中铁十局集团第一工程有限公司 山东 济南 250002
摘要：结合将黑线改建工程路基填筑，总结铁路高填方路堤利用爆破石方填筑工艺方法和质量控制要点，为以后铁路填石路堤施工参考和借鉴。
关键词：铁路、填石路堤、施工工艺、质量控制
1.工程概况
改建将黑线工程是由神华集团投资的铁路货运专线，为乌准铁路的延伸线。本项目地处山区，主要以路基形式通过，路基填挖高差大，路堤高填方路段约1.2km，平均填高约30m。根据设计文件，路堤填料主要利用路堑爆破石方，填筑采用分层碾压的工艺。
按照设计要求，填料岩芯抗压强度不小于30MPa，同时应满足现行《铁路路基工程施工质量验收标准》填料粒径大于30cm的填料、且不大于填层厚度的2/3的要求。粒径超标的填料,采用用破碎锤解小，解小后最大粒径控制在30cm以内。同时在挖装过程中注意填料级配，不允许集中装运大粒径填料。
2.试验段施工及数据分析
根据《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414—2018）路基填筑前需进行工艺试验的要求，选取DK46+520～DK46+680进行工艺试验段施工，工艺试验选取第一、二层进行试验段施工：第一层填石40cm+10cm河道天然含砂细石料；第二层填石50cm+10cm河道天然含砂细石料，填筑虚铺厚度按填层厚度的1.1倍考虑。每两层石质填料间采用河道天然含砂细石料填缝，填缝细填料10cm厚。
填石路堤采用推土机推平，填料最大粒径不大于填料厚度的2/3，超过标准的剔除，然后上铺10cm河道天然含砂细石料，填平缝隙、小坑，刮平机整平。采用22T单钢轮全液压振动压路机采用第一遍静压、第二～六遍振动、第七遍静压整平的方式进行碾压，通过采取不同填筑厚度的方式试验取得最佳填层厚度、碾压效果、压实数据。考虑到填石路堤孔隙大、填层厚，现行灌砂法检测孔隙率、压实度的方法不适用的情况，施工现场压实质量采用压实沉降差和施工参数（压实功率、碾压速度、压实遍数、铺筑层厚等）双控。试验数据如下：
DK46+520～DK46+680段路堤碾压沉降量统计表（第一层）
序号 | 测点桩号 | 测点位置 | 第1遍 | 第2遍 | 第3遍 | 第4遍 | 第5遍 | 第6遍 | 第7遍 | 最后两遍沉降差均值(mm) |
沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | ||||
1 | DK46+520 | 右8米 | 5 | 5 | 6 | 9 | 7 | 3 | 2 | 3 |
DK46+520 | 右16米 | 6 | 6 | 5 | 7 | 8 | 4 | 2 | 3 | |
DK46+520 | 左8米 | 4 | 7 | 6 | 8 | 7 | 1 | 1 | 1 | |
DK46+520 | 左16米 | 4 | 5 | 7 | 9 | 6 | 2 | 1 | 2 | |
平均值 | | 5 | 6 | 6 | 8 | 7 | 3 | 2 | 2 | |
2 | DK46+560 | 右8米 | 5 | 5 | 6 | 9 | 8 | 1 | 1 | 1 |
DK46+560 | 右16米 | 6 | 4 | 7 | 7 | 7 | 2 | 1 | 2 | |
DK46+560 | 左8米 | 4 | 5 | 5 | 7 | 7 | 3 | 2 | 3 | |
DK46+560 | 左16米 | 5 | 6 | 6 | 8 | 7 | 2 | 1 | 2 | |
平均值 | | 5 | 5 | 6 | 8 | 7 | 2 | 1 | 2 | |
3 | DK46+600 | 右8米 | 6 | 5 | 6 | 8 | 9 | 3 | 2 | 3 |
DK46+600 | 右16米 | 4 | 5 | 6 | 8 | 6 | 1 | 1 | 1 | |
DK46+600 | 左8米 | 5 | 4 | 8 | 9 | 8 | 2 | 1 | 2 | |
DK46+600 | 左16米 | 5 | 5 | 6 | 7 | 8 | 3 | 2 | 3 | |
平均值 | | 5 | 5 | 7 | 8 | 8 | 2 | 2 | 2 | |
4 | DK46+640 | 右8米 | 5 | 4 | 6 | 9 | 6 | 1 | 1 | 1 |
DK46+640 | 右16米 | 5 | 6 | 8 | 9 | 7 | 2 | 2 | 2 | |
DK46+640 | 左8米 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 1 | 1 | 1 | |
DK46+640 | 左16米 | 4 | 5 | 7 | 8 | 9 | 2 | 1 | 2 | |
平均值 | | 5 | 5 | 7 | 8 | 7 | 2 | 1 | 1 | |
5 | DK46+680 | 右8米 | 5 | 6 | 6 | 8 | 7 | 1 | 1 | 1 |
DK46+680 | 右16米 | 4 | 5 | 8 | 9 | 9 | 3 | 2 | 3 | |
DK46+680 | 左8米 | 6 | 5 | 5 | 7 | 7 | 2 | 1 | 2 | |
DK46+680 | 左16米 | 5 | 3 | 7 | 9 | 8 | 1 | 1 | 1 | |
平均值 | | 5 | 5 | 7 | 8 | 8 | 2 | 1 | 2 | |
平均值 | | 6 | 6 | 8 | 10 | 9 | 2 | 2 | 2 | |
DK46+520～DK46+680段路堤碾压平均沉降量曲线图（第一层）
DK46+520～DK46+680段路堤碾压沉降量统计表（第二层）
序号 | 测点桩号 | 测点位置 | 第1遍 | 第2遍 | 第3遍 | 第4遍 | 第5遍 | 第6遍 | 第7遍 | 最后两遍沉降差均值(mm) |
沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | 沉降差(mm) | ||||
1 | DK46+520 | 右8米 | 4 | 6 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 4 |
DK46+520 | 右16米 | 5 | 6 | 8 | 9 | 7 | 5 | 3 | 4 | |
DK46+520 | 左8米 | 4 | 8 | 7 | 8 | 6 | 6 | 4 | 5 | |
DK46+520 | 左16米 | 6 | 7 | 9 | 8 | 6 | 5 | 2 | 4 | |
平均值 | | 5 | 7 | 8 | 8 | 6 | 5 | 3 | 4 | |
2 | DK46+560 | 右8米 | 6 | 6 | 6 | 9 | 8 | 5 | 3 | 4 |
DK46+560 | 右16米 | 6 | 7 | 8 | 7 | 6 | 4 | 4 | 4 | |
DK46+560 | 左8米 | 4 | 7 | 7 | 7 | 8 | 6 | 5 | 6 | |
DK46+560 | 左16米 | 5 | 5 | 8 | 9 | 7 | 5 | 2 | 4 | |
平均值 | | 5 | 6 | 7 | 8 | 7 | 5 | 4 | 4 | |
3 | DK46+600 | 右8米 | 5 | 6 | 9 | 8 | 7 | 4 | 3 | 4 |
DK46+600 | 右16米 | 4 | 8 | 8 | 7 | 6 | 4 | 5 | 5 | |
DK46+600 | 左8米 | 6 | 5 | 7 | 9 | 8 | 6 | 4 | 5 | |
DK46+600 | 左16米 | 5 | 8 | 6 | 9 | 6 | 6 | 4 | 5 | |
平均值 | | 5 | 7 | 8 | 8 | 7 | 5 | 4 | 5 | |
4 | DK46+640 | 右8米 | 4 | 6 | 8 | 7 | 7 | 5 | 3 | 4 |
DK46+640 | 右16米 | 4 | 7 | 7 | 8 | 6 | 6 | 2 | 4 | |
DK46+640 | 左8米 | 5 | 6 | 7 | 9 | 6 | 4 | 2 | 3 | |
DK46+640 | 左16米 | 4 | 7 | 8 | 8 | 8 | 5 | 3 | 4 | |
平均值 | | 4 | 7 | 8 | 8 | 7 | 5 | 3 | 4 | |
5 | DK46+680 | 右8米 | 6 | 8 | 9 | 9 | 7 | 4 | 4 | 4 |
DK46+680 | 右16米 | 5 | 7 | 5 | 9 | 6 | 4 | 5 | 5 | |
DK46+680 | 左8米 | 4 | 6 | 6 | 8 | 5 | 4 | 5 | 5 | |
DK46+680 | 左16米 | 5 | 4 | 7 | 7 | 7 | 6 | 2 | 4 | |
平均值 | | 5 | 6 | 7 | 8 | 6 | 5 | 4 | 4 | |
平均值 | | 6 | 8 | 9 | 10 | 8 | 6 | 4 | 5 | |
DK46+520～DK46+680段路堤碾压平均沉降量曲线图（第二层）
对DK46+520～DK46+680段路基工艺试验段试验数据进行分析，采取先静压1遍、再振动碾压5遍、最后静压1遍的施工工艺，且松铺系数采取1.1时，填层厚度40cm的压实沉降量曲线符合沉降规律，且最后一遍沉降量为1～2mm，压实效果达到了预期目的；填层厚度50cm的压实沉降量曲线虽符合沉降规律，但最后一遍沉降量为2～5mm，其中有4个点沉降量为5mm，说明压实效果不好，经济适用性以及设备选型均难以满足要求。故施工中采用40cm石质填料+10cm河道天然含砂细石料的工艺进行施工，每层碾压沉降量控制标准为小于等于3mm。
3.填石路堤现场施工
本段高填方路堤后期有混凝土防护设施，在40cm石质填料施工时两侧预留20cm进行包边施工，包边预留的20cm和10cm河道天然含砂细石料填筑层一并施工。两侧包边预留20采用河道天然含砂细石料填筑，有利于改善边坡石质填料的级配，便于路肩压实薄弱部位压实度的控制，同时也利于后期混凝土防护设施的施工。考虑到路堤填筑高度大，同时在每层增加高密度聚乙烯单向土工格栅，以满足路堤本体的整体性要求。
40cm石质填料摊铺采用大型推土机推平，同时人工配合机械剔除超标填料。10cm河道天然含砂细石料和20cm两侧路肩施工时采用平地机和挖掘机整平，考虑到后期刷坡，每侧超宽填筑10cm。卸料时先两侧后中央，为控制填料层厚度不超过设计最大厚度50cm,路基两侧设置刻度50cm红白相间标杆尺并拉线。采用22T单钢轮全液压振动压路机碾压，按照试验路段总结出的碾压程序及碾压遍数，每层碾压7遍，当碾压后达不到工艺试验总结的标准时重新进行补压，当不合格点数超过规范要求时需重新调整碾压方案。振动压路机碾压时第1遍静压不振动，时速控制在1.5km/小时；第2～6遍采用振动碾压，先慢后快，由弱振至强振，压路机速度开始时采用慢速，最大速度不宜超过4km/小时；第7遍静压收面。进行试验检测，满足要求后铺设土工格栅。
4.施工质量控制及检测评定
挖装时注意检查填料粒径，必须符合普速铁路现行验收标准的要求，超标填料在挖方现场用破碎锤解小，填料最大填料粒径控制在30cm以内；装车时注意控制级配，防止集中挖装大粒径填料。40cm石质填料施工时从填筑路段一端倒料，每车填料由推土机摊平，控制好1.1倍的松铺厚度，避免摊铺过程高中粗细料分离、细料沉淀到下层现象，保证大块填料在底部，细料在上部。10cm河道天然含砂细石料和两侧包边20cm路肩施工时注意超宽填料。
按照试验段确定的碾压遍数、沉降量及压路机运行速度的相关参数进行施工，严格进行压实标准的双控指标。在施工过程中注意观察，经压路机反复激振，如发现部分区段细料有明显下沉现象，应补充河道天然含砂细石料，直到表面不改变。
填石路堤以碾压遍数、松铺层厚、碾压后沉降量及压路机运行速度等工艺标准来控制压实度，用沉降差法提供数据检查压实度。施工中对碾压后的路基表面外观进行检查，压实层面稳定、没有明显碾压轮迹、石块紧密无空隙、表面平整。在检测过程中合格点数满足工艺试验总结的参数后可进行下一工序施工，当合格点数不能满足规范要求时要查明原因，对施工工艺进行细部调整，直到满足要求。
5.施工总结
填石高路堤施工完成超过一年，施工完成后的连续沉降观测中没有发现明显的沉降，满足设计要求。同时铁路填石高路堤施工的应用减少了取、弃土场用地，取得了很好的经济效益。并且在目前试验手段无法为填石路堤进行检验数据支撑的情况提供了参考意义，
参考文献：
[1] TB10414—2018，铁路路基工程施工质量验收标准[S]。
[2] 王昌 客货共线铁路路基石方填筑施工技术 [J]．山西建筑，2010(12)：273—274。
[3] 杨文亚 高填路堤土石倒装填筑技术的研究与应用 [J]．道路交通，2014(6)：50—51。
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