路基AB组填料与改良土方案比选0629.docx
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路基AB组填料与改良土方案比选0629
新建郑州至周口至阜阳铁路
郑州南站及相关工程（不含站房）ZNSG-1标、ZNSG-2标
路基A、B组填料与改良土方案比选专家论证会
汇报材料
中铁十六局集团郑州南站项目部
中铁四局集团郑州南站项目部
二〇一八年六月
路基A、B组填料与改良土方案比选
一、工程概况
郑州南站ZNSG-1标位于郑州南站站场范围、咽喉区段，里程范围为:
郑万工程：
ZWDK038+363-ZWDK041+727，正线长3.364km；郑阜工程：
ZHDK000+000-ZHDK002+984，正线长2.984km；城际工程：
CJDK038+450-CJDK041+665，正线长3.216km。
郑州南站ZNSG-2标寺后线路所起讫里程为ZWDK47+529.94～ZWDK49+149.73，共1619.79m，包括郑万线、郑阜线、郑阜联络线。
地基分区段采用CFG桩、螺杆桩、碎石桩加固，以桩网或桩筏的结构型式进行复合地基处理。
路基填料设计（施工图第四篇路基第一部分P7、P19、P58～60）为A、B组填料或改良土，ZNSG-1标总量约320万方，ZNSG-2标总量约50万方，料源地位于新密市曲梁镇窦沟村，运距45km。
二、工期安排
路基工程于2019年2月22日完成并交付于铺轨单位。
三、A、B组填料情况
1、原设计A、B组料取土场情况
原设计A、B组填料取土场位于新密市曲梁镇窦沟村，于2015年4月29日签订了取土协议，铁路总公司于2017年5月11日对郑州南站初步设计进行了批复。
施工单位于2017年12月8日进场后对取土场进行现场调查，该取土场因环保治理等原因已于2018年2月1日关停，原设计取土场已无法使用。
2、周边A、B组料取土场调查情况
同时对周边A、B组料源生产地进行了实地调查，调查情况如下：
第一处位于禹州市浅井镇大鸡山，运距64公里，该处为郑万站前2标原取土场，因被水泥厂承包后已无法再取土；第二处位于平顶山市宝丰县李庄乡马圪垯村，料场储量约55万方，运距130公里，周边已建成庙宇和风力发电设施，目前因环保及治超治限影响已关停；第三处位于周口市扶沟县韭园镇，运距81公里，料场分散在G311国道沿线，均为零散非法开采，目前因环保及治超治限影响已关停；第四处位于禹州市方山镇彭沟村，目前正在生产，运距为99公里，生产能力为5万吨/月，郑州南站站场路基及寺后线路所根据工期需求量为180万吨/月，远不能满足施工需求。
3、结论
上述调查得出结论：
（1）受环保和治超治限影响，A、B组填料供应无保障；
（2）郑州南站周边A、B组填料取料场储量和产能均不足，满足不了现场施工需要，最终影响工期。
四、改良土情况
1、郑州南站路基概况和改良土使用条件
郑万铁路及郑阜铁路正线执行设计时速为350km/h，城际铁路正线执行设计时速为200km/h，其余动车走行线及郑阜上下行联络线设计时速为160km/h。
郑州南站站场路基填高为2.7m-9.5m，平均高度8.5m，其中寺后线路所填高约7.5m。
（1）断面填高7.5m至8.5m的路堤长约370m，示意图如下：
（2）断面填高8.5m至9.5m的路堤长约1360m，示意图如下：
（3）断面填高10m的路堤长约570m，示意图如下
（4）标尾填高5m以下路堤长约60m，示意图如下：
路基填筑时，在边坡3.0m宽度范围内每填筑0.6m铺一层不小于35kN/m双向土工格栅，每隔3m填高土工格栅加宽至5m。
边坡坡率为1：
1.5，坡面采用混凝土拱型截水骨架内（客土）植草+种植灌木防护。
2、沉降观测
（1）一般要求
路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。
沉降变形观测断面应根据不同的地形地基条件、路堤高度以及不同结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。
地基沉降观测和路基沉降观测点等应尽量设在同一横断面上，有利于各观测项目数据的综合分析。
同时也便于测点的看护，便于集中观测，统一观测频率。
沉降观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m；地势平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤可放宽到100m；地形、地质条件变化较大地段应适当加密观测断面。
一般路基观测桩设在路基基床表层顶面，加堆载预压的路堤观测桩设在基床底层表面以便进行路基面沉降观测。
测点及观测元器件的埋设位置应符合设计及评估技术指南要求，且标设准确、埋设稳定。
观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞，人为因素的破坏，务必使观测工作能善始善终，取得满意成果。
（2）监测类型
路基一般每50m左右布设一个沉降监测断面，地形或地层起伏大的地段沉降监测断面应加密；桥路、涵路过渡段一般单侧布置3个沉降监测断面，分别是桥（或涵）端2~5m、8~15m、20~35m各一个。
根据设计院提供的监测设计，一共分为：
A型和D-B型监测断面,监测断面见附表一。
路堤地段时，采用A型沉降监测断面；在路基面的中心及左右路肩处各设置1根沉降监测桩，于路基中心基底处埋设1个沉降板，软土及松软土地段每隔约200m于坡脚外2m、10m处埋设边桩。
如图所示：
沉降监测断面元件布置示意图（A型）
A型监测剖面监测元件数量表
观测元件名称
单位
数量
备注
监测桩
根
3
沉降板
个
1
边桩
根
4
压缩层厚度厚度＞20m的桥路、涵路过渡段、及其它代表性路基地段，采用D-B型监测断面；于路基面中心及路肩处埋设沉降监测桩，于路堤基底中心及左右路肩下方布设观测点物位计，在路堤坡脚外侧埋设基准点自动监测物位计和定位装载箱、工控设备箱。
基准点物位计通过基准点安装向上螺接观测杆。
如图所示：
沉降监测断面元件布置示意图（D-B型）
D-B型监测剖面监测元件数量表
观测元件名称
单位
数量
备注
结构沉降自动监测物位计
个
4
基准点1个，观测点3个
物位计保护套
套
4
沉降板
个
3
基准板（基准点安装件）
个
1
工控设备箱
套
1
定位装载箱
套
1
传输总线
m
30
太阳能供电设备
套
1
沉降观测桩
个
3
观测断面的设置及观测断面的观测内容、元件的布设应根据地形、地质条件、地基压缩层厚度、路堤高度、地基处理方法、堆载预压等具体情况，结合沉降观测和工期要求具体确定。
具体技术内容见《znsg-1标--沉降变形观测技术方案》。
3、堆载预压
本标段路基ZWDK038+363.88～+452.270、ZWDK038+517.24～ZWDK039+134.960、ZWDK39+185.45～+479.96、ZWDK40+246.05～+478.26、ZWDK40+528.75～ZWDK41+130.67、ZWDK41+181.94～+324.64、ZWDK41+380.57～+727.48、ZHDK0+746.255～+452.27、ZHDK0+517.24～ZHDK1+134.96、ZHDK1+185.45～+479.96、ZHDK1+246.05～+478.26、ZHDK1+528.75～ZHDK2+130.67、ZHDK2+181.94～+324.64、ZHDK2+380.57～+727.48、CJDK38+450～CJDK39+134.96、CJDK39+185.05～+479.96、CJDK40+245.05～+477.76、CJDK40+528.25～CJDK41+054.16、CJDK41+112.24～+218.26、CJDK41+276.35～+665.5段路基正线范围内，全部采用堆载预压处理，预压土柱高2m。
尽量利用冬季进行预压，并因地制宜采取保温措施，确保预压沉降效果。
3、改良土产能
郑州南站ZNSG-1标站场路基填料共320万，工期为2018年11月前填筑完成，平均每天填筑3万方，采用场拌法施工。
现场设改良土拌和站6座（800t拌和机6台、600t拌和机12台），运距分别在3km和1km以内，平均每天生产3.7万方，满足路基填筑要求。
寺后线路所路基填料共50.78万，工期为2018年11月底填筑完成，平均每天3400方，采用场拌法施工。
现场设改良土拌和站2座（600t拌和机3台、800t拌和机1台），运距分别在3km和1km以内，平均每天生产6000方，满足路基填筑要求。
4、改良土填筑质量控制措施
（1）控制原土料的质量，填筑前对取土场的填料进行复查试验，原土料有机质含量不大于2%，硫酸盐含量不大于0.25%。
原土料粒径要小于15mm，使用前要过筛。
（2）水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，初凝时间不宜小于3.0h，终凝时间不宜小于6.0h。
（3）7d饱和无侧限抗压强度：
基床底层不小于350kPa，基床以下路堤不小于250kPa。
（4）使用场拌法进行改良土生产。
改良土拌和前应对所有设备进行调试和计量检查，测定原土料的含水率，并按生产配合比确定输送带转速和加水量。
（5）改良土填筑前进行工艺性试验，确定机械组合和各项压实参数。
（6）路堤填筑按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工。
（7）雨季施工，每次作业收工前应将铺填的松土层摊铺压实完毕，留好横向排水坡。
（8）若上部改良土不能连续填筑或夏季施工温度较高水分流失过快时，应及时对已施工完成的改良土进行养生，直至下一层填筑。
养生先用洒水车进行洒水润湿，最后采用薄膜覆盖保湿。
2018年5月10日，由郑州工程指挥部组织，郑州局集团公司工务处、建设管理处、郑州桥工段、铁四院、郑州中原监理公司、中铁济南监理、中铁四局、中铁十六局参加，对路基填筑由A、B组填料优化为改良土的建议进行研究讨论，根据《高速铁路设计规范（TB10621-2014）》及《铁路路基设计规范（TB10001-2016）》等相关要求，路基基床底层及以下部位可采用化学改良土填筑。
经多方调查和协调，路基附近50km距离内有可用改良土，料源稳定供应有保障。
范围内主要原土料为粉土、粉细砂，室内试验表明，粉土、粉细砂类填料加水泥改良后填料的浸水抗压强度得到了很大程度的提高，填料改良后可用于路基基床底层及以下路堤填筑，且各项指标满足要求。
通过现场土样化验，采用水泥改良后能满足规范和设计要求。
5、结论
采用改良土进行路基填筑，可确保料源稳定，工期可控，填筑过程中严格按规范控制质量，可确保路基填筑质量，满足郑州南站施工需要。
附：
1、原取料场和周边取料场现场情况
2、原土料试验报告
设计料源地和周边料源地现场情况
一、原设计新密市曲梁镇窦沟村料源地现场情况
二、周口市扶沟县韭园镇料源地现场情况
三、平顶山市宝丰县李庄乡马圪垯村料源地现场情况
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