既有铁路高路基帮宽填筑施工质量控制关键技术
Key Technology of the Quality Control of Existing Railway High Roadbed Widening Filling Construction
徐红艳 XU Hong-yan
（中铁十七局集团第五工程有限公司，太原 030032）
（CR17BG No.5 Engineering Co.，Ltd.，Taiyuan 030032，China）
摘要： 铁路是我国传统的交通运输方式，也是与国家经济和人们生活关系最密切的基础设施。随着国家经济发展的需要，对铁路既有线的扩能升级改造项目越来越多，在铁路既有线升级改造过程中，常常对原有路基进行加宽来满足增设复线的需要，既有铁路高路基帮宽的施工控制难点是不均匀沉降控制，作者结合实际施工经验，对此项技术进行必要的总结，以便为同类工程提供参考。
Abstract: Railway is a traditional way of transportation in China, and is also the infrastructure most closely related to national economy and people’s life. With the needs of the development of national economy, expansion and upgrading of existing railway lines are increasing. In the process of upgrading existing railway lines, the originated roadbed is often widened to to satisfy the need of adding multiple track. The construction control difficulty of railway high road bed widening is uneven settlement control. Combined with actual construction experience, the author summarizes the technology, in order to provide reference for similar projects.
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关键词 ： 铁路高路基；帮宽填筑；质量；控制
Key words: railway high road bed；widening filling；quality；control
中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0091-03
0引言
铁路既有线扩能改造（提速、增设复线、更换大号码道岔等）是提高既有铁路运能的重要手段。在具体施工过程中，既要保证铁路运营的安全正点，又要满足各项工程技术标准。
路基帮宽填筑（本文所指路基均为铁路路堤），既可利用部分原有工程实体节省工程量，又可缩短勘察、设计、施工周期，同时还可充分节省建设用地、方便线路的管理和维护，是增设复线较为经济、实用、快捷的选择。由于新旧路基结合部施工质量控制难度大（特别是高路堤帮宽）、极易出现不均匀沉降[1]，直接关系到改造工程的整体效果及运营的安全。由此，新旧路基结合部填筑质量是施工质量控制的重中之重。
1既有线高路基帮宽填筑面临的技术问题
1.1 填筑材料的差异
路基帮宽施工所采用的填筑材料，多多少少会与既有路基实体之间存在一定的差异，现行的技术标准中无法对填料有针对性地给出明确的技术参数，大多是凭经验进行粗放式的控制。
1.2 填筑方法的差异
既有线路基大多运营多年，当年路基填筑的方法落后，施工机械化水平较低（甚至采用人工打夯或石碾碾压），压实度控制标准亦较低；而现今的路基填筑技术和机械化水平得到了提升，两者存在这无可争议的差异。
1.3 压实度组成的差异
既有线路基的密实度，是当时施工压实、工后沉降[2]和常年列车运营荷载等多因素作用的结果，可视为稳定或基本稳定；而新帮宽的路基部分，除了填筑碾压作用因素，几乎没有收到其他因素作用的影响。
1.4 技术标准制定滞后
目前的现行技术标准中，缺少专门的路基帮填施工质量标准的相关章节，尤其是新旧路基结合部没有具体的标准，在具体的路基帮填施工中，只能参照新建《铁路路基施工质量验收标准》执行，给施工质量控制造成盲目性。
1.5 施工宽度不足
帮宽路基，顶部帮宽宽度范围往往落在旧路基坡脚范围之内，使得新填筑体内分层含有新旧路基的结合部，甚至有的层位出现帮宽宽度不足压路机工作宽度的现象，无法组织正常的机械化施工。
1.6 工期的制约
大规模的路基帮宽施工主要由专业施工企业机械化施工，一般工期较短，不可能预留大量的自然工后沉降时间，甚至连堆载预压的时间都严重不足，其后果就是直接影响到新旧路基沉降的不均匀，尤其是新旧路基结合部差异更大，甚至在运营后出现路基延新旧路基结合部发生纵向裂缝、形成渗水通道、帮填部分后期下沉严重问题，甚至导致工程完工不久就出现多种工务病害，必须进行维修。
2施工难点对策分析
①填料差异可就地调查既有路基填料来源，在既有路基内取样作土工试验对比分析，选择同种或接近的合格填料；合理利用挖台阶弃方；严格控制压实指标；
②尽早开工填筑，为工后沉降预留充足的时间，当工期不足时，尽早提出变更设计建议，采用铺设土工格栅等不强方法；
③施工宽度不足将无法展开正常施工，因此，填筑宽度必须大于碾压机械作业宽度。
3铁路高路基帮宽施工质量控制措施
3.1 工前准备
在帮填正式施工前，认真做好施工准备工作。与普通新建铁路路基工程相比，重点做好以下准备工作：
①地质调查，帮宽带地基承载力探测、旧路基边坡土样分析（判定土质、密实度、最佳含水量、最大干密度等）；
②选址进行试填工艺试验，确定填料的填、压施工技术参数（松铺厚度、最佳含水率、碾压变数、快速检测方法等）；
③在试填工艺试验区进行建立沉降观测系统，收集新填部分的工后沉降数据，绘制工后沉降～时间关系曲线，推演工后最大沉降量。
3.2 基底处理
按照《铁路路基施工规范》认真进行清表和基底处理。清除所有地表植被和腐殖土，将清除物置于帮填范围以外，以备新路基边坡绿化之用；以填筑层厚为模数，在旧路基边坡上挖出台阶，其宽度应在确保行车安全的条件下，以不小于机械作业宽度为宜。
3.3 帮宽填筑
按照前期工艺试验给出的施工技术参数，认真控制填料的成分、含水率、松铺厚度、碾压变数等指标，按既定分层厚度组织帮填和机械压实[3]施工，分层检测压实度指标；当设计给出铺设土工格栅、土工带等加强措施时，应严格按照设计要求进行规范施工。
3.4 预留工后沉降量
参照工艺性试验工后沉降规律和推演出的最大工后沉降量，预留足够的工后沉降厚度，当预留工后沉降时间不足时，应及时采取堆载预压或强化碾压（冲击压路机）等措施，缩短工后沉降时间。
3.5 路基表层预防裂缝渗水措施
帮宽施工完工后，在新旧路基结合部，用挖掘机开槽，宽度与碾压设备同宽，深度以2层填筑厚度为宜，将挖松的填料内掺入一定比例的石灰、粉煤灰（或低标号水泥），拌制均匀后重新分层碾压密实，将原有较为薄弱的竖向接合面，改为带有水平折线的新旧接合面，消除直接的竖向渗水通道，提高新旧结合部的防渗效果，见示意图1。
4高路基帮填施工注意事项
①按照边坡坡率设置台阶的高宽比，但高度应符合填筑层厚度的倍数关系，宽度不小于碾压机械宽度，台阶表面应预留20～30cm保护土层，当填筑至台阶高度时再提前清理；
②施工前做好临时排水系统，防止雨水或其他水源浸泡基坑，雨季施工时，要及时碾压填料，并留出2～4%的横向排水坡（向外侧），及时排除雨水；
③当填筑高度与台阶顶面平齐时，要进行搭接碾压，并保证新添部分与既有部分密实度接近；当设计有土工格栅等土工加筋补强材料时，应在台阶表面满铺并深入新填筑部分内一定范围（与台阶宽度等长或直至边坡表面）；
④紧靠台阶立面处往往是碾压的薄弱环节，可采用编织袋装土码砌的方法对台阶立面进行保护，即可防止碾压机械扰动台阶立面既有路基的稳定部分，又可保证台阶立面附近的密实度，土工格栅等土工加筋补强材料亦可绕过装土编织袋实施固定，见示意图2；
⑤正式铺轨前，按照设计排水横坡，用推土机或平地机将路基顶面整平，清除多余填料，洒水后光碾压路机碾压1～2编；
⑥排水系统及边坡防护等附属工程，均对新帮填路基的稳定有着重要意义，应在工后沉降结束后及时完成。
5工程实例
中铁十七局集团第五工程有限公司承建的宁西二线（郑州局管段）NX2标段，设计时速提高到16km/h，线间距4.0m，管区内含有大量路基帮宽填筑工程，路基最高32m，在新旧路基衔接部设有双向土工格栅加筋材料，边坡采用骨架内植被防护，帮填土方总量61.24万m3。路基主体有效工期24个月。
施工方案中，将新旧路基衔接质量作为质量关键控制重点，工前对既有路基取样进行了土工试验分析，掌握了既有路基的技术参数；选择了相近的填料；通过土工试验掌握了填料的技术指标（最大干密度、最佳含水率等）；通过试验段填筑试验和检测确定了各种施工参数（压路机型号、松铺厚度、碾压变数等）；编制了详细的施工作业指导书，并预留了6个月的有效工后沉降时间。
正式开工前，首先将清表土方临时堆存在临时排水系统之外（征地界内），形成挡水堰有效阻止外部地表水侵入（施工结束后用于边坡植被防护基土，节约成本46.2万元），临时排水系统发挥了巨大作用，几次大暴雨过后都能及时排除积水、迅速恢复正常施工。
施工中严格规范施工行为、加强质量监控，各项检测结果表明，工程质量合格率100%；尤其是采取的台阶袋装土保护技术和路基表层新旧结合部防渗技术，可操作性强、效果良好，新旧路基结合部衔接平顺，未发现路基纵向裂缝，工后沉降满足设计要求，首先开工的K248+249.5～K249+601.58段高填路基，被建设单位评为全线路基样板工程。
6结语
铁路既有路基帮宽施工不同与新建路基施工，收到各种条件制约和技术标准的困扰，尤其是高路基的帮填施工，各种矛盾叠加的概率增加，难度更大。
帮宽路基与既有路基之间的沉降的不均匀性，直接影响复线路基的正常使用寿命，因此，应引起高度重视，通过土工对比实验和压实工艺性试验，准确掌握填筑技术参数，严格规范施工行为，是保证施工质量的前提，在结合部位采取必要的技术措施是保证质量的有效手段。
同时还应在施工实践中不断积累总结经验，为类似工程提供技术参考。
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参考文献：
[1]陈燕霞，张建锋，赵雅雷.铁路路基不均匀沉降的原因及控制措施[J].技术与市场，2011（07）.
[2]吴波.铁路路基工程建设过程中工后沉降控制措施分析[J].铁道标准设计，2008（06）.
[3]杨维威.连续压实控制技术在铁路路基填筑中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2013（11）.