高速铁路项目路基工程施工组织设计方案(12页).doc
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编号:738990
2023-08-25
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1、xx高速铁路路基工程设计、施工规范及施工组织简介Xxx高速铁路路基工程设计、施工规范及施工组织简介一、工程概况xx高速铁路路基工程主要有路堤、路堑两大结构,并以路堤为主。主要工点类型有:软土、松软土、浸水、地震液化路基,软质岩石、硬质岩石和下蜀粘土路堑。主要的地基加固措施有:塑料排水板,袋装砂井,挤密砂桩,碎石桩,粉喷桩,搅拌桩,旋喷桩,强夯,换填,土工格栅等。边坡防护类型有:干砌片石,浆砌片石,喷锚,固土网垫,边坡植草,挡土墙等。路基的主要结构:由地基、路基下部、基床及附属组成。基床表层用级配碎石填筑,基床底层用A、B类填料填筑,下部的路堤本体可用A、B、C类土填筑,并配套设计有较完备的路基2、排水设施,全封闭防护栅栏等。路基总长约750公里,占线路57.4%,土石方总量1.3亿立方米,路堤平均填筑高约6米。软土和松软土不良地质路基有439处,长231.5公里,约占路基总长度三分之一,软土路基填筑高度控制在5以下。xx至xx段路基工程除济徐段有部分路堑挖方外,其他段落均设计为路堤,路堤平均填高6.5m。高速线路路基个别设计工点691处,总长304.4km,占本段线路总长的45.6% 。其中xx至济南段分布有软土和松软路基297处,计182.8km,分别采用复合地基法和排水固结加载预压等方法予以加固处理。xx至上海段路基长度约336KM,占本段线路全长53.8%,路基工点主要有液化土路3、基、软土与松软土路基、软质岩及硬质岩路堑、浸水路基、下蜀黏土路堑、路堤边坡防护及支挡等类型。液化土路基主要分布在CK25+000CK70+000、CK450+000CK456+000段;软土与松软土路基主要分布在京杭运河两岸以及定远、滁州至丹阳段坳沟与丘间谷地、南京至丹阳间长江及支流一级阶地及高阶地坳谷区、丹阳至上海长江三角洲平原区;软质岩及硬质岩路堑主要分布在xx、定远、滁州境内剥蚀丘陵及宁镇丘陵地段;浸水路基零星分布于全线;下蜀黏土路堑主要分布在滁州至丹阳段长江二级阶地岗地区;支挡工程主要分布在高塘集至丹阳段丘陵及岗地区;路堤边坡防护分布于全线。二、工程特点高速铁路路基的设计顶面宽度、基床4、厚度、填料标准、压实度和工后沉降控制与现行级重载铁路路基相比,技术标准高。1、路基结构标准高。路基基床结构总厚度达到3.0米,表层厚0.7米,填筑级配碎石或砂砾石,基床底层结构厚2.3米,填筑A、B组填料。路基与桥台或涵洞的连接处设置过渡段,通过提高基床的材质和强度,提高路基容许承载力,改善轨道基础纵向刚度渐变条件,保证高速行车的平顺性。现行级铁路路基基床总厚度为2.5米,表层厚0.6米,底层厚1.9米,采用C组及以上填料,不采用级配碎石或级配砂砾石,路基与桥(涵)连接处不设过渡段。2、严格控制工后沉降和沉降率。为保证上部轨道具有持久的高稳定性及平顺性,路基结构设计首次采用了变形和强度结合控制5、的原则,规定路基工后沉降一般地段不大于10厘米,年沉降率不大于3厘米,过渡段工后沉降不大于5厘米。对沉降控制较困难的软土及松软土地质的路基,需采取排水固结、堆载预压、复合地基等地基加固措施。软土路基施工,须严格控制填筑速率,一般周期为7天一层土,为满足工期要求和工后沉降标准,需采取堆载预压措施,时间一般需要12个月。3、填料标准高。路基基床表层采用级配碎石或级配砂砾石等材料,基床底层采用A、B组填料。基床填料有严格的材质、粒径和级配要求,为保证达到设计标准,必须设级配碎石拌合站或填料改良场对级配碎石、级配砂砾石或土质较差的填料,进行集中拌合级配或改良。4、xx沿线A、B类填料短缺,土壤改良工作6、量大。xx至天津区段,丹阳至上海区段需外购A、B组填料约2100万立方米,天津至济南,xx至南京,丹阳至上海区段需改良填料2900万立方。三、高速铁路路基设计标准(一)设计思想及依据1、运输组织模式是决定高速铁路主要技术方案与技术标准的前提和基础。国外高速铁路大体上的两种运输组织模式,即:日本和法国采用全高速模式;德国、西班牙、意大利等国采用客货混运模式。xx高速铁路为提高运输服务质量,适应市场发展需求,充分利用既有线上高档次列车的资源,暂行规定建议近期采用不同时速高速列车共线模式,远期实现全高速模式。 2、速度目标值:列车最高行车速度按300设计,平、纵断面及基础设施按350设计。3、高速铁7、路路基桥梁等的建设标准和技术要求之所以比一般铁路高得多,根本的原因是由于高速铁路必须保证高速轨道具有持久稳定的高平顺性。4、高平顺性、高稳定性的路基是确保轨道高平顺性的前提条件。因此,路基设计和施工必须满足路基工后沉降小、不均匀沉降小,在动力作用下的变形小、稳定性高等要求。工后沉降的控制值已在上面作了说明。不均匀沉降一般是指在100米范围内的路基不均匀沉降。5、必须控制路基的初始不平顺性。这是因为路基的初始不平顺过大,将会导致道床厚度不均,道床弹性和残余变形积累不均,会逐渐形成轨道的中长波不平顺。6、高速铁路对路基填料的强度和密实度有较高的要求,按照现行铁路路基设计规范对填料的划分标准,可能会8、存在由于对某些土类划分不细,在实际施工填筑中达不到暂行规定的压实密实度等指标的问题。因此,在勘测与设计阶段,就应重视填料问题,对拟采用的填料物理力学指标进行分析,对可能在施工中造成问题的填料进行必要的野外填筑试验,取得实际经验。7、暂规对路基宽度的规定主要考虑以下因素:路基稳定的需要;相关设施布置的需要;满足养护维修和确保人员安全避让的需要。8、列车荷载与上部建筑重量的换算土柱高:当19KN3,02.8;当18KN3,02.9。(PQ)(3.4)路基面动应力大小及分布的设计取值:100KP;L1.8。9、高速铁路基床厚度按列车荷载产生的动应力与路基自重应力之比为0.2的原则确定。由布氏理论计算9、得路基基床厚度为3.0米。10、路基基床表层的厚度由以下两个方面的原则确定:变形控制在列车荷载作用下路基顶面变形量不大于0.35,强度控制作用在基床表层下填土上的动应力不大于填土允许应力。综合取0.7米。11、为了防止道碴嵌入及防止基床底层颗粒进入基床表层,不同材料之间的级配需满足太沙基反滤准则,即D15485。12、在软土地基上修筑路堤,最突出的问题是在施工过程及竣工后路堤的稳定和沉降。因此规定在施工过程中,必须对边桩和路堤地基的沉降观测设备按设计要求的观测频率及精度进行定期观测。一方面根据观测数据调整填土速率,以保证路堤在施工中的安全和减少附加沉降(路堤中心地面沉降速率每昼不大于1.0,坡10、脚水平位移速率不大于0.5);另一方面,作为动态设计的主要内容,根据沉降观察资料,及时整理绘制“时间填土高沉降量”曲线,反算地基固结系数或推算最终沉降量,为铺轨前对路基进行评估提供依据。13、植物防护作为绿色工程已经在世界高速铁路中得到广泛的应用。在xx高速铁路路基边坡防护工程中,根据填料情况、线路经过地区的地质条件、气候特征等选择合适的植物种类,并结合土工合成材料的应用,采取绿色植物防护措施是很有前境的。14、路基相关设施主要涉及电缆槽和牵引电力支柱。国外采用的施工方法情况如下:牵引电力支柱基础采用机械成孔,路基填筑到电缆沟槽底部设计标高后预埋。xx高速铁路昆山试验段计划试验利用机械开槽机在11、路堤填筑好后开槽直接埋设。(一)路基设计标准横断面(1)路基标准断面形式:见图8-1、8-2、8-3。图8-1 双线路堤标准横断面图8-2 双线路堑(硬质岩)标准横断面图8-3 双线路堑(软质岩石、强风化硬质岩石及质)标准横断面高速铁路与普速铁路主要技术参数对比见下表。路基技术参数对比 序号项目名称高速铁路级铁路(重载)1路基宽度路堤13.8米11.6米2路堑13.8米11.2米3路基基床表层厚度0.7米0.6米4底层厚度2.3米1.9米5填料基床表层必须使用级配碎石或级配砂砾石可使用A、B组填料,有条件地使用C组填料6底层应采用A、B组填料或改良土可使用A、B、C组填料,有条件地使用D组填料12、7路堤下部可采用A、B、C组及改良土可采用A、B、C、D组填料8压实标准基床表层细粒土不使用K3090、K0.919粗粒土K30190、18%K30120、D0.7510基床底层细粒土K30110、K0.95K3080、K0.8911粗粒土K30130、28%K30100、D0.7012路堤下部细粒土K3090、K0.90K3070、K0.8613粗粒土K30110、31%K3080、D0.6514沉降控制标准工后沉降10厘米,年沉降率3厘米;过渡段工后沉降5厘米沉降比控制(C0.0050.025)(二)路堤与桥涵过渡段及路堤与路堑过渡段设计原则1、路堤与桥梁过渡段(1)过渡段长度:L=A+213、H。A取35m。(2)过渡段路基结构型式及材料类型过渡段路堤基床表层应满足前述基床表层的有关要求,表层以下以级配碎石分层填筑,填筑压实标准应满足K30150MPa/m和孔隙率n28%。靠桥台一侧2m范围内,填筑级配碎石中掺入35%水泥,并在路基与桥台结合部设宽10cm带排水槽的渗水墙,渗水墙采用无砂混凝土块砌筑,长30cm、宽10cm、厚15cm。在渗水墙底部设直径f=20cm渗水管将渗流水排出路基以外。如图24所示:图2-4 桥路过渡段形式.I-I断面图2、路基与横向结构物(立交框构、箱涵等)过渡段路堤与横向结构物接处,应设置过渡段。详见图2-5。 图2-5路堤与横向结构物连接处设置方式图当14、横向结构物顶面地面高度小于1.0m且不足路堤填土高度的1/2时,可不设置过渡段。过渡段内填筑级配碎石,填筑标准为K30150MPa/m和n28%。3、路堤与路堑过渡段(1)当路堤与路堑连接处为坚硬岩石路堑时,在路堑一侧顺原地面纵向开挖台阶,台阶高度/1.0m。并应在路堤一侧设置过渡段,详见图2-6。(2)当路堤与路堑连接处为软质岩石或土质路堑时,应顺原地面纵向挖成1:2的坡面,坡面上开挖台阶,台阶高度/1.0m。详见图2-7。4、半堤半堑的处理半填半挖路基轨道下横跨挖方与填方两部分时,在轨枕长加两倍道床厚度的宽度内,挖方部分应挖1.0m深,换填与路堤相同填料,并应设置4%向外排水坡。详见图2-15、8。图2-6路堤与路堑连接方式一图2-7路堤与路堑连接方式二(三)路堤边坡防护设计原则 全线路堤边坡均需防护加固,具体措施为: 1、对适合植被的边坡: (1)路堤边坡高小于5m时,边坡采用三维立体网内喷播植草防护。(2)路堤边坡高大于等于5m时:当石料来源较丰富时,边坡采用拱型骨架内喷播植草防护,骨架间距4.0m,宽0.6m,厚0.4m,顶面留截水槽,拱宽0.4m,厚0.4m。均采用M5.0浆砌片石砌筑。 图2-8 半堤半堑断面设计当石料来源困难时,边坡采用土工格栅防护,路堤填筑过程中,在边坡2.5m宽度范围内每隔0.5m铺一层土工格栅,坡面三维立体网内喷播植草防护。 (1)当路堤采用硬质岩石16、碎块填筑时,边坡采用大块石码砌护坡。(2)根据地形地貌于坡脚设置浆砌片石脚墙或排水沟或抬高式护道。2、路堤支挡(1)当路堤基底面横坡大于1:1.25时,应检算沿基底滑动的稳定性,当稳定性不够时,可采取设路堤挡墙等加强稳定性的措施。(2)当地形限制,路堤边坡需侵占各种道路、河道或建筑物时,可采用路堤或路肩挡墙,避免改移道路、河道,拆迁建筑物。如挡墙设置范围较长或在城市附近时,也可采用加筋土挡墙。路肩、路堤挡土墙的水泥砂浆标号可按现行规范规定提高一级。轻型支挡结构可适当提高安全系数。(四)软土、松软土及特别路堤设计原则高速铁路路基对地基稳定和变形要求很高,稳定安全系数在考虑列车荷载时不小于1.1517、,当路堤地基为软弱黏性土地层时,均应进行稳定和工后沉降的分析估算,如不满足要求时,地基应采取加固措施:1、软土路堤a、对浅层软土,地表无硬壳,软土厚小于2m时,采用砂垫层或片石挤淤处理,当地表有薄层硬壳时,先挖除硬壳后再进行片石挤淤。对具有弃土条件地段,采用挖除换填渗水土。b、对厚度大于2m的软土路基,视具体情况一般采用塑料排水带处理。当稳定性不满足要求时,考虑设土工格栅、反压护道。土工格栅最多铺设二层,反压护道宽度不超过5m,为节省用地,反压护道较宽时,应考虑采用其它加固措施。在路堤底部铺设0.6m厚排水砂垫层。当经过沉降估算,其工后沉降或沉降速率超过允许值时,采用联合堆载预压,对沉降量较大18、(填筑改良土的软土地段一般应大于75cm,不含基床以下路堤施工期沉降)的软土路基工点及桥(涵)路过渡段路堤或软土性质差的地段,采用粉喷桩加固,当加固深度超过15m时,采用高压旋喷桩加固,对表层硬壳厚度较大的地段,采用砂桩处理。2、松软土路堤松软土系指其Ps1.2MPa或s00.15MPa的土层。此类土近似软土,一般不影响路基稳定,仅对路基沉降产生一定影响。故对该类地基土路堤需进行沉降检算。当工后沉降不满足要求时,采用砂桩、碎石桩、搅拌桩及联合堆载预压加固处理。3、人工杂填土路堤对冲填土、弃土等,其厚度小于3.0m时,挖除换填并要求分层填筑。对厚度较大,挖除困难时,采用浆喷法加固。对于有机质含量19、较多的生活垃圾及侵蚀性的工业废料杂填土,均应全部挖除换填。4、地基不良的低路堤指路堤高度小于3.0m,在基床范围内夹有Ps1.5Mpa或so0.18Mpa的土层的路堤。该类型工点全线零星分布,一般采用挖除软弱土层,并换填渗水土填筑,当挖除换填困难时,采用碎石桩加固,加固深度至基床以下2.0m。5、液化土路基(1)液化土路基当满足下列条件之一时,不采取抗震措施a、路堤高度小于3m。b、地面以下5m深度内液化层的累计厚度小于2m,路堤高度小于5m。c、上覆非液化土层厚度大于5m或地下水埋深大于5m的地段。(2)液化土地基加固措施a、当液化土层深度小于3m时,采用换土法。挖除液化土层,换填灰岩岩碴,20、加以夯实,压实标准同路堤。b、当液化土层深度大于3m时,根据地层情况采用强夯、碎石桩、砂桩加固。6、浸水路基水塘路基主要分布在沿线平原及丘间谷地水塘分布地段;滨河浸水路基分布在沿线河流前后。(1)水塘路堤线路跨越水塘地段的路堤,若工程修建后仍保留蓄水时,一般情况下,采用围堰后抽水疏干清淤,然后填筑路堤,塘埂标高以下填筑碎石土,围堰标高平塘埂;软土地段的水塘路基在围堰抽水疏干清淤后,先按软土路基加固处理,再填筑碎石土至塘埂标高。当清除淤泥困难时,采用片石挤淤,并用重型碾压机械加强碾压,使之满足相应的密实度要求。(2)水塘路堑线路跨越水塘(或水库)地段的路堑,于堑顶外68m设置挡水埝,挡水埝顶面标21、高平塘(或水库)埂,堑坡加强防护,采用浆砌片石或浆砌片石骨架护坡,个别工点堑坡设支撑渗沟,以确保堑坡稳定。(3)滨河浸水路基坡脚压河,边坡易受冲刷,边坡应予以防护。坡脚处于常水位标高以下设片石垛,外坡坡率1:1.5,内坡坡率1:0.75,垛顶宽2.0m,垛顶至防护标高之间边坡采用单层干砌片石护坡,厚0.3m,并于防护标高处留2.0m宽的边坡平台。浸水部分填碎石土,重型碾压机械加强碾压。防护标高为设计水位波浪侵袭高壅水高0.5m(安全高)。7、岩溶路基受地质构造的影响,园郢子隧道前后局部岩溶较发育,路基设计时宜根据岩溶发育、溶洞充填情况,地下水及地质构造对岩溶的影响,通过对场地稳定性进行预测,采22、用岩溶注浆处理。注浆设计时,注浆孔深度满足嵌入基岩注浆段38m,注浆孔距68m。(五)路基排水及用地设计原则1、由路基工程引起的改河、改沟及地面排水设施 线路跨河、沟一般以桥梁形式通过,较大河、沟原则上不考虑改移。一般较小沟渠,当斜交角度较小以致影响桥梁布置时,遵循按原标准改移的原则。具体设计原则如下:(1)天沟、排水沟及除个别需按计算流量设计外,一般采用深0.6m,底宽0.4m的梯形断面,边坡平台截水沟采用深0.4m,底宽0.4m的矩形断面,并用M5.0水泥砂浆砌片石加固,厚0.3m。(2)软质岩路堑、强风化或构造破碎的硬质路堑及土质路堑可采用底宽0.5m、深0.9m的矩形侧沟,并以M10浆23、砌片石加固,厚0.4m。靠线路一侧应预留泄水孔。顶面加设钢筋混凝土盖板。(3)按石质路堑设计的侧沟及土石等级为类的天沟、排水沟,底宽0.4m,深0.4m。并用M5.0混凝土镶补,厚0.1m。(4)路基边坡防护加固地段侧沟采用浆砌片石砌筑,靠线路一侧加固厚0.5m。(5)上述断面不能满足流量要求者,其断面尺寸应按1/25洪水频率流量计算确定,急流槽下的侧沟,应按1/50洪水频率流量计算确定。(6)由非渗水土填筑的路堤,在纵坡凹型变坡点处宜在基床表层底设置横向排水沟(采用半透水Ts-200软管),横向排水沟沟底坡由中心向两侧为4%与路堤边坡排水沟(浆砌)相接将水流排出路基。2、用地设计原则工程用地24、原则为:高速正线防护栅栏外1m为用地界。桥梁用地按线路左右中心线外8m办理。利用既有线地段新增用地及既有用地分别统计并记入总用地。 绿化用地原则为:铁路工程用地界外30m作为控制用地。(六)有待进一步解决的问题1、xx高速铁路液化土地基、软土与松软土地基分布范围较长,加固费用在路基修建中占的比重较大,所以从经济的角度考虑,加固方案的选择显得格外重要。因此,在大范围地基加固施工前,应选代表性工点作现场试验,如对液化土、软土、松软土地基进行加固试验。通过现场试验,对设计中提出的多种加固措施的设计方法、施工工艺、施工参数、加固标准、检测手段、造价分析技术、经济方面的问题进行验证、补充、修改、完善。根25、据试验数据、结果,对各方案进行评价,从中优选出一种更经济有效的加固措施。目前已选好各种典型的具有代表性的试验工点,应尽早安排实施,以便通过试验成果完善设计和指导全线施工。2、高速铁路对填料质量要求及施工压实标准比普通铁路有更高的要求,而从沿线实际情况看,xx高速铁路路堤填料有以下四大类,即第四系全新统冲积层粉质黏土及粉土填料、第四系上更新统黏性土填料、易风化软岩及其风化物填料及硬质岩及其风化物填料。除硬质岩及其风化物填料外大部分属C、D组,为合理有效利用沿线填料,必须进行土质改良。因此,下一阶段应对全线土源情况进一步调查、落实,确定各种类型填料沿线分布情况、储量大小,进一步研究改良方法,必要时26、应进行现场填筑试验,以确定最佳改良方法和施工方法,如对第四系黏性土填料确定其力学性质、改良方法及最佳掺入配比,对软岩及其风化物填料确定填筑施工设备、施工参数、施工工艺、质量标准、检测手段等,对硬质岩及其风化物作为基床底层填料时如何进行级配改良等,以指导设计及施工。 四、施工及验收暂行规定(一)施工及验收暂行规定的组成xx高速铁路路基施工及验收暂行规定共有十三章248条。其中:总则计11条,术语和符号为10条、14个,施工准备计10条,地基处理分为五部分计22条,路堤十一部分计59条,特殊土与特殊条件下的路基二部分计7条,过渡段五部分计24条,路堑八部分计39条,路基防护及排水四部分计20条,路27、基支挡结构三部分计18条,路基附属及相关工程三部分计10条,环境保护四部分计13条,路基工程验收计5条。(二)章节要点1、总则:明确了编制暂行规定的目的、依据,规定了施工组织原则和主要施工方法,强调必须实行机械化配套施工,加强过程检测和监控。2、术语和符号:10个术语分别是高速铁路、工后沉降、过渡段、软弱地基、化学改良土、物理改良土、土工合成材料、真空预压、三碴隔水层、含泥量。3、施工准备重点有以下几方面的工作:(1)调查核对填料来源和质量;(2)软土地基上修筑路堤按照设计要求布设测控网;(3)修筑填料改良及级配碎石拌合站;(4)组织通过试验段施工确定机械设备组合、施工工艺参数及快速试验检测方28、法。4、地基处理涉及准备、浅层地基处理、排水固结、复合地基等。保证质量的关键仍是加强施工过程中的地质核查,及时发现问题,将动态设计思想贯彻在施工的全过程中。5、路堤涉及一般规定、填料、路堤压实标准、施工工艺、基床底层及以下改良土填筑、填石路基、加筋土路堤、预留沉落、路基沉降观察、雨季施工、低温施工。施工组织的核心在于填料来源和质量,关键在于对施工过程的控制。6、特殊土与特殊条件下的路基。特殊条件下路基施工是指在雨季、低温条件下,城镇居民或厂矿区,既有铁路或公路相邻地区组织的路基施工。施工中除遵循一般的施工规范外,应有针对性地采取如下工程措施:(1)雨季主要要采取防水、排水措施;(2)低温主要采29、取保温防护和集中、快速施工措施;(3)厂矿和居民区主要要采取防尘、防震、防噪声措施;(4)在既有铁路和公路相邻地段施工应注意采取安全防护措施。特殊路基是指软土、膨胀土、盐渍土、液化土、浸水、岩溶及洞穴路基。施工除应符合规程的一般规定外,应有针对性地采取如下措施:(1)对软土路基要按规定进行沉降及位移观测,严格控制填筑速率;(2)膨胀土路基施工要突出防雨和防水,并应集中力量、连续快速组织施工,尽量缩短开挖面暴露时间;(3)盐渍土路基施工要特别注意铺设的毛细水隔断层及其垫层或反滤层的施工质量;(4)液化土地基处理前应结合设计文件对处理范围进行核查,并按要求进行试验段工艺试验;(5)浸水地基在有条件30、时宜采用排水疏干法施工,降低水位有困难时应按水下地基处理;(6)岩溶、洞穴地区地基应结合设计勘探资料,侧重进行地质核查。再根据据实际情况采取相应的工程措施进行处理。主要方法有换填、压浆加固、构建特殊构筑物等。7、过渡段。为了保证高速列车运行的平顺性和旅客乘车的舒适性,高速铁路在路堤与路堑、路堤与桥梁、路堤与涵洞或其它横向构筑物之间设过渡段。过渡段路基设计采用级配碎石或加筋土作填料按倒梯形或梯形断面分层填筑。按照施工规范规定,过渡段的可先预留不短于50m的缺口,待相邻构筑物施工完毕后再填筑;也可采用先填筑路基及过渡段再施工构筑物的方法。前者比较适合于过渡段地基已采取了设计加固措施的情况;后者相对31、适合于过渡段设计末采取地基加固措施的情况。两种方法均有其相应的适用范围,一般讲:前者因其工程效应较好,应用范围较宽,但投资相对较高;后者成本较低,填筑质量不易保证,适用范围较小。在软土、松软土、湿陷性黄土和裂隙性粘土地段施工组织设计优先推荐前面的施工工艺和方法。8、路堑主要涵盖以下工作内容:路堑开挖、基床处理、排水系统、边坡加固和弃土等。9、路基防护及其它(1)坡面防护主要类型有边坡绿色植物防护、坡面喷浆或喷射混凝土防护、浆(干)砌片石及砌块防护、边坡固土网垫防护等。路基防护工程的设计必须充分结合地貌、地质、气候和水文特点。适宜植物防护的地区应优先考虑采用植物防护;片石等地材资源较缺乏的地区应32、优先考虑采用砌块防护;城市居民区或厂矿区挡护结构要注意重视景观设计。防护工程施工应符合现行相关施工规程规定,植物防护要注意栽种的季节和种植后的养护;喷锚防护要注意基面的清理和整治;挡墙和抗滑桩圬工要特别注意地质调查和地基处理。(2)冲刷防护工程主要包括坡岸防护、导流构造物防护及其它。坡岸防护施工时应注意对当地的地质、河道、水文条件等进行核查,有新的变化要及时变更设计。(3)路基排水一般是由坡顶排水天沟、坡面排水侧沟、地面排水边沟或地下排水渗沟组成的沟渠排水体系。其工程设计必须从现场的实际出发,因势利导,把截、排、导等不同的技术措施有机结合。施工中应革新观念,把其作为路基工程的有机组成部分来对待33、。(4)路基相关及附属工程主要是指路基检查设备,全封闭防护栅栏,接触网支柱,通信、信号、及电力电缆槽等。由于这些附属或相关工程的设计、施工往往涉及多专业、多项目,很难与路基工程设计、施工同步,常导致路基工程因其施工而损坏或危及路基的稳固与安全。五、施工组织(一)主要施工方法、顺序、进度、工期及采取的措施1、主要施工方法及工艺路基工程施工应针对高速铁路特点,并结合工程实际,选用正确的施工工艺和方法,以配套的机械化施工为主,推广应用新技术、新工艺、新机具、新测试方法。(1)软土、松软土、浸水、地震液化地基加固及处理A、塑料排水板。在超空隙水压力的作用下,利用塑料排水板在软弱地层中形成的竖向排水通道34、,缩短地基土层的排水固结时间。基本施工工序流程为:清理地表填筑土拱铺设砂砾垫层及排水设施测量定位设备安装,插打检测插打方法可应用静压或振动沉管工艺,在软土地区且地下水位较高时,施工中应优先选用履带自行式机械。国内,目前常用施工设备的生产率在3000m/台班左右。施工设备的配置数量可根据进度安排的要求而定。B、袋装砂井。其工程原理与塑料排水板固结法相同,只是用砂袋替代了塑料排水板。基本施工工序流程为:清理地表填筑土拱坡铺设砂砾垫层及排水设施测量定位设备安装及打设套管下成品砂袋,拔套管检测并埋设砂袋头成孔可应用振动沉桩或静压沉桩工艺,国内目前常用设备的生产率在800m/台班左右。施工设备的配置数量35、可根据进度安排的要求而定。C、挤密砂桩。在地基中打入大量砂桩,以增大土的密度为主要目的。基本施工工序流程为:清理地表填筑土拱坡铺设碎石垫层及排水设施测量放样安装设备并导管成孔 通过导管灌砂,边振动边上下抽拔导管成桩检测成桩可采用锤击或振动工艺,国内目前常用设备的生产率在200m/台班左右。施工设备的配置数量可根据进度安排的要求而定。D、碎石桩。其工程原理与挤密砂桩法相同。基本施工工序流程为:清理地表填筑土拱坡铺设碎石垫层及排水设施测量放样安装设备并造孔通过导管灌碎石,边振动边下压沉管成桩检测可应用套环式钻机、冲击或振动成孔工艺,国内目前常用设备的生产率在200m/台班左右。施工设备的配置数量可36、根据进度安排的要求而定。E、粉喷桩加固地基。利用水泥作固化剂,改变土粒成分,使土壤固结,增加稳定性。基本施工工序流程为:清理地表测量放样机械对位并钻进至设计加固深度后喷粉并搅拌、提升,复搅拌成桩检测应用螺旋搅拌法工艺,国内目前常用设备的生产率在120m/台班左右。施工设备的配置数量可根据进度安排的要求而定。F、搅拌桩、旋喷桩加固地基。工程原理、成桩工艺与粉喷桩加固地基相同。比较适用于加固深度超过15m的软土地基。单班产量在100m/台班,施工设备的配置数量可根据进度安排的要求而定。G、强夯。利用重锤在高空自由下落产生的强大冲击力和振动使地基密实、强度提高。基本的施工顺序是先清场地,配备与设计要37、求相符的起重机和夯锤顺序夯击。单班产量在30000tf.m/台班,施工设备的配置数量可根据进度安排的要求而定。H、换填。主要适用于地表下2.0m范围内有软土层,其下无其它弱下卧层或地基承载力可满足设计要求。施工工艺与方法同路基填筑施工。I、土工格栅。通过铺设的土工格栅改善软弱地基的受力状态,分散应力并在一定程度上抑制路基的不均匀下沉和侧移,同时也改善了施工条件。施工方法可采用人工铺设,也可采用机械铺设。(2)路基填筑A、路堤及基床底层填筑路堤填筑施工工艺应严格遵照“三阶段、四区段、八流程”进行,其常规作业的工艺流程详图(62)。施工应根据工期要求和不同的季节、气候、地质、水文情况对路堤填筑作出38、合理的安排,特别要注意土方在冬、雨季施工的特殊性。施工中应注意:对不同土源及不同土质的填料在开工前进行材质检路基填筑施工工艺流程图62准 备 阶 段施 工 阶 段整修验收阶段路基填筑压实工艺流程填土区段 和平整区段 和碾压区段 和检验区段 和施 工 准 备基 底 处 理分 层 填 筑 摊 铺 碾 压 洒水晾晒 铺碾 压 夯 实检 验 签 证路 基 整 修验,选取合理的工艺参数并组织试验段进行实际的施工验证以确定最佳的施工工艺参数和方法。填料的挖、装、运、摊铺、晾晒(或洒水)碾压、平整和检验等各工序必须顺序渐进、层层把关,并注意施工设备的配套。质量检验是贯穿于整个施工过程之中的最关键的工作,必须39、根据施工组织的需要配备足够的符合规程要求的检测设备和人员。B、基床表层级配碎石或级配砂砾填筑首先,用作基床表层填料的级配碎石或级配砂砾其材质必须符合设计要求;其次,施工中应优先采用集中设场机械搅拌工艺来制备合格的级配碎石或级配砂砾;最后,填料颗粒组成的实际施工配合比和含水率应有现场填筑试验确定。由于全线所需的用于填筑路基的级配碎石或级配砂砾数量巨大,在市场上呈“需大于供”的局面。因此,必须在xx高速铁路开工之际就着手组织采购和储备。基床表层级配碎石或级配砂砾的填筑施工工艺应按“四区段、六流程”进行。其施工工艺详细流程见图(63)。基床表层填筑施工工艺流程图63验收基床底层区段拌和运输区段检测修40、整区段摊铺碾压区段测量放样检验整修基床底层拌 和运 输摊 铺碾 压检 测 试 验整 修 养 护C、改良土xx高速铁路京济段、徐蚌段及宁沪段沿线A、B组土填料缺乏,土源主要为C、D类的粉粘土或粘砂土、下蜀粘土。设计采用水泥或石灰、粉煤灰作改良剂,对填料进行改良,改变土壤原有的土粒结构,使土壤的碾压稳定性和承载力得到增强及提高。为满足工程对改良土的大量需求,保证填料的改良质量,要采用厂拌改良工艺。只有当路基局部地段填料为砂性土,且填筑工程量较少,质量有可靠保证时,方可采用路拌法施工。厂拌和路拌改良土壤的施工工艺详见图(64、5)。路拌法施工工艺流程图64运输、摊铺、拌和、碾压检测、修整整 修 养 41、护检 测 试 验2运 输 摊 铺 土 料粉 碎 土 料养 生质 量 检 测碾 压整 形拌 和 洒 水运输摊铺石灰或水泥D、过渡段填筑为了保证高速列车运行的平顺性和旅客乘车的舒适性,高速铁路在路堤与路堑、路堤与桥梁、路堤与涵洞或其它横向构筑物之间设过渡段。过渡段路基设计采用级配碎石或加筋土作填料按倒梯形或梯形断面分层填筑。按照施工规范规定,过渡段的可先预留不短于50m的缺口,待相邻构筑物施工完毕后再填筑;也可采用先填筑路基及过渡段再施工构筑物的方法。前者比较适合于过渡段地基已采取了设计加固措施的情况;后者相对适合于过渡段设计末采取地基加固措施的情况。两种方法均有其相应的适用范围,一般讲:前者因其42、工程效应较好,应用范围较宽,但投资相对较高;后者成本较低,填筑质量不易保证,适用范围较小。在软土、松软土、湿陷性黄土和裂隙性粘土地段施工组织设计优先推荐前面的施工工艺和方法。厂拌法施工工艺流程图65拌和、运输摊铺、碾压整 修 养 护检 测 试 验填 料 粉 碎填 料 拌 和养 生碾 压整 平摊 铺运 输检测、修整E、特殊条件下路基及特殊路基特殊条件下路基施工是指在雨季、低温条件下,城镇居民或厂矿区,既有铁路或公路相邻地区组织的路基施工。施工中除遵循一般的施工规范外,应有针对性地采取如下工程措施:()雨季主要要采取防水、排水措施;()低温主要采取保温防护和集中、快速施工措施;()厂矿和居民区主要43、要采取防尘、防震、防噪声措施;()在既有铁路和公路相邻地段施工应注意采取安全防护措施。特殊路基是指软土、膨胀土、盐渍土、液化土、浸水、岩溶及洞穴路基。施工除应符合规程的一般规定外,应有针对性地采取如下措施:()对软土路基要按规定进行沉降及位移观测,严格控制填筑速率;()膨胀土路基施工要突出防雨和防水,并应集中力量、连续快速组织施工,尽量缩短开挖面暴露时间;()盐渍土路基施工要特别注意铺设的毛细水隔断层及其垫层或反滤层的施工质量;()液化土地基处理前应结合设计文件对处理范围进行核查,并按要求进行试验段工艺试验;()浸水地基在有条件时宜采用排水疏干法施工,降低水位有困难时应按水下地基处理;()岩溶44、洞穴地区地基应结合设计勘探资料,侧重进行地质核查。再根据据实际情况采取相应的工程措施进行处理。主要方法有换填、压浆加固、构建特殊构筑物等。(3)路堑路堑工程施工主要涵盖以下工作内容:路堑开挖、基床处理、排水系统、边坡加固和弃土等。施工工艺和方法应根据施工区段的地形、地质、气候、水文及设备情况而定。基本的施工组织原则是“堑顶截水、堑底排水;分级开挖、分级支护;工序相随、环环紧扣;安全为首、边坡稳定”。当路堑地质为硬质岩石时,施工应优先采用光面爆破或预裂爆破工艺;对软质岩石或土质路堑可按常规土石方工程组织施工;基床处理应根据基床底部的地层地质性质而定,处理原则与路基工程中的地基处理基本相同;排水45、系统以排为主、排截结合,施工方法和工艺与路基排水工程基本相同;边坡加固有锚、喷、砌、抗等不同的工程措施,施工前应结合设计方案对堑坡的地质进行核查;路堑弃土应尽量以挖作填、调配使用,确无法使用的弃土要遵循有利于环保,安全、经济、可行的原则进行弃填。(4)路基防护及其它A、坡面防护主要类型有边坡绿色植物防护、坡面喷浆或喷射混凝土防护、浆(干)砌片石及砌块防护、边坡固土网垫防护等。路基防护工程的设计必须充分结合地貌、地质、气候和水文特点。适宜植物防护的地区应优先考虑采用植物防护;片石等地材资源较缺乏的地区应优先考虑采用砌块防护;城市居民区或厂矿区挡护结构要注意重视景观设计。防护工程施工应符合现行相关46、施工规程规定,植物防护要注意栽种的季节和种植后的养护;喷锚防护要注意基面的清理和整治;挡墙和抗滑桩圬工要特别注意地质调查和地基处理。B、冲刷防护工程主要包括坡岸防护、导流构造物防护及其它。坡岸防护施工时应注意对当地的地质、河道、水文条件等进行核查,有新的变化要及时变更设计。C、路基排水一般是由坡顶排水天沟、坡面排水侧沟、地面排水边沟或地下排水渗沟组成的沟渠排水体系。其工程设计必须从现场的实际出发,因势利导,把截、排、导等不同的技术措施有机结合。施工中应革新观念,把其作为路基工程的有机组成部分来对待。D、路基相关及附属工程主要是指路基检查设备,全封闭防护栅栏,接触网支柱,通信、信号、及电力电缆槽47、等。由于这些附属或相关工程的设计、施工往往涉及多专业、多项目,很难与路基工程设计、施工同步,常导致路基工程因其施工而损坏或危及路基的稳固与安全。在高速铁路的设计和施工中,必须改革其传统的设计、施工理念,把路基上的各种设施与路基同步设计和施工。从而保证路基工程的整体稳固和协调。2、施工进度指标根据施工组织要求,路基工程施工目标工期一般为1826个月,最短施工工期按14个月考虑。在北方(淮河以北)每年的12月中旬至来年的2月底有80天左右的土石方施工冬休期,全年降雨天数约有70天左右,每年的有效施工天数一般在200天左右;南方每年的元月气温最低,土石方施工冬休期在30天左右,全年降雨日在1101348、0天左右,每年的有效施工天数一般也在200天左右。根据路基工程施工区段划分情况,各大施工区段平均里程长在30公里左右,平均土石方量在200104m3左右,因此,xx高速铁路路基土石方的施工进度指标应为:600010000m3/日。各段的实际施工进度指标应结合区段的工期目标和当地的土源、气象、交通等条件而定。3、施工工期安排路基工程各施工区段的施工工期要满足架梁和铺轨要求。全线各主要施工区段的施工工期安排详见附图。4、施工组织措施(1)为确保路基工程顺利施工,建设管理、施工和各级地方政府必须密切配合,把征地拆迁工作放在一切工作的首要来抓。(2)在完成路基工程技术设计的同时,相关设计单位必须同步完49、成路基填料的来源调查、地质勘测和鉴定工作;建设主管部门在开工前要与地方有关管理部门就取土问题尽早达成协议。(3)路基工程的实施性施工组织设计必须贯彻“统筹兼顾、突出重点;科学安排,精心组织”的方针。从审核设计开始,选择施工队伍入手,抓住特殊路基施工和路基基床级配碎石或级配砂砾供应两大关键问题,严把工序和工程质量关。(4)路基工程的实施性施工组织设计必须从保护环境、保护耕地的原则出发,采取措施将施工中可能产生的对环境和居民生活的不利影响降低到最小程度。(5)路基工程应针对xx高速铁路特点,在实行机械化配套施工,积极推广应用新技术、新工艺、新机具、新检测方法的同时;建立一套完整、系统、科学的现代工50、程建设管理制度,保证建设项目质量、工期、投资目标的实现。(二)控制工期及重点、复杂路基1、控制工期的因素(1)软土、松软土等特殊地基地段的路基,需对地基进行加固且路堤填筑受沉降控制,最短施工周期长,工程进度难于满足运架梁施工组织的进度要求。(2)大型枢纽及主要车站土石方数量大,征地拆迁难度大,施工环境复杂,施工准备周期长。(3)动车段、综合维修基地等大型设施建设周期长,开工时间早,要求土石方工程快速完成。(4)填料来源短缺,运距远,运输及改良环节多。2、控制工期的主要施工区段(1)xx枢纽路基土石方工程。(2)京津区段软土和松软土地基处理及路基土石方填筑工程。(3)天津枢纽软土地基处理和路基土51、石方填筑工程。(4)津德区段软土和松软土地基处理和路基土石方填筑工程。(5)济南枢纽路基土石方工程。(6)xx枢纽路基土石方工程。(7)滁州南至南京开发区段软土路基工程。(8)丹阳至上海区段及南翔动车段软土地基处理及路基土石方填筑工程。3、施工措施1、征地拆迁要立足一个“早”字,做到早准备、早落实、早动手,施工组织应集中力量打歼灭战。2、切实重视地质勘测和试验段填筑工作,掌握完整地质资料,取得正确的设计或施工工艺参数。3、预先选好料源点,及早进行采购、运输和存储,按要求设置好现场集中改良或拌合场。4、架梁或铺轨作业起点地段,有效施工工期短,对不良地质区段的地基不宜采用排水固结加固措施。(三)主要问题 稳定填料来源与质量;