铁路工程路基施工过程中质量管理分析

2020-02-16 10:37张玉龙
设备管理与维修 2020年8期
关键词:填料注浆路基

张玉龙

(中铁十九局集团有限公司,北京 100176)

0 引言

铁路工程路基施工是基础性环节,对于铁路工程整体质量起着不可或缺的作用,要加强铁路工程路基施工过程的质量管理与控制,把握铁路工程路基施工各个关键点,实现对施工全过程的质量管控,延长铁路路基结构的安全耐久性,降低铁路工程路基施工成本,促进铁路工程施工企业的持续稳定发展。

1 确定铁路工程路基施工方案

铁路工程路基施工要全面落实质量、安全、工期、技术创新及环保管理要求,进行铁路工程路基施工前期勘察和设计,严格依照设计文件进行施工,确定科学合理、切实可行的铁路工程路基施工方案,并组建项目队伍,充分考虑参与施工人员的资质、管理水平和素质,较好地实现对路基工程施工项目的监督和控制。

首先要强化工程项目管理人员及施工人员的质量管控意识,调动施工人员的积极性和主动性,强化施工人员的责任心[1]。还要严格执行施工人员的资格报审制度,审核施工人员的资质条件,包括项目负责人、工程师、施工员、质量检查员、试验员、材料员等岗位人员的资质状况,加强施工人员的技术培训,为提升工程施工质量奠定人员基础。

2 加强施工原材料质量管控

路基填筑土石是应用数量较多的原材料,要依照现行铁路路基设计规范,进行路基施工地质勘察调研和试验等工作,对土石材料进行分类和抽样检测,杜绝劣质材料入场。要充分考虑当地的地形地貌、地下水及土性等要素,选择一般填料用于路基基床的下部,而将优质填料应用于路基基床的上部[2]。对于路基浸水部位则选用渗水性填料,并根据最佳掺和料、最佳配比及改良后强度进行选配。同时,在原材料使用之前,要进行土石原材料的不间断抽样检查,对片石、河砂等材料进行产地、性能的检验和调查,出具翔实的检测报告,做到量材而用。

3 加强土方路堤填筑施工质量管控

(1)做好施工前的准备工作。要做好测量放样,恢复中线并放出边线,进行前期地质勘察和土质试验,合理确定施工流程及土方调配方案,有序组织人员及机械设备入场。开工前还要做好路基范围内各类现有障碍物和设施的场地清理,进行现场核对,采用分期分批的方式进行场地清理。

(2)做好施工过程质量控制。在进行路堤填筑施工的过程中,可以采用横断面全宽、纵向分段分层填筑的方式,有效控制路基的压实度和摊铺厚度,并确保路基填料符合设计要求,同一作业区的不同填料要进行分层填筑,不同填料的厚度要>50 cm,并保证各填筑层的平整度和路拱达到设计要求。同时,要在边坡两侧超填0.4~0.5 m,进行边坡压实,洒上石灰线,控制上层填土,使之与路堤全断面保持一致,确保路基侧面边坡的坡率[3]。在填筑段的摊铺整平施工作业中,可以采用平地机由两侧纵向行驶,从两边向路基中心刮平,再用人工填平凹坑的辅助方式,确保压实质量。还要随时检测填料的含水量,保证最佳含水量在±2%。另外,在进行碾压夯实作业中,要选取适宜的碾压机械,可以采用重型振动压路机,由两边向中间进退式碾压施工,使之达到规定的填土厚度和密实度。

4 加强铁路工程路基沉降的整治管控

(1)路基沉降控制。铁路工程路基施工存在沉降问题,主要是由于建造时地基处理力度不足而导致路基承载力下降,还有就是在水的作用下路基土软化导致沉降变形的现象。为此,要加强铁路工程路基沉降变形的整治,可以采用注浆加固法进行路基沉降变形整治,将浆液注入路基下部和基底,粘合之前松散的填料和土质,降低填料及地基土的孔隙率和渗透系数,增强浆液凝固的强度,提高路基承载力和防水效果[4]。

以某铁路区段路基沉降变形整治为例,可以选择硫铝酸盐水泥单液浆,采用路基下部及基底袖阀管注浆加固策略,具体注浆施工流程:①孔位布置。在路基护道平台下的边坡上钻入一个斜孔,孔间距为0.4 m,孔径大小为11 cm,扩散半径大小为10 cm,入土深度为10 cm,纵向间距为20 cm;②注浆参数设定。要根据路基的不同部位设定注浆参数,一般来说,路基基床内的注浆压力约为0.2~0.3 MPa,基床以下的注浆压力约为0.5~0.8 MPa,并根据现场监测数据和注浆试验,合理调整注浆孔间距和注浆压力;③制浆。可以选用低于200 r/min 的制浆机进行制浆,搅拌时间2~6 min,将100 目的过滤网设置于出浆孔中,待制浆完成之后即行注浆;④注浆。注浆通常采用后退式分段注浆的方式,分段步距为100 cm,注浆速度为10~100 L/min,采用奇、偶两种顺序进行注浆,注浆作业期间要严密监控,关注注浆处地面高程的变化,对于注浆作业中出现的跑浆、串浆等现象,要进行换孔作业,待注入的浆液初凝之后再行补注,有效提高注浆压力,确保浆液在地层中的均匀扩散。要注意的是,当出现注浆压力较低时,要采用间歇注浆、减少浆液胶凝时间、增加注浆量等方式,进行注浆控制。

(2)路基变形监测控制。对于铁路工程路基施工过程中出现的路基变形问题,要采用水准测量法进行质量控制,可以采用电子水准仪进行水准测量,预先埋设观测点,沿铁路纵向设置间隔5 m 的观测标,将优级反射片埋设于道床板侧的中间,使反射片的正面对着线路法线方向,实现随时观测。并采用全站仪相对固定设站法,间隔1 h 观测1 次沉降变化,异常状态下要紧急停止注浆,并对相应路基段进行监测和及时反馈,生成注浆监测报告。并对若干个监控观测桩进行观测,获悉注浆过程中的路基变形情况,进行各断面变形监测分析,通过动态监测可知路基整治后轨道的动检车峰值情况,上、下行线高低峰值变化不大,较为平稳;沉降所在单元TQI 值在1.97~3.15,表明路基整治之后的轨道线路较为平顺。从静态监测来看,通过对不同断面的静态水准观测可知,上、下行线沉降量变化较小,最大沉降量<3 mm。综上可知,对于路基施工存在的沉降变形现象,可以采用注浆加固的处理措施,有效提升基底土的强度和刚度,减少路基沉降及基床表面的应力。

5 铁路工程路基施工冻害防治的质量管控

融沉和冻胀是多年冻土地基的病害,极大地威胁铁路的正常运营和安全,可以采用以下方法进行路基施工冻害的防治处理:

(1)设置地下排水隔水设施。路基病害极大程度上来源于水分因素,可以通过排水隔水法进行路基水分条件的控制,削弱或消除地基土的冻胀。主要包括有:①排水法。通常适用于山坡山岗地段的路基工程施工,采用挖方或半填半挖的方式,扩大路基边沟,在边沟设置>0.5%的纵坡,并间隔一段距离设置出水口,避免外来水无法及时排出而侵入路基[5]。还可以合理设置截水沟,根据水量的大小确定截水沟的尺寸,并在路堤或路堑设置暗沟,暗沟上层铺设防淤层。在道路一侧设置一定厚度的隔水层,避免暗沟中的水分渗入路基。另外,可以通过设置砂桩的方式,降低地下水位线,排除路基土体内的水分;②隔水法。可以在路基中设置透水性隔水层或不透水性隔水层,通常采用砂砾、碎石炉渣等孔隙较大的材料形成透水性隔水层,阻止地下水向上层迁移。并采用不透水材料形成不透水隔水层,阻断水分在路基中的迁移。

(2)换填非冻胀性材料。可以采用粗砂、砾石等非(弱)冻胀性材料替代天然地基的冻胀性土,削减路基的冻胀,将冻胀变形控制在一定范围以内。

(3)物理化学法。可以采用人工盐渍化改良、憎水物质改良、土颗粒聚集或分散改良等方式,改变土体中水分迁移的强度,降低水分冰点,削弱冻胀。以人工盐渍化改良施工为例,可以直接将氯化钠等盐分洒在铁路路基上,防止路基或路面冻胀;也可以将基坑的回填土进行盐渍化处理,将其回填至预先挖好的基坑内,并夯实处理。

(4)增强建筑物抵抗能力。可以通过增加道床厚度的方式,改变路基的受力结构,并考虑采用重型钢轨和大轨枕,减小轨枕间距,增加轨枕与道床的接触面积。

(5)保温法。可以在建筑物基础底部或周边设置隔热层,增大热阻,减小导热速率,延迟地基土的冻结,削弱冻胀现象。

6 结束语

铁路工程路基施工要做好原材料的质量控制,进行施工全过程的质量管控,加强路基施工过程中出现的沉降变形控制,针对路基施工中的融沉和冻胀病害进行防治,确保铁路工程路基施工质量。

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