内容
为达到上述试验目的，基床表层以下过渡段级配碎石填筑工艺试验主要内容如下：
1、碾压设备的选型及配套；
2、填筑工艺及工艺参数研究，主要包括：
碾压方法及碾压方式组合、虚铺厚度参数、碾压速度及碾压遍数。
二、工程概况
我中国路桥宁安铁路三分部位于安徽省芜湖市繁昌县境内，里程范围：
DK113+000～DK133+909.35，其中隧道1座、特大桥4座，大桥3座，小桥涵47座，基床表层以下过渡段均采用级配碎石填筑。
基床表层以下过渡段级配碎石填筑试验段选择在本标段DK129+500框架涵（1-3.0*3.5m）两侧，计划施工日期2010年8月25日～2010年9月10日。
三、施工准备
（一）技术准备
（1）试验室标准试验成果（包括级配碎石混合料原材料的检验、级配碎石配合比设计等）；
（2）测量全套资料（采用导线点测量记录、导线点、水准点加密横断面复测资料）。
（二）现场准备
（1）建立健全试验段施工组织机构，做好施工协调工作；
（2）试验段施工机械配备进场到位；
（3）通往试验段的施工便道已贯通，人员及机械设备可直接进场作业；
（4）现场防排水设施已完善；
（三）物资设备准备
1、级配碎石
碎石由南陵恒鑫矿业供应。
2、水泥
水泥品种为p.o42.5，由铜陵海螺水泥有限公司供应。
3、施工用水
本标段线路所经地区河网较密，湖泊较多，水系较发达。
根据对全线主要河流地表水及地下水的水质调查分析，沿线地区水质对混凝土无侵蚀性，施工用水采取利用地表水（或打井取水）的方式。
4、施工机械、试验检测仪器及主要人员配备
根据工程数量和工期要求，为确保优质、高效按期完成任务，投入数量足够、类型适用，状况良好的机械设备，施工经验丰富的施工管理人员及技术人员。
投入本段路基施工的主要机械设备见表1
投入本段路基施工的主要试验检测见表2
投入本段路基施工的主要人员见表3
表1投入本工程的主要施工设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
额定功率（kW）
技术状况
备注
1
挖掘机
R225LC-7
3
225
良好
2
平地机
PY165-5
1
165
良好
3
履带式推土机
TY220
2
175
良好
4
震动压路机
YZ20C
2
130
良好
5
小型冲击夯机
HCR-80
4
良好
6
自卸车
25T
12
206
良好
7
洒水车
1
104
良好
表2配备本工程的试验及测量检测仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
数量台/套
备注
1
索佳全站仪
SET2130R
1
2
苏-光自动安平光学水准仪
DSZ2
1
3
K30荷载板
K30
1
4
Evd动态变形模量测试仪
Evd-I
1
5
灌砂筒
150×150×150
2
表3投入施工的主要人员表
序号
姓名
性别
职称
职务（工种）
备注
1
邱立群
男
高级工程师
项目经理
2
赵建勇
男
工程师
项目总工
3
杨斌
男
工程师
项目副经理
4
姜文亮
男
工程师
架子队队长
5
夏洪波
男
工程师
技术负责人
6
赵江锋
男
工程师
质检工程师
7
张强
男
工程师
测量负责人
8
姚兰发
男
工程师
试验负责人
9
王石伟
男
工程师
安全负责人
四、技术标准和检测
（一）填料要求
过渡段级配碎石填料粒径、级配及质量应符合设计要求，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应符合表4的规定：
表4过渡段用碎石级配范围
级配编号
通过筛孔（mm）质量百分率（%）
50
40
30
25
20
10
5
2.5
0.5
0.075
1
100
95～100
-
-
60～90
-
30～65
20～50
10～30
2～10
2
-
100
95～100
-
60～90
-
30～65
20～50
10～30
2～10
3
-
-
100
95～100
-
50～80
30～65
20～50
10～30
2～10
（二）压实质量和施工控制标准
1、基床表层以下过渡段级配碎石填层压实标准应符合表5的规定：
表5基床表层以下过渡段级配碎石填层压实标准应
项目
地基系数K30（MPa/m）
动态变形模量Evd（MPa）
孔隙率n（%）
压实标准
≥150
≥40
＜28
检验数量：
每压实层抽样检验孔隙率n3点，其中距路基两侧填筑级配碎石边线1m处左右各1点，路基中部1点；每填高约30cm检验动态变形模量Evd3点，其中1点必须靠近桥台或横向结构物边缘处；每填高60cm抽样检验地基系数K302点，其中距路基两侧填筑级配碎石边线2m处1点，路基中部1点。
2、基床表层以下级配碎石填层的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表6的规定；
3、过渡段填筑的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表7的规定；
表6基床表层以下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
检验数量
检验方法
1
纵向填筑长度
不小于设计值
每层抽样检验3点，左中右各1点
尺量
2
纵向填筑坡度
不小于设计值
每层抽样检验3点，左中右各1点
尺量计算
表7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
检验数量
检验方法
1
中线至边缘距离
+50mm，0mm
每过渡段抽样检查3点
尺量
2
宽度
不小于设计值
每过渡段每检测层抽样检验2点
尺量
3
横坡
±0.5%
每过渡段抽样检验2个断面
坡度尺量
4
平整度
不大于15mm
每过渡段抽样检验5点
2.5m长直尺量
5
边坡坡率
3%设计值
每过渡段每侧抽样检验6点
坡度尺量
五、基床表层以下过渡段级配碎石室内试验
（一）、材料的选定
过渡段级配碎石中的针片状颗粒含量应不大于20％，软质、易破碎颗粒含量不得大于10％，黏土团及有机物含量不得大于2％。
小于0．075mm的细粒料含量不宜太少，但也不能大于15％。
对多处样品进行了针片状含量、黏土团及有机物含量、软质易破碎的碎石含量等指标的测试，通过从经济效益、运距、质量等多方面因素的综合考虑，选用南陵恒鑫矿业的碎石作为原材料。
水泥选用铜陵海螺水泥有限公司供应的p.o42.5水泥，对该水泥进行比表面积、凝结时间、胶砂强度等试验，检测其合格，可用于基床表层以下级配碎石填料。
（二）、级配碎石配合比设计
试验室根据材料进行配合比计算，初步确定比例，根据试验结果确定级配碎石配合比。
设计级配碎石所通过筛孔分别为40mm、30mm、25mm、20mm、5mm、2.5mm、0．5mm、0.075mm，所对应的标准规定通过率分别为95～100％、-、-、60～90％、30～65％、20～5O％、10～3O％、2～1O％。
通过对材料作筛分试验，实测通过率分别为100％、97％、88％、75％、47％、35％、20%、6％，实测最大干密度2．48g/cm3，最佳含水量4.5%，综合颗粒密度2．70g／cm3。
该粒径分布不均匀且级配良好，较大颗粒间的孔隙可由较小颗粒填充，据此确定级配碎石配合比，20-40mm：
10-20mm：
5-10mm：
0.075-5mm=2：
2：
2:
4，另加3％的水泥。
六、基床表层以下过渡段级配碎石填筑工艺现场试验
（一）基床表层以下过渡段级配碎石填筑工艺试验场地选择
基床表层以下过渡段级配碎石填筑工艺试验场地选择在本标段DK129+500框架涵（1-3.0*3.5m）两侧，填筑长度、宽度根据涵洞和路基工点图、路基参考图等要求选取。
（二）碾压设备的选择
根据我部现有的路基碾压设备，过渡段级配碎石填筑工艺试验采用YZ20C型压路机2台，HCR-80型冲击夯机4台。
（三）碾压方式组合试验
采用振动压路机2台，在涵洞两侧对称碾压施工，碾压时采用从两侧向中心的碾压顺序，纵向进退式碾压，碾压行驶速度用慢速2.5km/h。
靠近涵洞的部位，在纵向碾压后，压路机改为平行涵洞背壁面进行横向碾压。
大型压路机压不到的位置，在大型压路机碾压完成后，人工挖出一半虚铺厚度的级配碎石，采用小型冲击夯进行夯实，再将挖出的碎石回填，同样采用小型冲击夯进行夯实，即分两层人工小型机械碾压密实。
碾压方式组合1：
压路机碾压采用静压1遍、弱振2遍、强振1遍、静压1遍，小型冲击夯2遍。
碾压方式组合2：
压路机碾压采用静压1遍、弱振2遍、强振2遍、静压1遍，小型冲击夯3遍。
碾压方式组合3：
压路机碾压采用静压1遍、弱振3遍、强振2遍、静压1遍，小型冲击夯4遍。
碾压方式组合4：
压路机碾压采用静压1遍、弱振3遍、强振3遍、静压1遍，小型冲击夯5遍。
碾压行驶速度以2.5km/m进行碾压,每层填料虚铺厚度为34cm。
碾压完毕即进行孔隙率n、地基系数K30、动态变形模量Evd等压实指标检测。
根据检测结果，作出孔隙率n、地基系数K30、动态变形模量Evd与不同碾压组合方式的关系曲线，对检测结果进行分析，确定最佳碾压方式组合。
（四）级配碎石填筑虚铺厚度试验
虚铺厚度分别取30cm、34cm、38cm做对比试验。
碾压完毕即进行孔隙率n、压实系数K30、动态变形模量Evd等压实指标检测。
根据检测结果，做出孔隙率n、地基系数K30、动态变形模量Evd与不同虚铺厚度的关系曲线，对检测结果进行分析，确定最佳虚铺厚度。
七、施工工艺
（一）施工工艺流程
过渡段级配碎石填筑施工工艺流程见图7-1
7-1过渡段级配碎石填筑施工工艺流程图
（二）施工工艺
1、基坑底处理
涵身防水施工结束后，对涵壁附近的基坑底进行清理，清除涵洞施工时遗留下的各种垃圾，排除基坑积水，清除基坑底松土或被水泡软的土，整平基坑，按设计放出C20混凝土填充线，按结构物混凝土施工方法，进行C20混凝土回填施工。
2、测量放线
回填混凝土强度达到要求后，算出过渡段坡脚线，放出过渡段区域线，并在涵外壁的两端和中间，根据人工夯实厚度和机械压实厚度划出刻度线，作为级配碎石填筑厚度的控制线。
3、过渡段基底处理
清除表面腐殖土、种植土或结构物施工时产生的垃圾，所有清表杂土
运至弃土场，并对基底进行整平，使基底自中线向两侧不小于2%的横坡，利于排水，原地面坡度大于1:
5时开挖台阶，并使台阶宽度大于2m，厚度不大于20cm，便于碾压。
路堤高度H>3.0时，压实后检测其承载力，应满足地基系数K30≥60Ma；路堤高度<3.0时，压实标准应符合下表规定:
项目
压实标准
改良细粒土
砂类土及细砾土
碎石类及粗砾土
地基系数K30（MPa/m）
≥110
≥130
≥150
动态变形模量Evd（MPa）
≥40
≥40
≥40
孔隙率n（%）
--
＜28
＜28
压实系数K
≥0.95
--
--
4、过渡段填筑、虚铺、平整
当涵洞的同条件养护试块强度达到要求后，开始过渡段填筑施工。
为了保证过渡段边缘的压实，边线比设计线多50cm。
控制松铺厚度，涵洞两侧的过渡段同时对称填筑，并与相邻路堤同时施工。
先用装载机初平，再用平地机精平，人工辅助整平。
5、洒水晾晒
在碾压前需对填料含水量进行测定，含水量过大，则需进行晾晒，含水量过小则采用洒水车进行调节。
6、碾压密实
①碾压顺序：
碾压沿线路纵向进行，按先两侧后中间顺序进行。
碾压遍数按照工艺性试验要求组合。
②各区段交接处，应互相重叠压实，纵向搭接长度不应小于2m，沿线路纵向行与行之间压实重叠不小于0.4m，上下两层填筑接头应错开不小于3m。
③碾压速度：
根据试验要求进行调整。
7、检测
每层压实后对孔隙率n、地基系数K30、动态变形模量Evd等压实指标检测，检测合格后进入下一层施工。
八、质量保证措施
（一）一般措施
1、严格按《高速铁路设计规范（试行）》、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》、《铁路工程土工试验规程》（TB10102）的相关规定进行填料质量控制，填筑质量试验检查工作。
2、严格按验标要求，分层填筑、辗压，经检验合格后，方可继续施工。
如有检验不合格的填层，必须返工，直至检验合格。
3、施工期间做好现场排水，保持作业面排水畅通，做到施工场地雨后无积水。
尤其是路堤两侧坡脚严禁积水。
4、定期对试验、检测、测量仪器标定。
（二）具体措施
1、对运至现场的级配碎石混合料检测其颗粒级配和水泥含量，当发现有变化时，及时将信息反馈给拌合站，对配料比例作相应的调整，使生产的级配碎石混合料符合要求。
2、在每一层的填筑过程中，确认级配碎石混合料颗粒级配、水泥含量，虚铺厚度、填层表面平整度符合要求后，再碾压夯实。
3、过渡段级配碎石填筑压实质量按下表检测频次进行检测和控制。
过渡段级配碎石压实质量检测频次
压实标准
检测频次
孔隙率n
每压实层检测3点，其中距路基两侧级配碎石边线1m处左右各1点，路基中部1点
动态变形模量Evd（MPa）
每填高30cm抽检3点，其中1点靠近桥台或横向结构物边缘处，另外2点随机抽检
地基系数K30（MPa/m）
每填高60cm抽检2点，其中距路基两侧级配碎石边线2m处1点，路基中部1点
九、安全保证措施
（一）安全保证措施
根据项目部安全生产管理体系，建立试验段安全生产小组，由架子队负责人任组长，工班长、安全员、施工员任组员，安全员负责日常的安全工作。
（二）安全检查
根据项目部制定的安全管理办法的要求，项目部安质部组织定期、不定期的安全检查，工区及作业班组每天进行一次安全检查。
对检查中发现的问题、安全隐患，要登记、整改、消项制度。
要定人、定措施、定经费、完成日期，再隐患没有消除前，必须采取可靠的防护措施。
如果有危及人身安全的险情应立刻停止施工，处理合格后方可施工。
（三）安全技术措施
（1）施工现场设安全标志。
危险区段悬挂“危险”等警告标志，夜间设红灯示警。
场地狭小设临时交通指挥。
（2）做好路基施工机械设备的组织指挥工作，保证道路畅通，特别要注意高填方段雨雪天道路泥泞，防止发生机械碰撞及翻车事故。
（3）施工中经常和气象部门联系，及时掌握气温、风沙、水文等预报，做好防范工作。
（4）各种机具设备和劳动保护用品定期进行检查和必要的试验，保证其处于良好状态。
十、环境及文物保护措施
1、架子队成立以架子队长为首的环境文物保护领导小组，负责该试验段的环境文物保护工作。
2、对汽车道路要经常洒水，防止尘土飞扬，污染空气。
3、施工期间，严禁在现场焚烧任何废弃物。
生活营地使用清洁能源，保证炉灶烟灰符合标准。
对施工机械车辆加强维护，以减少废气排量。
4、有效控制生产污水和生活用水的排放，防止水污染，保护和改善环境。
5、废弃物的管理实行减少固体废弃物的产生量，提倡对固体废弃物实行回收和合理利用。
6、水土保持方面，对沿线水文、地质、植被情况进行调查，保护生态、做好水土保持工作。
7、在施工过程中安排专人负责，如发现文物，应立即停止施工，并上报当地文物保护部门处理。
十一、试验资料的收集和成果总结
试验过程中，按要求真实、详细、完整地填写各类施工记录、技术资料和质量验收表格。
试验段施工完毕后，及时汇总分析各类资料，确定基床表层以下过渡段级配碎石填筑施工时的机械配套、虚铺厚度及碾压方法等施工工艺方法和参数，总结并编制基床表层以下过渡段级配碎石填筑试验段施工成果报告，推行适合我部进行大面积基床表层以下过渡段级配碎石填筑的施工方案。
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