郭褥垫层施工工艺性试验方案.docx
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郭褥垫层施工工艺性试验方案
郑州至徐州铁路客运专线徐州枢纽
相关工程ZXZH-Ⅱ
褥垫层施工工艺性
试验方案
中铁十局集团有限公司
郑徐客专徐州枢纽项目经理部
二〇一四年五月
中铁十局集团有限公司
郑徐客专徐州枢纽相关工程ZXZH-Ⅱ标段
褥垫层施工工艺性试验方案
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中铁十局集团有限公司郑徐客专徐州枢纽项目经理部
二O一四年五月
江苏·徐州
目录
1、工程概况1
1.1工程简介1
1.2工程地质条件1
1.3水文地质特征1
2、编制依据2
3、试验目的2
4、试桩计划3
5、施工人员配置3
6、机械设备及材料5
6.1施工机械5
6.2试验检测仪器5
6.3试验段采用材料6
7、试验段施工工艺及注意事项6
7.1工艺流程6
7.2施工工艺7
8、质量控制和保证措施10
9、质量检测10
10、施工安全措施11
10.1施工现场安全措施11
10.2夜间施工安全防护措施12
10.3机械施工安全措施13
10.4防止挖断光电缆措施13
10.5邻近既有线安全措施13
10.6既有线路基观测措施15
11、大型机械防倾覆措施16
12、环保、水保措施17
13、文明施工措施17
14、试验总结18
郑州至徐州铁路客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-Ⅱ标
褥垫层施工工艺性试验方案
1、工程概况
1.1工程简介
本标段路基工程主要里程为K229+100～K230+477.09、K230+572.92～K231+755、K231+856--K233+881。
其中K229+728～K230+477.09、K230+572.92～K231+265、K231+856--K233+881段新线路基基底采用水泥砂浆桩或旋喷桩加固，其上均设碎石砂垫层。
根据设计图纸要求，碎石砂垫层由0.5m碎石垫层与0.1m中粗砂组成。
内铺设一层双向土工格栅，每侧回折不小于2.0m，抗拉强度不小于110KN/m。
垫层设2--4%的排水坡度单向或双向引入盲沟或排水沟内，其中不能引出地段K229+840--+990及K231+230--+265段桩顶面垫层内碎石掺5%水泥处理。
1.2工程地质条件
工点在范围地层为第四系全新统冲积层及上更新统冲洪积形成的黏性土、粉土及砂类土。
工点所在路基范围内，
（2）3-2层软塑粉质粘土、
（2）4-2、
（2）5-2层稍密状粉土、粉砂层，均为松软土层，结构松软，压缩性高、强度低，工程特性差。
地震动峰值加速度为0.10g，动反映谱周期为0.40s，且地下水较发育，根据《铁路工程抗震设计规范》，采用标准贯入试验方法对上部粉土及粉细砂层进行液化判别，上部饱和粉土、粉细砂层为可液化土，当发生Ⅶ级地震时会发生液化，液化深度2.45m～14.85m，液化指数16.764～74.064，抗液化指数0.443～0.998。
1.3水文地质特征
地下水类型为第四系孔隙潜水和岩溶水，第四系孔隙潜水局部略具承压性，透水性好的粉土、砂土为主要含水层，主要接受地下径流及大气降水、地表水入渗补给，水量较小；岩溶水主要赋存于灰岩节理裂隙、溶隙、岩溶管道中，主要接受第四系孔隙潜水和地下径流的补给，水量丰富。
地下水具有明显的动态变化特征，随季节、降水量变化而变化，测时地下水埋深2.8～3.7m，标高35.88～40.39m。
地下水主要以地下径流及人工开采为主要排泄方式。
根据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）判定，该段碳化环境为T2，冻融破坏环境为D1。
地表水、地下水具氯盐侵蚀，环境作用等级为L1；地下水具化学侵蚀，环境作用等级为H1，具盐类结晶破坏，环境作用等级为Y1。
2、编制依据
1、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10751-2010；
2、《铁路工程地基处理技术规程》TB10106-2010；
3、《铁路路基工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；
4、《关于公布<上海铁路局建设工程工艺试验管理办法>的通知》（上铁建发（2011）28号文）；
5、《新建铁路郑州至徐州客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-Ⅱ标施工图》；
6、《新建铁路郑州至徐州客运专线施工图路基设计大样图集》；
7、工地现场调查、采集、咨询所获取的资料；
3、试验目的
（1）通过褥垫层填筑试验段施工，摸索并总结出一套路基清表、填前碾压、褥垫层填筑施工最佳的施工组织、人员配置方式、机械设备配置方式及施工工艺。
（2）通过试验，摸索并总结出路基填方施工的松铺厚度、压实厚度、松铺系数及在不同碾压设备碾压下的碾压速度、碾压遍数和最佳含水量。
（3）通过试验，摸索并总结出控制本项目褥垫层填筑质量的技术措施和施工要点。
（4）通过本试验段施工，收集相关数据，确定褥垫层填筑参数、人员及机械配置情况，指导今后褥垫层填筑施工以达到设计及规范的质量标准。
为大面积施工奠定基础，从而满足工期的需要。
4、试桩计划
1、计划开工时间：
2014年5月24日
2、计划完工时间：
2014年6月14日
3、数据分析、处理及上报成果计划时间为：
2014年6月14日～2014年6月19日
4、试验段里程：
根据对图纸及现场实际情况分析决定选取K233+515--+615段为褥垫层试验段；
5、施工人员配置
1、领导小组
序号
职务
姓名
工作职责
1
项目部常务副经理
丁永君
负责施工领导组织
2
二分部经理
牛兆银
负责现场施工组织
3
项目部总工
刘顺端
负责总体施工技术工作
4
项目部工程部长
司书新
负责现场技术监督工作
2、现场人员安排
序号
职务
姓名
工作职责
1
二分部经理
牛兆银
负责现场施工组织
2
分部副经理
侯立海
负责现场的施工生产
3
分部总工
郭鹏
负责现场的施工技术
4
分部安质部长
于红丽
全面负责施工中的安全
5
质检员
蒋茹
全面负责施工中的质量
6
实验室主任
卢学州
负责现场的试验工作
7
测量主管
徐坤鹏
负责施工中的量测工作
8
机械操作工
14人
9
修理工
2人
10
普工
8人
3、施工组织机构图
新建郑州至徐州铁路客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-Ⅱ标段项目经理部
图1项目部组织机构图
图2架子队组织机构图
6、机械设备及材料
6.1施工机械
试验段施工机械配置见下表：
褥垫层填筑试验段主要施工设备表
序号
设备名称
规格
型号
数量
额定功率（Kw）
生产能力
备注
1
挖掘机
ZE310
1台
176Kw
1.32m3
3
装载机
ZD160
1台
120Kw
4
自卸汽车
斯太尔
4台
224Kw
40T
5
装载机
ZL50C
2台
133Kw
3m3
7
压路机
YZ20H
1台
133Kw
工作质量：
20000kg；振动轮分配质量：
12600kg；振动轮静线压力：
574N/cm；振动轮直径×宽度：
Ф1600×2150mm；振动频率：
29/35Hz；激振力：
400/280kN；名义振幅：
2/0.9mm；行驶速度：
0～5/0～10km/h。
9
平地机
PY190
1台
140KW
最大牵引力80KN，铲刀长3965mm，铲刀回转角度360度。
10
洒水车
EQ1130F
1台
103KW
3.1m3/车
11
级配碎石搅拌站
BG400
1套
115KW
400t/h
采用无衬板双卧轴强制式搅拌；计量采用变频调速微机全自动控制电子计量；配料精度：
粒料：
2%、粉料：
1%、水：
1.5%
6.2试验检测仪器
试验检测及测量仪器见下表：
褥垫层填筑试验段配备主要试验检测及测量仪器设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
K30承载试验仪
K30
1
2
静态变形模量测试仪（Ev2）
PDG-K
1
3
动态变形模量测试仪（Evd）
LFG-K
1
4
灌砂漏斗及底盘
1
5
天平
1
6
环刀
1
7
电热干燥箱
1
8
真空干燥箱
1
9
称量盒
1
10
击实仪
1
11
台称
1
12
标准筛
1
13
全站仪
1
14
精密水准仪
1
6.3试验段采用材料
根据设计要求褥垫层采用级配良好且未风化的砾石或碎石，其最大粒径不大于50mm，含泥量不大于5%，且不含草根、垃圾等杂质。
材料来自萧县取土场，填料材质符合要求。
土工格栅采用双向高强涤纶（聚酯长丝）经编土工格栅，其双向抗拉强度大于110KN/m，满足设计要求。
7、试验段施工工艺及注意事项
7.1工艺流程
7.2施工工艺
（1）开工前，在地界内，沿两侧地界线挖不小于40×40cm的临时排水沟，完成后进行场地清理以利排水。
（2）地基加固桩顶及桩间处理，地基加固桩破桩头后进行相应的检测合格后方可填筑路基褥垫层。
地基加固桩顶如不平整应人工进行凿除平整，桩间土应采用夯机进行夯实。
（3）褥垫层填筑
根据验标规定级配碎石每层的最大填筑压实层厚不能超过30cm，最小压实层厚不小于15cm。
褥垫层厚度采用60cm，组成自下而上分别为：
20cm（下部）碎石+5cm砂+土工格栅+5cm砂+30cm碎石（上部）。
施工中每隔30m取一个横断面，每个断面取三点（中桩，中桩左右各一点）用以控制松铺厚度。
填筑前测量基底标高，每层松铺厚度计划按下表实施。
褥垫层分层填筑松铺厚度表
层数
松铺厚度（cm）
碾压变数
第一层
22
6
第二层
33
6
（4）填筑第一层碎石：
通过压实厚度与方格面积计算每个方格网上料车数进行布料，以便摊铺厚度均匀。
（5）摊铺
按每个方格网的面积计算出工艺确定的虚铺厚度所需量摊铺填料量用装载机逐格上料。
再用推土机按设定厚度推平，摊铺应全断面顺纵向自一端向另一端逐步推进。
同时配合人工对因机械推开时局部形成的不均匀处及时添加配合料，以确保大面积级配均匀。
（6）碾压
碎石摊铺整平，经过检测宽度厚度符合设计和工艺要求时，即可用重型压路机进行全幅碾压。
碾压应按工艺试验选定的方法严格执行，碾压完成后表面应无明显轮迹，目视平整结实。
各区段交接处应相互重叠压实，纵向搭接长度不小于2.0m，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm，上下两层填筑接头应错开不小于3.0m，两作业区段之间的衔接处纵向搭接拌和长度不小于2.0m。
（7）土工格栅的铺设
采用双向110KN/m双向经编土工格栅。
土工格栅铺在平整压实的中粗砂垫层上，按线路横向铺设，摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不应有扭曲、褶皱、重叠、撕裂等现象，铺设长度、宽度可超过垫层铺设范围50cm。
纵横向搭接宽度≥50cm，施工时采用高强尼卡缝合处理。
土工格栅铺设前后，于土工格栅上下各铺设5cm中粗砂作为土工格栅保护层，确保土工格栅不被破坏。
铺设完毕后，应及时施工上层垫层，以防止土工格栅长时间暴露。
应当严格遵循的是土工格栅上不得直接行走任何机械设备，所以上层碎石铺设时，应先铺上既定厚度的碎石后，机械在已铺的层面上自一端向另一端逐步向前推进。
（8）检测：
每碾压一遍由试验人员邀请监理工程师到现场对压实质量进行见证检测，孔隙率n检测采用环刀法或灌砂法检测，K30采用国产的K30检测仪进行试验检测。
通过反复的碾压，直到压实质量满足设计及规范要求，该填层的试验结束，通过高程测量确定压实前后同点位置的高差即为压实厚度。
最后按要求记录试验机械组合、碾压速度、碾压遍数、压实质量等数据，填写好相关施工记录。
路基试验段填筑记录表见附表一。
根据验标要求，沿线路纵向每100m抽样检测不少于3个点（中间1个，两侧距边缘2.0m处各一个），褥垫层压实标准表见表1。
褥垫层压实标准表
轨道类型
填料
压实标准
碎石类
160km/h有碴轨道
褥垫层
压实系数K
≥0.90
空隙率n（%）
≤32%
（9）数据分析及处理：
测量资料、试验资料、各项记录表格、质检资料及最后的总结报告均按要求填写后报监理工程师审核。
根据反复碾压及各项填筑压实指标检测均满足设计及规范要求后，可得出共进行了几遍静压和振动压，压实前后高差的平均值即为压实厚度，松铺厚度÷压实厚度=松铺系数。
8、质量控制和保证措施
⑴土工合成材料的下承层表面应整平、压实，并清除表面坚硬突出物。
⑵铺设土工合成材料时，应将强度高的方向置于路堤主要受力方向。
⑶推土机摊铺过后个别不平整处应人工配合找平，使填料表面无明显的突出点，压路机碾压时，压路机轮应无明显的架空现象，在上述现象较明显时，应重新对填料表面进行平整，直至满足要求方可压实。
⑷土工合成材料铺好后应按设计要求铺回折段，并及时用砂覆盖。
⑸严禁碾压及运输设备等直接在土工合成材料上碾压或行走作业。
⑹搭接和锚固宽度符合要求。
⑺褥垫层加铺土工合成材料属于隐蔽工程，施工过程中应有质检人员现场监控并做好隐蔽工程检查记录，报请监理签认后方可进行下一道工序施工。
9、质量检测
1、褥垫层施工的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表2的规定；土工合成材料加筋垫层中土工合成材料铺设的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表3的规定。
2、填筑段各工序施工安排专人负责，技术人员跟班作业。
3、严格按质量标准施工，不达标准，坚决返工。
4、坚持日常检查，严格控制主要技术参数，主要内容有：
①对填料的粒径、洁净程度检验。
②检测面层的平整度、纵横坡度、标高、宽度。
5、施工完成的路段及时封闭，严禁车辆急刹车、调头，以免破坏成品面。
褥垫层施工的允许偏差、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
铺设范围
不小于设计值
沿线路纵向每100m抽样检验5处
尺量
2
厚度
不小于设计值
沿线路纵向每100m抽样检验5处
尺量
3
顶面高程
+50mm
-20mm
沿线路纵向每100m抽样检验5处
测量仪器测量
4
横坡
±0.5%
沿线路纵向每100m抽样检验5个断面
坡度尺量
土工合成材料铺设的允许偏差、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
铺设范围
不小于设计值
每工点抽样检验4点
尺量
2
搭接宽度
+50mm
0
沿线路纵向每100m抽样检验各3处，且每检验批不少于3处
尺量，查施工记录
3
竖向间距
±30mm
4
回折长度
±50mm
10、施工安全措施
10.1施工现场安全措施
1、作业前对作业人员进行相关安全培训及技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；严禁串岗作业、禁止非专业人员作业。
工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。
2、现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；
3、施工前进行设备安全性能检查，确保安全后方可开展施工；施工过程中设备要定期检修,确保作业安全；施工机械的转动部分有安全罩。
4、各种用电设备的安全措施
（1）使用自备电源或与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应根据当地要求作保护接零或作保护接地；配电箱开关有操作指示和安全警示。
（2）移动式发电机供电的用电设备，其金属外壳或底座，应与发电机电源的接地装置有可靠的电气连接；
（3）手持电动工具和单机回路的照明开关箱内必须装设漏电保护器，照明灯具的金属壳必须做零保护；
（4）各种型号的电动设备必须按使用说明书的规定接地或接零，传动部位按设计要求安装防护装置；
（5）维修、组装和拆卸电动设备时，应断电挂牌，专人防护，防止其他人私接电动开关发生伤亡事故；
（6）严格执行安全用电制度，所有线路规范架设，必须实行“一机一闸一漏”制，严禁“一闸多用”。
10.2夜间施工安全防护措施
⑴夜间施工要有专人统一指挥，设专人盯班盯岗，确保施工机械及人员安全。
⑵加强对机具电器设备的检查维修，并有专人负责，夜间施工要有足够的照明，并配齐各种电器配件，遇雨天及时更换防爆灯具，保证工程顺利进行。
⑶施工作业区及运输路径，设置良好的照明设施，作业照明灯必须使用安全电压，工地运输交叉路口、转弯处设置慢行警示灯并设专人防护。
⑷夜间施工必须配置两路电源或自备发电设备，确保不间断照明。
⑸加强对施工地段道路的养护，保证夜间车辆顺畅通行。
⑹各种施工机械及车辆通过临近村庄时,要尽量减速慢行。
10.3机械施工安全措施
3
⑸严格执行各个岗位安全操作规程，执行各项规章制度。
在大风（超过六级）、大雨、大雾等恶劣天气下严禁作业。
10.4防止挖断光电缆措施
（1）施工前与通信、电务、供电、工务等设备管理部门联系，详细调查工点地下埋设的电力，通信光缆等地下管线情况。
查明准确位置并双方会签。
（2）地下管、线、电缆等隐蔽设施无法提供准确位置时必须采用“人工挖探”的方法，找出有光缆并按规定防护后，方可大面积开挖。
（3）管线地段开挖，采取人工开挖探槽,探清管线数量及线路走向,严禁盲目开挖，开挖时按照探沟开挖交底作业。
（4）现场用白灰标出既有地下管线位置,在管线两侧设警示标示杆、牌。
积极与设备管理单位取得联系改移,在地下管线改移完成后方可进行对应段落的工程施工。
10.5邻近既有线安全措施
（1）施工前，项目部必须组织施工交底，向施工单位、架子队、有关人员交待清楚施工方案、安全措施和应急处置的有关事项。
同时，针对施工中可能出现的问题，所有参建人员做好各自的应急准备工作，配备好必备的机具、材料。
（2）每日上班前，施工负责人召集技术、安全、及领工员等相关人员，进行施工交底，开展安全预想，落实施工安全责任。
（3）驻站联络员和工地防护员必须经过营业线施工安全培训，持证上岗。
施工期间，驻站联络员和工地防护员要通过电台和对讲机进行联系，掌握营业线列车运行和现场施工状况，保证联系畅通。
（4）推土机、平地机等施工机械每台设置一名工地防护员，固定式施工机械在可控范围内设置一名工地防护员。
施工机械所在工地设置应急处理明示牌，清晰注明机械类别、危险源、安全责任人、应急处理措施、简明应急程序和应急电话等信息。
（5）挖掘机旋转半径在铁路限界范围内施工时严禁在线路侧转头，如果必须调头时，挖机应在外侧转头。
（6）工地防护员除按规定配备相关安全防护备品外，现场配备对讲机、信号旗等。
工地防护员必须熟练掌握应急处理措施，出现险情时要严格按照“先防护，后处理，宁停勿撞”的原则进行处置。
当发生影响营业线行车安全时，要按工地防护员除按规定配备相关安全防护备品外，现场配备对讲机、信号旗，工地防护员必须熟练掌握应急处理措施，当发现影响营业线行车情况时，要按以下要求处理，确保行车安全：
①电话、对讲机通知两端车站行车室值班人员处理；
②设置响墩等移动停车信号，保证能够及时拦停列车。
③立即有关上级部门汇报的顺序来处置，确保行车安全。
（7）挖掘机、吊机等危险性较大的自行式施工机械在营业线来车到达前10分钟做好停止施工准备，列车到达5分钟前所有机械设备停止施工，列车通过后方可恢复施工。
（8）工地防护员要密切掌握营业线行车状态，了望距离不足时要增设远端防护员，并明确相邻工点之间的来车通知的相互联络方式。
（9）施工前与设备管理单位、行车组织单位签订安全协议，并在施工前提前将作业计划告知监理、设备管理单位；并在监理和设备管理单位安全监督员到场的情况下方可施工。
（10）在路基施工区域路肩处设警戒绳或钢管采取物理隔离，严禁施工人员进入路肩停、站、走动。
10.6既有线路基观测措施
（1）观测桩设置
褥垫层施工时在既有桥梁承台上或路基上设置观测点，用于观测施工过程中既有线路基水平、位移变化情况；沉降、水平位移观测桩采用Φ28mm长1.2m的钢杆,观测桩应埋深2m以上，受影响的接触网立柱或营业线桥墩，观测点可直接标示在构筑物上,形成固定观测点。
（2）观测频次
施工期间观测频次一般情况下2小时一次，成桩后，每12小时观测一次，延续7天。
（3）观测控制标准
在营业线不限速的情况下，褥垫层施工邻近线路一侧单日位移达2-3mm/d且不收敛时或累计位移达10mm；当其余三面位移达到4-5mm且不收敛时或累计位移达到30mm时；若超出规定时必须停止施工，与监理和设备管理单位（工务段）共同分析原因，立即采取卸载、拉锚等措施进行补强。
（4）观测作业要求
路基观测的仪器、观测方法、观测精度应符合规范有关规定。
（5）观测组人员
由一个专业测量技术员及2个受过专业培训的测量观测人员组成。
（6）观测记录和资料整理：
1）每个点的观测记录必须反映出观测序次、观测时间、相隔时间、观测标高（位移）、本次变化量、累计变化量、变化速率等基本要素，用以进行现场施工控制。
观测发现超出控制标准值应及时通知施工负责人进行现场处理。
2）施工期间，各架子队每天要将对既有线路基观测记录、分析以数据库电子文件形式及时报给项目部、监理站，进行统计分析，以确保邻近既有线施工安全。
11、大型机械防倾覆措施
1、对于可能侵入既有线的大型机械，施工时应尽可能将易倒方向避开既有线和架空线。
大型机械必须按规定设置缆风绳、地锚桩、斜撑杆、配重等防倾覆措施并视情况在既有线侧设置隔离墙或防护网，其走行方向设置为垂直既有线的方向，从而使其易倾覆方向为非既有线位置。
2、各类施工机械在移机、转场前，分管领导、工点施工负责人、工点技术负责人、领工员、安全员、技术员、防护员及现场监理员必须全部到场，经确认各项安全措施到位，场地处理满足规定要求后方可进行移机，严禁夜间转场、移机。
移机就位后，所有在场把关人员检查、确认设备状态，并记录在案。
3、各类大型机械设备操作人员必须取得相关操作证书，且设备运转正常。
各类施工机械必须进行登记、编号管理。
4、在大风（超过六级）、大雨、大雾等恶劣天气下严禁作业。
5、现场人员掌握好设备到既有线、接触网、架空电线等的相对距离，保证各种处于安全的作业范围。
6、指挥人员对所指挥的设备必须熟悉技术性能后方可指挥，并且发出的信号清晰明确。
12、环保、水保措施
1、加强施工管理，实行文明施工，对可能造成环境污染的物质，经过有关部门同意后送到指定地点处理。
所有机械废油回收利用或妥善处理，严禁随意泼倒。
2、采取有效措施防止施工中的燃料、油料、废料等有害物质对周围环境的污染，指定专用存放区，专人保管和处理。
13、文明施工措施
1、对施工现场的文明施工进行监督、指导、检查，对违反文明施工的行为，有权责令限期整改或停工整顿，甚至处罚。
2、施工现场场地平整，道路坚实畅通，设置相应的安全防护设施和安全标志，周边设排水设施；人行通道的路径避开作业区，设置防护，保证行人安全。
3、施工现场的临时设施，包括施工机具设备、运输车辆等，严格按施工组织设计确定的位置布置整齐。
4、现场使用的机械设备，按平面布置规划固定定点存放，遵守机械安全规程，经常保持机身及周围环境的
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