周云飛

(中鐵四局集團有限公司武廣客運專線 X X T JⅡ標(biāo)項目經(jīng)理部,長沙 410100)

客運專線鐵路由于其專門為客運服務(wù)的特殊性,故對線路的安全性、穩(wěn)定性和耐久性要求較高,而對于路基工程來說,防排水工程的工程質(zhì)量是直接影響上述各項指標(biāo)的重要因素,所以應(yīng)該引起高度重視,下面結(jié)合武廣客運專線施工情況,將客運專線路基防排水施工的技術(shù)要點總結(jié)如下所述。

1 路基排水工程設(shè)計

路基應(yīng)有良好的排水設(shè)施,對受水浸泡易于松軟的黏性土和易于軟化的巖石路基,必須加強排水措施,保證路基邊坡和地基的穩(wěn)固。路基排水設(shè)備應(yīng)設(shè)置合理,與橋涵、隧道、車站等排水設(shè)施銜接配合,并有足夠的過水能力,排水設(shè)備的設(shè)置應(yīng)考慮對農(nóng)田失灌或沖毀。對于隔斷既有地面天然排水系統(tǒng)和沿線農(nóng)田灌溉排水設(shè)施地段,一般增設(shè)排灌涵和引排溝。為避免地表水對路基的侵蝕,路堤地段坡腳根據(jù)需要設(shè)置排水溝,路塹地段設(shè)置側(cè)溝、天溝、邊坡平臺截水溝、吊溝等,基床表層頂面在線間及兩側(cè)分別設(shè)置瀝青混合料及混凝土防水層(見圖1)。

1.1 地表排水設(shè)施

路基排水系統(tǒng),應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟邓刻卣?、匯水面積、地形和地質(zhì)條件、地下水狀況進行布置。路基排水設(shè)備,應(yīng)與橋涵、隧道、車站等排水設(shè)施銜接配合,與水土保持及農(nóng)田水利的綜合利用相結(jié)合。對路基有危害的地面水,應(yīng)設(shè)置側(cè)溝、天溝、排水溝及邊坡平臺截水溝,將水?dāng)r截引排至路基范圍以外,防止水流沖刷路基或軟化地基。

1.2 路基面防排水

1)無砟軌道路基線間排水

無砟軌道路基線間排水,直線地段采用設(shè)雙向排水坡的方法,無砟軌道兩線之間的缺口先用級配碎石回填,其孔隙率 n≤28%,K30≥50 MPa/m,表層采用 10 cm厚 C 25混凝土封閉,并設(shè) 2%雙向排水坡,道床板設(shè) 0.7%雙向排水坡;曲線地段線間排水采用集水井,再通過埋設(shè)于路基內(nèi)(基床表層下一定深度)的橫向排水管將水引出路堤坡腳外或排水溝、路塹側(cè)溝內(nèi)。集水井和橫向排水管的設(shè)置間距 50.0 m,橫向排水管采用φ 150 mm鍍鋅鋼管或高強度耐壓復(fù)合材料排水管。

2)基床表面及護肩的防排水

路基基床表層及兩側(cè)護肩的防排水目的是防止地表水滲入基床,路基基床表層鋪設(shè)瀝青混凝土防水層(無砟軌道路基為軌道基座邊緣起),厚 7 cm,且路基面做成向外的橫向排水坡,干砌片石護肩下部設(shè)置攔水坎,使路基面水匯流引入邊坡排水槽中排出路基坡腳外。路肩上的電纜槽、手孔均應(yīng)設(shè)置泄水孔,將槽水引出經(jīng)邊坡排水槽排出。

1.3 地下水防排水設(shè)施

對路基有危害的地下水應(yīng)根據(jù)地下水類型、含水層埋藏深度、地層的滲透性等條件及對環(huán)境的影響,選用適宜的排除地下水設(shè)施。

當(dāng)?shù)叵滤癫販\或無固定含水層時,可采用明溝、排水槽、滲水暗溝、邊坡滲溝、支撐滲溝等;當(dāng)?shù)叵滤癫剌^深或為固定含水層時,可采用滲水隧洞、滲井、滲管或仰斜式鉆孔等。

加強路塹基床的排水,當(dāng)?shù)叵滤罡咚桓哂诨矒Q填底面時,設(shè)縱向滲水盲溝排水;當(dāng)?shù)叵滤罡咚坏陀趽Q填底面時,采用設(shè)縱向透水管排水。滲水盲溝一般采用透水土工布包裹式盲溝,內(nèi)中排水層必須是潔凈的砂、卵石、礫石或碎石;透水管應(yīng)采用高強、耐久的管材,如高強復(fù)合管、鋼管或混凝土管等;采用經(jīng)編復(fù)合土工膜或長絲復(fù)合土工膜用于路基隔水防滲。

圖1 雙線無砟軌道路堤地段站后附屬結(jié)構(gòu)物布置示意(單位:m)

1.4 過渡段基底排水

橋路、涵路等過渡段,基底為非滲水土?xí)r,在填筑級配碎石摻 5%水泥的坡腳,沿橫向設(shè)置 φ 100 mm的透水管,鋪設(shè)透水管時由線路中心向兩側(cè)設(shè) 4%的排水坡。

2 集水井和排水溝施工工藝

2.1 集水井

集水井是將路基表面水匯集并排入側(cè)溝或坡面排水槽,采用 C 20混凝土澆筑。施工前熟悉施工圖紙,施工前技術(shù)人員應(yīng)統(tǒng)計各個路基段的集水井的數(shù)量、形式、位置。

集水井基礎(chǔ)采用人工開挖,施工前按照測量出的樁位及控制軸線放出檢查井的開挖尺寸。開挖過程中控制好檢查井的尺寸和豎直度,施工中不允許出現(xiàn)超挖,對于超挖的部分采用與檢查井井身同強度等級的混凝土回填。井口周圍要做好防排水工作,以免雨水或施工廢水流入基坑內(nèi)。開挖到設(shè)計高程時應(yīng)檢查集水井的基底高程是否符合設(shè)計要求;并采用錘球和直尺檢查檢查井的豎直度和尺寸。

綁扎安裝檢查井的鋼筋,鋼筋底部采用安裝混凝土預(yù)制墊塊來控制鋼筋位置。澆筑集水井的基礎(chǔ)混凝土,澆筑時要注意基礎(chǔ)的混凝土頂面高程。在基礎(chǔ)混凝土初凝后,混凝土面上用錘球定出檢查井的中心位置及控制軸線,用墨線標(biāo)出井身位置。按照放樣出的位置安裝模板,并加固牢靠。

澆筑井身混凝土前要注意預(yù)埋直徑 0.15 m的鍍鋅鋼管或耐壓 PVC軟式透水管。采用對路基切槽預(yù)埋管道,管道安裝完成以后切槽采用混凝土封閉。集水井蓋采用集中預(yù)制,井蓋上設(shè)置多個 3 cm×10 cm的泄水孔。在集水井身混凝土強度達到設(shè)計強度后安裝集水井蓋板。

2.2 地面排水溝

地面排水溝分為路堤坡腳外的排水溝、側(cè)溝、平臺截水溝、天溝及排水溝、坡面排水槽等。地面排水溝在施工時要選好排水溝的排水方向,施工材料應(yīng)滿足設(shè)計要求;路堤坡腳外的排水溝、側(cè)溝在路基完成后施工;平臺截水溝與護坡同時施工,施工應(yīng)注意在急流槽位置與吊溝連接。坡面排水槽與坡面防護同時施工,排水槽每隔 15 m設(shè)置一道。

排水工程嚴格按照設(shè)計圖紙施工。砂漿采用拌合機拌合,做到砌體砂漿飽滿,石料尺寸選配合理,強度滿足要求,石料顏色一致,勾縫采用凹縫,墻面平整、美觀。挖方段的天溝,以及路基填筑的臨時排水工程,盡量在雨季到來之前完成。

施工工藝流程為施工準(zhǔn)備→溝槽開挖→溝底鋪砌→溝幫砌筑→勾縫→溝頂抹面→竣工。

漿砌圬工采用擠漿法施工。天溝的位置、尺寸要求符合設(shè)計要求,出水口牢固,以防被雨水沖塌并且與其它排水設(shè)施平順銜接,排水溝的線形平直、圓順,排水溝的位置、坡度、長度符合設(shè)計要求,如因縱坡過大致使水流速大于溝底、溝壁的容許沖刷流速時,對邊溝采取加固措施。

3 基床表層瀝青混合料防水層施工工藝

3.1 主要機械設(shè)備配置

自卸汽車、鋼筒式壓路機、振動壓路機、輪胎式壓路機、瀝青混凝土拌合設(shè)備、瀝青混凝土攤鋪機。

3.2 施工方法及工藝

3.2.1 施工準(zhǔn)備

1)施工前應(yīng)做好瀝青混凝土用原材料的備料工作,原材料各項指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計的要求。

2)拌合場內(nèi)不同規(guī)格的礦物料應(yīng)分別堆放,細集料堆放應(yīng)有防止雨淋措施。

3)瀝青混凝土必須采用廠內(nèi)集中攪拌。

4)在大面積填筑前,應(yīng)根據(jù)初選的攤鋪、碾壓機械及試生產(chǎn)出的瀝青混凝土,進行現(xiàn)場攤鋪壓實工藝試驗,確定生產(chǎn)配合比、松鋪厚度、碾壓工藝、機械配套方案、施工組織。試驗段長度不宜小于 100 m。

5)基床表層瀝青混凝土攤鋪前應(yīng)檢查基床表層級配碎石或級配砂礫石層幾何尺寸,核對壓實標(biāo)準(zhǔn),不符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)進行修整,達到驗收標(biāo)準(zhǔn)。

6)基床表層瀝青混凝土施工必須有施工組織設(shè)計,保證合理的施工工期。不得在氣溫低于10℃、雨天、路面潮濕的情況下施工。

7)熱拌瀝青混凝土的施工溫度宜按試驗確定,無條件的應(yīng)按瀝青強度、氣候條件參照相關(guān)技術(shù)條件要求。

3.2.2 基床表層瀝青混凝土配合比設(shè)計

1)瀝青混凝土的礦料級配應(yīng)符合設(shè)計要求。

2)采用馬歇爾試驗配合比設(shè)計方法。瀝青混凝土的馬歇爾穩(wěn)定度、流值、孔隙率、瀝青飽和度等指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計要求,并具有良好的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、防滲水性能等,其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計要求。

3)瀝青混凝土配合比設(shè)計通過目標(biāo)配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計及生產(chǎn)配合比驗證三個階段,確定礦料級配、最佳瀝青用量。

3.2.3 基床表層瀝青混凝土拌制

1)瀝青混凝土在拌合廠采用拌合機械拌制。

①拌合廠的設(shè)置必須符合國家有關(guān)環(huán)境保護、消防、安全等規(guī)定。

②考慮交通堵塞等因素,盡可能縮短拌合廠與工地的運輸距離,確?；旌狭蠝囟认陆挡怀^要求,且不致因顛簸造成混合料離析。

③各種集料必須分隔儲存,細集料場地應(yīng)設(shè)防雨頂棚,料場和場區(qū)道路應(yīng)硬化,嚴禁泥土等污染集料。拌合廠應(yīng)做好完整的排水設(shè)施。

2)瀝青混凝土采用間歇式拌合機,拌合機的拌合能力應(yīng)滿足施工進度要求。

3)瀝青混凝土的生產(chǎn)溫度宜符合熱拌瀝青混凝土施工溫度表中的有關(guān)規(guī)定。烘干集料的殘余含水量不得大于 1%。

4)瀝青混凝土出廠時應(yīng)逐車檢驗其質(zhì)量和溫度,記錄出廠時間,簽發(fā)運料單。

3.2.4 基床表層瀝青混凝土運輸

1)瀝青混凝土采用自卸車運輸(區(qū)間狹窄地段采用小機動翻斗車倒料),不得在級配碎石或級配砂礫石路面上急剎車、急掉頭,應(yīng)勻速行駛,避免對級配碎石或級配砂礫石層造成損傷。

2)運輸車輛每次使用前后必須清掃干凈,車廂板上涂一薄層防止瀝青粘結(jié)的隔離劑或防粘結(jié)劑,但不得有余液積聚在車廂底部。從拌合機向運料車上裝料時,應(yīng)多次挪動汽車位置,平衡裝料,減少混合料離析。運料車運輸混合料應(yīng)覆蓋,保溫、防雨、防污染。夏季運輸時間短于 0.5 h時可不加覆蓋。

3)在運輸過程中如發(fā)現(xiàn)有瀝青結(jié)合料沿車廂板滴落時,應(yīng)采取措施予以避免。

4)運料車每次卸料必須倒盡。

3.2.5 基床表層瀝青混凝土攤鋪

1)站線瀝青混凝土防水層采用瀝青攤鋪機攤鋪,攤鋪機的受料斗應(yīng)涂刷薄層隔離劑或防粘結(jié)劑。區(qū)間瀝青混凝土防水層采用人工配合小型機具攤鋪,或特制設(shè)備攤鋪。

2)攤鋪機開工作業(yè)前應(yīng)提起 30～60 min預(yù)熱熨平板至不低于100℃。鋪筑過程中應(yīng)選擇熨平板的振搗或夯錘壓實裝置具有適宜的振動頻率和振幅,以提高路面的初始壓實度。熨平板加寬連接應(yīng)仔細調(diào)節(jié)至攤鋪的混合料沒有明顯的離析痕跡。

3)攤鋪機必須緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪,不得隨意變速或中途停頓和頻繁收起擋料板,以提高平整度,減少混合料的離析。攤鋪速度宜控制在 2～6 m/m in。當(dāng)發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕時,應(yīng)分析原因,予以消除。

4)攤鋪機應(yīng)采用自動找平方式,可采用鋼絲繩引導(dǎo)、平衡梁或雪橇式等攤鋪厚度控制方式。

5)瀝青混凝土的松鋪系數(shù)應(yīng)按工藝試驗確定。

6)在局部機械作業(yè)不能到位部分可采用人工攤鋪。人工攤鋪混合料應(yīng)符合下列要求:①瀝青混凝土宜卸在鐵板上,攤鋪時應(yīng)扣鍬布料,不得揚鍬拋甩。鐵鍬等工具宜沾防粘劑或加熱使用。②邊攤鋪邊用刮板整平,刮平時應(yīng)輕重一致,控制次數(shù),嚴防集料離析。③攤鋪不得中間停頓,并加快碾壓。如不能及時碾壓時,應(yīng)停止攤鋪,并對卸下的瀝青混凝土覆蓋保溫。④低溫施工時,每次卸下的混合料應(yīng)及時覆蓋保溫。

3.2.6 基床表層瀝青混凝土碾壓

1)應(yīng)配備適合于現(xiàn)場條件的壓路機,選擇合理的壓路機組合方式及初壓、復(fù)壓、終壓的碾壓步驟,以達到最佳的碾壓效果。低溫、風(fēng)大、薄層碾壓時壓路機數(shù)量應(yīng)適當(dāng)增加。

2)壓路機應(yīng)以慢而均勻的速度碾壓,壓路機碾壓速度應(yīng)符合規(guī)范要求,壓路機的碾壓線路、方向不應(yīng)突然改變,導(dǎo)致混合料推移。

3)壓路機的碾壓溫度應(yīng)符合規(guī)范的有關(guān)要求。在不產(chǎn)生嚴重推移和裂縫的前提下,碾壓在盡可能高的溫度下進行,不得在低溫狀況下作反復(fù)碾壓。

4)壓路機不得在未碾壓成型的路段轉(zhuǎn)向、掉頭、加水或停留。初壓應(yīng)緊跟攤鋪機進行,并保持較短區(qū)段。復(fù)壓緊跟初壓后進行,不得隨意停頓,碾壓長度宜控制在 60～80 m內(nèi)。終壓緊跟復(fù)壓后進行,且不少于2遍,至無明顯輪跡為止。

5)在當(dāng)天成型的瀝青混凝土路面上不得停放各種機械設(shè)備或車輛,不得散落礦料、油料等雜物。

6)壓路機壓不到的地方,采用振動夯板或熱的手錘把瀝青混凝土充分夯實,已經(jīng)壓實過的路面不得修補表皮。

3.2.7 基床表層瀝青混凝土接縫

1)瀝青混凝土接縫必須緊密、平順,不得產(chǎn)生明顯的接縫離析。上下層縱縫應(yīng)錯開 15 cm(熱接縫)或30～40 mm(冷接縫)。相鄰兩幅及上下層的橫向接縫應(yīng)錯開 1 m以上。

2)橫向接縫可采用斜接縫、階梯形接縫或平接縫形式。

4 路基防排水工程施工技術(shù)要點

1)路基排水工程應(yīng)及時實施,防止施工期間因地表水及地下水的侵入而造成路基松軟或坡面坍塌。

2)排水設(shè)施的結(jié)構(gòu)形式、截面尺寸、材料規(guī)格以及平面位置、縱坡、鋪砌厚度、平整度必須滿足或符合設(shè)計要求。當(dāng)路基單側(cè)或兩側(cè)匯水面積較大,施工應(yīng)嚴格按照設(shè)計采用的截面尺寸施工,不得隨意更改水溝截面、位置、設(shè)置長度等。

3)砌體 、混凝土所用材料 (水泥 、砂、石 、鋼筋)、土工合成材料的品種、規(guī)格、質(zhì)量要符合設(shè)計要求,進場時應(yīng)經(jīng)檢驗合格方可用于施工。

4)新設(shè)排水系統(tǒng)應(yīng)確保排水的順暢,注意各排水工程間的順接,杜絕排水系統(tǒng)存在局部的堵塞、突變、急陡急拐等現(xiàn)象,注意臨時排水設(shè)施宜與永久性排水設(shè)施相結(jié)合,并與原有地表排水系統(tǒng)相適應(yīng)。排出的水不得損害路基及附近建筑物地基、道路和農(nóng)田。路塹側(cè)溝的水流,原則上不得經(jīng)隧道排出。

5)所有排水溝渠應(yīng)從下游出口向上游開挖。路塹施工應(yīng)先做好塹頂截、排水,并經(jīng)常檢查防止?jié)B漏。塹頂為土質(zhì)或含有軟弱夾層的巖層時,天溝應(yīng)及時鋪砌或采取其他防滲措施。

6)天溝、側(cè)溝、吊溝及其他引、截、排水設(shè)施,應(yīng)按設(shè)計放樣施工,并應(yīng)符合下列規(guī)定:①溝基穩(wěn)固,排水溝嚴禁設(shè)在未做處理的廢渣、棄土上。②溝形整齊,溝坡、溝底平順,溝內(nèi)無浮土及雜物。③水溝排水不得對路基產(chǎn)生危害。④天溝、吊溝應(yīng)挖在原地面以下,不應(yīng)在地面坑凹處通過;當(dāng)需要通過時,應(yīng)按照路堤填筑壓實的要求將坑凹填平,然后挖溝,并應(yīng)放止填土沉降變形。

7)滑坡地段地面排水工程施工應(yīng)先做好滑坡體外的截、排水溝,并隨開挖隨鋪砌。對施工用水應(yīng)嚴加管理,防止流入滑坡體內(nèi)?；麦w上不得積水,裂縫應(yīng)夯填密實,洼地應(yīng)整平壓實。

8)路基本體防、排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量直接影響路基的安全、穩(wěn)定,施工中應(yīng)嚴格控制路基各部分(線間排水、電纜槽及護肩防排水、坡面排水槽、排水盲溝、瀝青混凝土、土工膜防水層、泄水孔預(yù)留等)防、排水工程的質(zhì)量及其之間的銜接,避免局部積水、漏水現(xiàn)象,降低路基(特別是基床)的強度及穩(wěn)定。

9)施工中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場地形、地質(zhì)情況、地表水、地下水變化與設(shè)計不符時,特別是危及路基安全或存在安全隱患時,應(yīng)及時通知修改設(shè)計,并做好臨時處理措施。

5 結(jié)束語

水是工程的天敵,特別對于路基工程來說更是如此,如何防止或減輕水對路基工程的危害,是路基施工過程中永恒的話題,往往一個細小環(huán)節(jié)的疏漏,可能就會導(dǎo)致嚴重的工程質(zhì)量隱患,武廣客運專線認真吸取了其它客運專線排水系統(tǒng)不完善的教訓(xùn),在工程驗收前,全線組織了多次認真、詳細的排查,對路基防排水存在或遺留的問題進行徹底的整改,最大程度地消除了安全質(zhì)量隱患,這一點經(jīng)驗值得在其他工程項目中進行推廣。

[1]杜永昌.高速與客運專線鐵路施工工藝手冊[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻出版社,2008.

[2]中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)[2007]85號 客運專線無砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國鐵道出版社,2007.