高速铁路基床底层填筑试验段施工方案.docx
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高速铁路基床底层填筑试验段施工方案
基床底层填筑
试验段施工方案
1编制依据
(1)《湖北汉十高铁工程制度管理汇编》(湖北汉十城际铁路有限责任公司);
(2)《新建铁路武汉至十堰铁路孝感至十堰段襄阳段站前工程施工图》;
(3)《铁路路基设计规范》(TB10001-2005);
(4)《高速铁路路基工程施工技术规程》(Q/CR9602-2015);
(5)《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751-2010);
(6)《新建铁路武汉至十堰铁路孝感至十堰段襄阳段站前工程施工图技术交底》;
(7)《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009);
(8)《土工合成材料应用规范》(TB/T50290-2014);
(9)现场调查的相关资料;
(10)我单位拥有的科技工法成果和现有的企业管理水平,劳力、设备、技术能力,以及在同类铁路工程施工中所积累的丰富的施工经验。
2工程概况
2.1工程概况
新建武汉至十堰铁路孝感至十堰段HSSG-5标段起止里程DK200+200~DK233+198.91,线路全长33.066正线公里,其中路基17.836公里,桥梁15.230公里。
本标段基床底层路基填筑试验段施工里程为DK207+640~DK207+840,共200m,填筑高度为2.3m,采用B组填料填筑,由一工区架子一队负责施工。
2.2地形地质资料
本段为垄岗地貌,地形开阔平坦,起伏不大,辟为民房,旱地,局部荒地、水塘、道路等,交通便利。
地表为粉质黏土,层厚约5~8m。
DK207+640~DK207+840段地基采取CFG桩加固处理措施,目前已完成。
2.3水文资料
地表水不发育,地下水以孔隙潜水与基岩裂隙水为主,赋水性差,地下水不发育。
地表水无化学侵蚀性,无盐类结晶破坏作用,无氯盐侵蚀性;地下水有二氧化碳侵蚀,化学环境作用等级为H2,无盐类结晶破坏作用,无氯盐侵蚀性。
碳化环境为T2。
2.4主要技术标准
铁路等级:
高速铁路;
正线数目:
双线;
设计速度:
350km/h;
正线线间距:
5米;
最小平面曲线半径:
350km/h地段7000米,困难地段5500米;
最大坡度:
20‰;
牵引种类:
电力;
到发线有效长度:
650m;
列车运行方式:
自动控制;
行车指挥方式:
综合调度集中。
3施工部署
3.1施工组织机构
在进行路基填筑试验段施工前,我项目部配置经验丰富的人员进行管理,由一工区架子一队负责施工本段路基填筑试验段,试验段施工项目部人员组织机构和施工人员配置见下表。
试验段施工项目部管理人员组织机构
试验段施工管理人员组织及职责
序号
姓名
职务
职责
1
张军方
工区长
施工总指挥
2
吴凌志
副工区长兼总工
技术负责人,方案制定
3
葛志君
架子队长
现场施工组织与协调
4
王瑞
技术主管
现场技术指导、技术交底
5
李峰峰
技术员
现场技术指导、技术交底落实
6
宋相东
安全员
现场安全盯控
7
刘宇浩
质检员
现场质量卡控
8
郑成斌
材料员
材料计划及供应
9
罗柱
试验员
材料质量检验、路基试验检测
10
毛玉宝
领工员
现场机械设备指挥
11
黎银军
工班长
现场施工
12
廖剑
测量员
测量放线
3.2机械配备
为保证试验段达到路基压实质量,我单位拟投入先进的施工机械设备,主要施工机械设备配置见下表。
主要施工机械配备表
序号
设备名称
单位
数量
型号
备注
1
挖掘机
台
3
CAT332D
2
挖掘机
台
1
CAT306E2
3
装载机
台
1
FL958G
4
推土机
台
1
TY220
5
推土机
台
1
TY160
6
平地机
台
1
PY180
7
压路机
台
1
SM26T
8
自卸车
台
24
HOWO
9
加油车
台
1
东风
10
洒水车
台
1
神狐
11
小型夯机
台
1
/
3.3施工进度计划
本段路基试验段工期拟安排如下:
计划于6月30日开始填筑,8月10日完成填筑。
施工前先对路基地基进行加固处理,此项工作已经提前进行,因此在该施工方案中,此项工期未予计划。
3.4测量、试验检测仪器
我标段将配置先进的测量仪器及试验检测设备,保证路堤填筑施工质量,配置的测量、试验检测仪器见下表。
测量、试验检测仪器配置计划
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
检定状态
1
全站仪
瑞士leicaTC702
套
1
合格
2
水准仪
南京1002
台
1
合格
3
水准尺
5m铝合金尺
把
1
合格
4
K30平板载荷仪
YB-150,φ300mm
套
1
合格
5
灌砂筒
φ150mm
个
1
合格
6
案秤
AGT-10
套
1
合格
7
动态变形模量(Evd)测试仪
ZFJ02
套
1
合格
8
静态变形模量(Ev2)测试仪
ZFJ05
套
1
合格
9
静力触探仪
-
套
1
合格
4试验目的
4.1试验目的
本试验段施工的目的:
(1)为了确定基床底层施工机械设备的组合。
(2)为了确定本段基床底层施工参数(填料质量、碾压施工工艺、压实遍数、松铺厚度、试验检测方法等)。
(3)为了使所有的管理、施工人员详实、准确地掌握本段线路施工范围内路基的施工方法。
(4)通过试验取得各项技术资料,经过分析整理,写出总结报告,报经监理及上级主管部门确认,确保路堤填筑质量,并使该成熟工艺得到推广,从而有效控制路基施工质量和进度。
4.2设定试验组合
为了确保取得的工艺参数能够指导施工,设定了几种试验组合,检验路基填筑在不同的松铺厚度、不同的含水率、不同的压实组合下的压实标准。
组合情况详见下表。
基床底层填筑试验组合
松铺厚度(cm)
含水量
碾压方式(遍)
检测内容
30
wopt-2%
1+2+2+1(静压+弱振+强振+静压)
Evd,K,K30
wopt
Evd,K,K30
wopt+2%
Evd,K,K30
wopt-2%
2+2+2+2(静压+弱振+强振+静压)
Evd,K,K30
wopt
Evd,K,K30
wopt+2%
Evd,K,K30
35
wopt-2%
2+2+2+2(静压+弱振+强振+静压)
Evd,K,K30
wopt
Evd,K,K30
wopt+2%
Evd,K,K30
40
wopt-2%
2+2+2+2(静压+弱振+强振+静压)
Evd,K,K30
wopt
Evd,K,K30
wopt+2%
Evd,K,K30
说明:
(1)每种试铺厚度通层铺筑,每60m左右调整含水量。
(2)每种试铺厚度铺筑层数以取得符合要求的结果为止。
5施工工艺及方法
5.1施工工艺流程
基床底层填筑时应按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工,各区段内严禁几种作业交叉进行,并设置明显标识。
基床底层填筑施工工艺流程如下图所示。
5.2施工方法
5.2.1施工准备
(1)填料确定及运输
路堤填筑之前选择取土场,并对选定的取土场的土源进行土质取样、筛分检测,以确定该土样质量是否满足规范和设计要求。
本段路基填筑取土场为霸山取土场,经过现场勘查确定,并报业主、设计单位审批合格,土工试验检测料源符合B组填料要求,详见后附填料试验报告。
根据图纸及设计要求:
基床底层填料采用B组填料,填料的最大粒径不得大于6cm。
路堤填筑高度大于3m,路堤填筑过程中,在边坡3m范围内每填筑0.6m铺一层极限抗拉强度不小于35KN/m的土工格栅,土工格栅进场检验合格。
填料运输采用自卸汽车进行运输,在运输过程中应对填料表面进行覆盖。
(2)现场准备
施工前对进场施工人员进行教育培训,考核合格后才能上岗作业。
特种作业人员应持证上岗。
施工机械设备应进行保养和检修,确保性能良好,特种设备要履行备案手续。
施工便道已经严格按照标准化要求进行施工,主干道宽6.5米,两侧设排水沟,便道主体压实平顺,表层铺设一层泥结碎石。
在路基填筑之前,做好临时排水措施,临时排水措施要与永久排水措施相结合。
(3)施工测量、沉降观测元器件埋设
a.测量放样
由测量队在试验段全面恢复中线,并放出路基施工边线桩。
在测量放线同时,测放出沉降板及位移观测边桩的位置,沉降板及位移观测边桩的
位置见下表。
序号
里程
沉降板
位移监测边桩
1
DK207+479
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
2
DK207+496
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
3
DK207+550
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
4
DK207+627
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
5
DK207+634
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
6
DK207+725
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
7
DK207+800
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
8
DK207+843
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
9
DK207+857
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
10
DK207+900
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
11
DK207+970
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
12
DK207+977
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
13
DK208+050
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
14
DK208+093
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
15
DK208+102
线路中心1个
左右侧坡脚外2m、10m各1个
b.沉降板的埋设
沉降板工作原理:
放在基底的沉降板随地基沉降而下沉,通过连接在上面的测杆测量其高程,测杆高程减去杆长度即为沉降板高程,每次沉降差即为地表沉降值。
沉降板的埋设:
沉降板由钢底板、金属测杆(Ф40mm镀锌铁管)及保护测杆的Ф75mmPVC塑料管组成。
金属测杆通过3根Ф10mm钢筋采用双面电弧焊焊接在钢底板上,金属测杆用内接头连接,保护套管用PVC外接头连接,随着填土的增高,测杆与套管亦相应加高,每节长度不超过100cm,接高后的测杆顶面应高于套管上口。
沉降板埋设位置应按设计测量确定,沉降板埋设在褥垫层顶部并嵌入其内10cm,采用中粗砂回填密实,再套上保护套管,保护套管略低于沉降板测杆,上口加盖封住管口,并在其周围填筑相应填料稳定保护套管,完成沉降板的埋设工作。
采用水准仪按照国家二等水准测量方法测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高作为初始读数,随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管,每次接长高度以1m为宜,接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量,金属测杆用内接头连接,保护套管用PVC管外接头连接。
c.位移监测边桩的埋设
位移监测边桩埋置在路堤坡脚外2m和10m处,与沉降板同里程埋设;位移监测边桩采用长度为100cm,φ10cm的松圆木打入地基内,桩顶露出地面的高度不大于10cm,桩顶中心埋设一小钢钉。
埋置方法采用洛阳铲打入设计深度,将制作好的位移边桩放入孔内,要求桩周围以C15号混凝土浇筑固定,确保位移边桩埋置稳定。
d.沉降观测板及观测桩断面图
5.2.2基底处理
本段路基基底处理采用CFG桩加固处理,在路堤填筑之前,CFG桩褥垫层必须施工完成并经检验合格。
5.2.3分层填筑
路基填料采用自卸汽车运输至施工现场,在运输过程中进行覆盖,防止水分蒸发散失。
填料出场前应进行最大干密度试验。
填筑前首先放出线路中桩和填筑边线,每10m钉出边线木桩,为保证路基边缘的压实度,路堤填筑宽度应比设计线每边宽出50cm。
在场地中划出方格网,并用白灰洒出,按自卸汽车每车的方量(28m³)和松铺厚度,计算方格网的尺寸,每一个方格网内均匀卸一车土,根据计算,在不同的松铺厚度下,方格网尺寸为8m×11.7m(30cm)、7.8m×10.3m(35cm)、7.6m×9.2m(40cm)。
现场领工员指挥车辆进行按顺序倾倒填料,根据现场地形由低向高分层进行填筑。
5.2.4摊铺平整
为保证每填层的平整度及层厚的均匀,路基边、中、边每隔15米钉摊铺层厚桩纵横挂线,进行厚度检查核实。
填料在摊铺过程中,容易出现大颗粒骨料集中现象,在推土机和平地机摊铺过程中,辅以人工配合,对大颗粒骨料集中地方进行二次拌和或撒细颗粒以确保所摊铺的填料均匀填料摊铺平整。
先用推土机进行初平,再用平地机进行精平,路基顶面做成两侧4%的横向排水坡。
基床底层填筑过程中,在边坡3m宽度范围内每填筑0.6m铺一层极限抗拉强度不小于35KN/m的土工格栅。
土工格栅铺设时应从防护护坡底部开始,避免防护工程施工挖槽时破坏土工格栅。
土工格栅铺设时应符合下列规定:
(1)铺设土工格栅的下承层表面应整平、密实,并清除表面坚硬凸出物。
(2)铺设土工格栅时,应将强度高的方向置于路基主要受力方向。
(3)土工格栅的连接应牢固,受力方向连接强度不应低于设计允许抗拉强度。
(4)土工格栅铺设时,应拉紧展平插钉固定,不应褶皱扭曲,并应与路基面密贴。
(5)多层铺设时,上下层接缝应交替错开,错开距离不应小于0.5m。
(6)铺设土工格栅时,幅与幅之间纵向连接可采用搭接,搭接宽度宜为0.3-0.5m。
5.2.5洒水晾晒
在填料的运输过程中应对自卸汽车进行覆盖,防止水分蒸发散失,运输到现场摊铺完成的填料含水率过大或过小时,应晾晒或洒水拌匀,满足最佳含水率±2%范围内方可使用。
5.2.6碾压夯实
摊铺整平后,松铺厚度、平整度和含水量符合要求即开始碾压。
本试验段采用振动压路机两台,以中线为界,各压半幅路基宽度,分别记录各自的碾压遍数及碾压速度。
碾压时采取从两侧向中心的顺序,纵向进退式碾压,行与行轮迹重叠0.4m,纵向搭接长度不小于2.0m,上、下两层填筑接头错开不小于3.0m,以保证无漏压、无死角,确保碾压的均匀性。
碾压方法为:
静压、弱振、强振、静压。
遍数按试验组合设定进行。
碾压行驶速度开始时用满速(宜为2-3km/h),最大速度不超过4km/h。
在边坡3.5m范围内碾压时应采用中低速。
严禁压路机直接在土工格栅上行走作业。
5.2.7检测签证
在每一填层碾压三遍后即进行设定待检参数的检测。
基床底层填料的
压实指标分别见下表。
基床底层压实标准
指标
压实标准(碎石类及粗砾土)
地基系数K30(Mpa/m)
≥150
动态变形模量Evd(Mpa)
≥40
压实系数K
≥0.95
基床底层填料压实系数检测的数量及布置是沿线路纵向每100m长,每压实层抽样6点,其中正线路基左、右距路基边线1m处各2点,路基中部2点。
地基系数、动态变形模量检测的数量及布置均是沿线路纵向每100m长,90cm厚抽样检查4点,正线路基距路基边线2m处左、右各1点,路基中部2点。
试验过程中安排技术人员、检测人员记录压路机的碾压速度、碾压顺序、碾压遍数及压实度检测等情况,以便整理出指导大面积路基填筑施工的总结报告。
5.2.8路基整修
路堤边坡采用加宽超填,并采用专用边坡压实机械施工。
路基刷坡采用机械进行刷坡,按设计坡率刷除坡面松土,机械刷坡时应用坡度尺控制坡度。
刷坡后的边坡应密实、稳固、平顺,坡率应符合设计要求。
5.3质量检验标准
路堤外形尺寸检验标准、频次详见下表。
基床底层厚度、顶面宽度、顶面横坡的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检查项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
厚度
±30mm
沿线路纵向每100m抽样检验3点
测量仪器测量
2
顶面宽度
不小于设计值
沿线路纵向每100m抽样检验3个断面
尺量
3
顶面横坡
±0.3%
坡度尺量
5.4数据记录与处理
5.4.1沉降与边桩位移观测
(1)沉降观测
测量精度应达到二级水准标准。
在路堤填筑期间要求每天观测一次,在沉降量急剧增大的情况下,每天观测次数不少于2~3次。
沉降观测记录表详见下表。
沉降杆观测记录表
观测
日期
初始高程(m)
测杆长度
(mm)
测杆顶高程
(mm)
沉降量
(mm)
间隔天数
(天)
沉降速率
(mm/天)
对测量结果及时计算整理,绘制各种图表供分析研究,决定下一步工作之用。
(2)位移边桩的观测
当填筑开始后与沉降板观测同步进行,观测仪器采用瑞士leicaTC702型全站仪,每次测量结果及时整理,并绘制各种图表,分析各相关关系。
位移边桩观测记录表详见下表。
位移边桩观测记录表
观测
日期
初始坐标(mm)
观测坐标(mm)
位移量
(mm)
间隔天数
(天)
位移速率
(mm/天)
X轴
Y轴
X轴
Y轴
5.4.2试验段数据的分析
根据试验段所获得的数据,确定对不同填料压实机械、分层厚度、压实遍数、碾压搭接宽度等基本数据,并进行分析。
所有试验数据均由技术员现场记录,记录样表如下:
路基填筑工艺试验记录表
层数
填料种类
含水率
虚铺厚度
压实厚度
压实遍数n
行走速度
机械组合
密实度检测值
填筑加宽量
备注
最佳含水率
实测含水率
地基系数K30
压实系数K
Evd
Ev2
5.5施工注意事项
5.5.1四电、过轨管线预埋
根据设计图纸,需从路基中预埋管道过轨的构筑物有通信电缆、信号电缆、电力电缆、接触网贯通地线,凡有过轨管道处路基两侧均应设置电缆井。
埋设于路基上的过轨管线与路基同步施工。
根据施工图标示位置利用全站仪精确测量定位。
在路堤填筑至基床底层顶面后埋设,采用轮胎式小型开槽机械挖沟或人工开挖。
在基床内挖一条与钢管尺寸相当的横沟并进行管槽基处理。
过轨管施工采用人工或机械开槽,槽底设C15混凝土基础,厚不小于0.1m。
根据设计图纸标识,试验段里程范围内无四电过轨钢管预埋。
在DK207+700处预埋一处贯通地线横向连接线。
5.5.2预留沉降量
(1)填筑路堤应考虑施工时和竣工后路堤本体的压缩和固结,根据堤高、填料种类及压实条件,并结合施工季节及延续时间,适当保留沉降量。
(2)路堤预留沉降量的取值:
对于路基本体压缩量,可按平均堤高的0.2%-0.4%预留沉降,本段路基平均堤高5m,预留沉降量可取为0.3%即1.5cm。
6总结报告
(1)路基填筑工艺试验主要整理、总结以下内容:
①绘制不同虚铺厚度的压实系数K、地基系数K30或变形模量Ev2和动态变形模量Evd随碾压遍数变化的关系曲线,并根据相应的试验结果,确定适宜的碾压遍数和虚铺厚度。
②绘制在固定某一适宜填筑厚度条件下压实系数K、地基系数K30或变形模量Ev2和动态变形模量Evd随含水率变化的关系曲线,并根据相应的试验结果,确定施工控制含水率范围。
③根据沉降及边桩位移观测,确定合适的填筑速率和填层厚度。
(2)路基填筑工艺性试验段完成后,及时编制试验段总结报告并报监理单位确认,报告主要包括以下内容:
①机械设备组合;
②压路机碾压行走速度、碾压方式、碾压遍数;
③填料的施工含水率控制范围;
④适宜的松铺厚度。
7质量保证措施
7.1组织保证措施
为确保试验段所得各项数据全面、准确,真正达到试验目的,除满足一般施工要求外,着重加强以下措施:
(1)成立试验段质量管理小组,明确各成员的质量责任。
(2)开工前对全体参与人员进行试验段方案的讲解,领会试验目的,明确试验工作程序,掌握需控制的标准,从而将各阶段的质量责任分解到各具体人员或班组。
(3)各种检测、测量仪器鉴定合格后方可使用,在试验期间,保证同一测试项目的仪器不中途更换。
(4)施工机具的性能保持良好,进场前向监理报验。
(5)坐标和水准基点位置牢固可靠,数据可信,并请监理复核认可。
(6)施工中严格贯彻执行三级质量检查监督制。
(7)在专门的记录表格上,及时、准确做好施工记录。
7.2具体施工措施
(1)地基处理:
严格按照设计图纸要求进行地基处理,褥垫层填筑施工规范,保证地基加固处理的施工质量。
(2)填料选择:
制定土石方调配方案,检测填料性能,确定填料适用性,不同性质的填料分别填筑,避免混填。
每一摊铺层填料的粗细料摊铺均匀,避免有粗集料或细集料窝。
较大粒径石块均匀分布于填筑层中,石块间的空隙用较小的碎石、石屑等填充密实,保证层厚均匀、层面平整。
加强对填料的含水率的检测,使运输到现场的填料含水率适合,当填料过湿或过干时,采取晾晒或洒水措施。
(3)填料厚度控制:
严格按照设定的试验组合进行松铺厚度的控制,为保证每填层的平整度及层厚的均匀,路基边、中、边每隔15米钉摊铺层厚桩纵横挂线,进行厚度检查核实。
(4)分界面处理:
基床底层与表层的分界面进行夯实、整平,经检查核对其高程后,再分别按基床构造的规定填筑压实。
(5)地表纵横坡处理:
在地面横坡陡于1:
10的斜坡上挖台阶,台阶自上而下进行,沿线路横向挖台阶的宽度及高度应符合设计要求。
沿线路纵向台阶宽度不小于2.0m,并碾压整平。
当地形斜坡较陡时,加大台阶宽度,严格控制分层填筑厚度及压实度,加强路基变形观测。
(6)填筑工艺:
按三阶段、四区段、八流程组织施工,基层底层填筑时按横断面全宽、纵向分层填筑压实,避免出现纵向接缝。
当原地面高地不平时,先从最低处分层填筑,并由两边向中心填筑。
当基床底层各段不同步施工时,纵向接头处在已填筑密实的基础上挖出硬台阶,台阶宽度不小于2m,高度同填筑层。
(7)雨季路堤施工:
每次作业收工前将铺填的松土层摊铺压实完毕,且填筑的每一层压实面均做成向路基两侧2%~4%的横向排水沟。
严禁雨天施工非渗水土的填筑。
(8)杜绝在路基附近挖沟取土、堆载及降水。
(9)铺设的土工材料规格、型号,铺设位置必须符合设计及规范要求。
8雨季施工措施
8.1雨季施工组织措施
1、成立以工区长为第一责任者的雨季施工领导小组,全面负责雨季施工的规划、指导工作,保证施工期间路基不被雨水浸泡,不影响工程质量。
2、领导小组成员:
组长:
张军方
副组长:
刘长森、吴凌志
成员:
葛志君、王瑞、李峰峰、宋相东、刘宇浩、郑成斌、罗柱、毛玉宝
雨季施工领导小组下设办公室,办公室设在工区工程部,实行24小时值班,由工程部负责具体日常工作,安全质量部设专职安检工程师和安全员,各作业班组设兼职施工员、安全员,自上而下形成雨季施工生产监督、保证体系。
3、雨季施工领导小组工作职责:
(1)调度工地生产,加强对气象信息的收集,按时收听、咨询当地天气预报,及时了解气象变化情况,及时调整施工安排和布置防雨措施
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