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[摘 要]随着社会经济发展速度的不断提升,为促进西北、内蒙和东北地区的繁荣,加强民族团结、巩固和建设国防,我国一直致力于扩大沙区地域的铁路工程建设规模。风沙路基作为铁路工程施工的重要组成部分,为确保工程建设整体质量,施工单位必须严格遵循工程实地情况,不断的总结、规范施工工艺,选取科学有效的施工方法与防护措施,延长工程使用寿命,提升行车安全,提高社会经济效益,保障国家安全。
[关键词]风沙路基;测量放线;基底处理;防护技术
中图分类号:U216.16 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)19-0241-01
1 工程概况
改建铁路集宁至通辽线查干芒和至公主埂(K276+000-K374+900)段铁路设计等级为国铁Ⅰ级,设计时速160km/h,线路全长98.724km,区间路基长度为91.474km,占线路长度的92.66%。线路穿行于锡林浩特盟的正蓝旗,线路经过地区属内蒙古高原区,风沙地貌—浑善达克沙地。地形呈缓波状起伏,以固定沙丘为主,局部为半固定沙丘,间有冲、洪、湖积平原,地表积沙,全部为特设路基。其中区间正线路基中路堤长度为68.207km,占路基长度的74.56%;路堑长度23.267km,占25.44%。基于此,我标段工程施工必须重视风沙路基施工与防护工作。
2 风沙路基施工工艺
2.1 施工准备
⑴修筑便道。为提高运输车辆的运输效率,根据施工现场实际地形情况,将路基外侧10-20m范围内设计宽3.5m的施工便道,结合地形地貌修筑沿线路纵向贯通的主便道,与碎石防火带合二为一、统筹利用。为提高便道适用性,在便道碾压后铺筑20-30cm厚碎石土(山皮石),洒水振压密实,每200m左右设置长30m的错车道。
⑵寻找水源。在本标段工程范围内地下水较为丰富,打井至地面以下2-3m深即可出水,满足路基填筑一般用水需求。
⑶选择取土场。取土场的选择应着重减少对原沙漠地区覆盖植被体系的破坏,取土前对表层30-50cm原表土进行剥离存放,留作取土完毕后对取土场复原绿化使用。在取土场周围打井取水,集中抽水焖料,提高风沙含水量以减少填筑过程中洒水用量,提高施工效率。
⑷机械准备。根据本单位风沙路基施工经验、现场取料试验结果及试验段成果确定每个施工班组施工机械配置如表1。
2.2 测量放线
根据设计文件、施工图在施工前将路基中心线定位,每隔20-30m设一位置桩(材料选用竹竿、木桩、钢筋等坚固、耐久的材料),根据每层填筑厚度确定路基填筑的边线。根据现场施工要求依据地形条件设置线路控制桩、护桩、水准点、路基边桩等,采用有效的固定方法进行固定,便于观测,并注明位置桩用途。
2.3 基底处理
填筑路基前用推土机将基底清理彻底,一般清理地表土深度为10~20cm,并收集原地表土留作边坡绿化使用。随后碾压原有地面,确保其压实度标准符合施工要求,才能填筑路基。路堤施工时基底、坡脚、填层面不得有水,傍山修筑路堤时,应防止地表、地下水渗入路堤结构,在多雨地区或雨季,施工期间应防止地表水流入细粒土和粉砂、黏砂的取土坑、场内,并应随时排除其中的局部积水。
2.4 路基填筑施工工艺
⑴填筑流程。路堤填筑按照三阶段、四区段、八流程的施工工序组织施工。三阶段:准备阶段、施工阶段、竣工阶段。四区段:填筑区段、平整区段、碾压区段、检验区段。八流程:施工准备→填料试验→基底处理→分层填筑整平→振动碾压→检验签证→路堤整修→边坡整修。
⑵填筑方法。填筑采用水平分层法,分层填筑时按路基横断面宽度纵向分层填土,每层采用一种填料,不将两种及以上填料混填。与既有线并行地段对既有线边坡推成宽度不小于1米的台阶。用装载机装,自卸汽车运输,推土机摊铺。自卸汽车卸土,按划分的填筑区段有顺序地进行密集倒土,排列成均匀的鱼鳞状土堆,然后用推土机按规定的层厚摊铺整平,当摊平区段达到一定长度,土壤含水量符合要求后进行碾压。
⑶松铺厚度。填沙分层厚度由同行单位施工经验结合现场情况经试验段试验确定,最大松铺厚度不超过30cm,最小松铺厚度不小于10cm,用挂线施工的方法控制厚度。在路基各层次铺筑过程中,运土和整平机具行驶路线均匀分布。
⑷填沙的含水率。填沙的含水率控制在最佳含水率9.9%-14.9%之间,浮动范围在+2%-3%内。当含水率超过规定时,应当摊平晾晒,降低含水率达标后,再进行碾压,铺填厚度可适当减薄;当含水率太低时,在表层喷水并尽可能搅拌,提高含水率到最佳范围再碾压。
3 风沙路基施工防护措施
3.1 碎石土包坡防风治沙
碎石土包坡就是将土与碎石按3:7的比例混合夯拍于路基坡面上,厚度20cm。碎石土治沙一般适用于粉细砂作填料的路堤和高度不大于4m的风积沙地质的路堑地段,路肩采用浆砌片石或混凝土护肩防护。若堑坡太高,碎石土提升较为困难不适用,宜采用M7.5水泥砂浆浆砌片石拱形骨架防护。采用碎石土包坡的方法对路基进行防护,是预防路基被风蚀的一种有效措施。它不仅能在短期内防止路基被风蚀,而且随着时间的推移,由于碎石土保水性能较好,天然被风吹落在碎石土上的草籽还会生长发育起到永久固沙的作用。
3.2 植物防风治沙
植物治沙就是通过栽种绿色植被的形式去阻风沙的流动,进而有效的减少风沙对于铁路的破坏,植物治沙在对铁路进行防护的同时也很好的美化了自然环境,因此是現阶段我国风沙地区最为主要、最为根本有效的一种治沙措施。
路基两侧从外至内依次设置植被保护带、防沙带、防火带,通过这三个区域的相互配合,共同发挥防治风沙的效能。固沙植物根据当地的造林经验和水文特点,采用以灌木为主草本植物为辅的混交林,常见的植物有沙棘、柠条、沙柳、紫穗槐等适应性强、耐干旱、耐贫瘠、根系发达、种子繁殖力强的本土植物(图1)。
4 结束语
综上所述,铁路工程作为国家经济快速增长的基础性设施,里程总量越来越多,运输速度、运输量也在逐年增加,为保证铁路安全运营必须对沙漠地区进行风沙防护。风沙路基作为沙漠地区工程建设的基础,全面提升工程质量、耐久性,确保行车舒适度、安全性已成为当前铁路工程建设的首要任务。我单位在施工过程中借鉴设计单位和同行单位风沙路基施工、防风沙治理相关经验结合现场实际,确定切实可行并能保证施工质量和施工进度的施工方法与工艺,保证风沙路基质量,保护自然环境,能实现工程建设的社会效益与经济效益。
参考文献
[1] 党振峰.强风、大温差戈壁土风沙路基填料施工技术研究[J].铁道建筑技术,2012,(05).
[2] 鄂雪君,王凤维.关于风积沙路基施工的相关研究[J].科技创新与应用,2015,(12).
[关键词]风沙路基;测量放线;基底处理;防护技术
中图分类号:U216.16 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)19-0241-01
1 工程概况
改建铁路集宁至通辽线查干芒和至公主埂(K276+000-K374+900)段铁路设计等级为国铁Ⅰ级,设计时速160km/h,线路全长98.724km,区间路基长度为91.474km,占线路长度的92.66%。线路穿行于锡林浩特盟的正蓝旗,线路经过地区属内蒙古高原区,风沙地貌—浑善达克沙地。地形呈缓波状起伏,以固定沙丘为主,局部为半固定沙丘,间有冲、洪、湖积平原,地表积沙,全部为特设路基。其中区间正线路基中路堤长度为68.207km,占路基长度的74.56%;路堑长度23.267km,占25.44%。基于此,我标段工程施工必须重视风沙路基施工与防护工作。
2 风沙路基施工工艺
2.1 施工准备
⑴修筑便道。为提高运输车辆的运输效率,根据施工现场实际地形情况,将路基外侧10-20m范围内设计宽3.5m的施工便道,结合地形地貌修筑沿线路纵向贯通的主便道,与碎石防火带合二为一、统筹利用。为提高便道适用性,在便道碾压后铺筑20-30cm厚碎石土(山皮石),洒水振压密实,每200m左右设置长30m的错车道。
⑵寻找水源。在本标段工程范围内地下水较为丰富,打井至地面以下2-3m深即可出水,满足路基填筑一般用水需求。
⑶选择取土场。取土场的选择应着重减少对原沙漠地区覆盖植被体系的破坏,取土前对表层30-50cm原表土进行剥离存放,留作取土完毕后对取土场复原绿化使用。在取土场周围打井取水,集中抽水焖料,提高风沙含水量以减少填筑过程中洒水用量,提高施工效率。
⑷机械准备。根据本单位风沙路基施工经验、现场取料试验结果及试验段成果确定每个施工班组施工机械配置如表1。
2.2 测量放线
根据设计文件、施工图在施工前将路基中心线定位,每隔20-30m设一位置桩(材料选用竹竿、木桩、钢筋等坚固、耐久的材料),根据每层填筑厚度确定路基填筑的边线。根据现场施工要求依据地形条件设置线路控制桩、护桩、水准点、路基边桩等,采用有效的固定方法进行固定,便于观测,并注明位置桩用途。
2.3 基底处理
填筑路基前用推土机将基底清理彻底,一般清理地表土深度为10~20cm,并收集原地表土留作边坡绿化使用。随后碾压原有地面,确保其压实度标准符合施工要求,才能填筑路基。路堤施工时基底、坡脚、填层面不得有水,傍山修筑路堤时,应防止地表、地下水渗入路堤结构,在多雨地区或雨季,施工期间应防止地表水流入细粒土和粉砂、黏砂的取土坑、场内,并应随时排除其中的局部积水。
2.4 路基填筑施工工艺
⑴填筑流程。路堤填筑按照三阶段、四区段、八流程的施工工序组织施工。三阶段:准备阶段、施工阶段、竣工阶段。四区段:填筑区段、平整区段、碾压区段、检验区段。八流程:施工准备→填料试验→基底处理→分层填筑整平→振动碾压→检验签证→路堤整修→边坡整修。
⑵填筑方法。填筑采用水平分层法,分层填筑时按路基横断面宽度纵向分层填土,每层采用一种填料,不将两种及以上填料混填。与既有线并行地段对既有线边坡推成宽度不小于1米的台阶。用装载机装,自卸汽车运输,推土机摊铺。自卸汽车卸土,按划分的填筑区段有顺序地进行密集倒土,排列成均匀的鱼鳞状土堆,然后用推土机按规定的层厚摊铺整平,当摊平区段达到一定长度,土壤含水量符合要求后进行碾压。
⑶松铺厚度。填沙分层厚度由同行单位施工经验结合现场情况经试验段试验确定,最大松铺厚度不超过30cm,最小松铺厚度不小于10cm,用挂线施工的方法控制厚度。在路基各层次铺筑过程中,运土和整平机具行驶路线均匀分布。
⑷填沙的含水率。填沙的含水率控制在最佳含水率9.9%-14.9%之间,浮动范围在+2%-3%内。当含水率超过规定时,应当摊平晾晒,降低含水率达标后,再进行碾压,铺填厚度可适当减薄;当含水率太低时,在表层喷水并尽可能搅拌,提高含水率到最佳范围再碾压。
3 风沙路基施工防护措施
3.1 碎石土包坡防风治沙
碎石土包坡就是将土与碎石按3:7的比例混合夯拍于路基坡面上,厚度20cm。碎石土治沙一般适用于粉细砂作填料的路堤和高度不大于4m的风积沙地质的路堑地段,路肩采用浆砌片石或混凝土护肩防护。若堑坡太高,碎石土提升较为困难不适用,宜采用M7.5水泥砂浆浆砌片石拱形骨架防护。采用碎石土包坡的方法对路基进行防护,是预防路基被风蚀的一种有效措施。它不仅能在短期内防止路基被风蚀,而且随着时间的推移,由于碎石土保水性能较好,天然被风吹落在碎石土上的草籽还会生长发育起到永久固沙的作用。
3.2 植物防风治沙
植物治沙就是通过栽种绿色植被的形式去阻风沙的流动,进而有效的减少风沙对于铁路的破坏,植物治沙在对铁路进行防护的同时也很好的美化了自然环境,因此是現阶段我国风沙地区最为主要、最为根本有效的一种治沙措施。
路基两侧从外至内依次设置植被保护带、防沙带、防火带,通过这三个区域的相互配合,共同发挥防治风沙的效能。固沙植物根据当地的造林经验和水文特点,采用以灌木为主草本植物为辅的混交林,常见的植物有沙棘、柠条、沙柳、紫穗槐等适应性强、耐干旱、耐贫瘠、根系发达、种子繁殖力强的本土植物(图1)。
4 结束语
综上所述,铁路工程作为国家经济快速增长的基础性设施,里程总量越来越多,运输速度、运输量也在逐年增加,为保证铁路安全运营必须对沙漠地区进行风沙防护。风沙路基作为沙漠地区工程建设的基础,全面提升工程质量、耐久性,确保行车舒适度、安全性已成为当前铁路工程建设的首要任务。我单位在施工过程中借鉴设计单位和同行单位风沙路基施工、防风沙治理相关经验结合现场实际,确定切实可行并能保证施工质量和施工进度的施工方法与工艺,保证风沙路基质量,保护自然环境,能实现工程建设的社会效益与经济效益。
参考文献
[1] 党振峰.强风、大温差戈壁土风沙路基填料施工技术研究[J].铁道建筑技术,2012,(05).
[2] 鄂雪君,王凤维.关于风积沙路基施工的相关研究[J].科技创新与应用,2015,(12).