京沪高速铁路线下工程施工技术综述０ 京沪高速铁路线下工程施工技术综述 囊苏 波／（中国水利水电第十工程局有限公司） 【摘要】京沪高速铁路是目前最高标准的客运专线，在中国水电十局承建段总共涉及桥梁桩基础、墩台身、 框架涵、地基处理、路基填筑、过渡段施工等多项铁路土建基本施工技术，本文为相关的施工经验总结。 【关键词】京沪高速 高性能混凝土 桩基础 地基处理路基填筑过渡段 ２．２混凝土配合比试验 １ 工程概况 京沪高速铁路对于结构物大都采用了高性能混凝土， 因为配合比试验周期长达５６天，因此进场初始须尽快开 京沪高速铁路土建■标段由京沪高速铁路股份有限 展高性能混凝土配合比试验。 公司投资建设、铁道第＿三勘察没计院设计、北京铁城监 理公司监理、中国水利水电建设集团公司施工。设计时 ２．３组织工艺性试验 速为３８０ｋｍ／ｈ。 遵照京沪总指“试验先行、样板引路、以点带面、 中国水电十局承建段位于儿１东省济南市长清区至泰 一次达标、全面创优”的质量管理思路，坚持工艺试 安市岱岳区境内，起讫里程ＤＫ４４２＋１９６．８６～ＤＫ４５５＋ 验制度，通过工艺试验过程形成作业指导书指导大家 ８６２．５，正线全长１３．６６５ｋｍ。主要承建正线桥梁梁部以 学习工程施工，同时体现“工艺保质量”的理念，以 下以及路基基床表层（含表层）以下的土建工程，承建 工艺试验成果规范施工，坚持试验检测资料真实性 段内桥梁１１鹰（特大桥３座、大桥３座、中桥５座），桥 制度。 梁全长６．３５ｋｍ，占管段长的４６ ，墩台身共计２１１座； ２．４坚持统筹安排、优化施工组织 路基全长７３１５ｍ，占管段长的５４ ；涵洞１８座、框构桥 综合考虑桥梁架设、四电接口、路基防护等各项工 １座、倒虹吸１座、公路桥ｌ座。 程的衔接配合。 ２前期规划 ３桥梁下部工程施工 ２．１ “大临”工程的规划和布置 桥梁下部工程主要包括基础及墩台。桥墩基础包括 按照铁道部《铁路基本建设工程没计概（预）算编 钻孑Ｌ桩基础及明挖基础两种，桥梁墩形包括圆端流体墩 制办法》规定，“大临”丁程为施工企业为进行建筑安装 （直墩按厚度分为２．０ｍ、２．３ｍ、２．５ｍ、２．８ｍ四种，变 工程施工及维持既有线正常运营，根据施工组织设计确 坡墩为坡比１：５０的一种）、单圆柱墩、空心墩、实体矮 定所需的大型临时建筑物。根据中国水电十局承建路段 墩等，墩形共计８种。 的工作内容，主要需要确定：①汽车运输便道；② ３．１桩基础施工 ＨＺＳ１２０＋ＨＺＳ６０双系统混凝土集中拌和站；③４００ｔ级填 ３．１．１桩基础的特点及分类 料集中拌和站，用于拌制改良土、灰土、以及级配碎石； 桩基础是桥梁工程常见的基础形式，是在土质不良 ④引入大电与柴油发电机相结合的供电方案；⑤为施工 地区修建桥梁时，以下部坚实土层或岩层作为持力层的 运输服务的栈桥；⑥材料厂；⑦给水干管路及｝昆凝土成 深基础方案，根据其受力型式可分为端承桩和摩擦桩， 品预制场。 根据施工工艺可分为人工挖孑Ｌ桩和钻孔桩。 ・３９・ 水利水电施工 ２０１０・第５期 总第１２２期 ３ １．２钻孔桩施工程序 场地平整一测量放样一埋设护筒一安装钻机一钻机 钻进一检孔一清孔一下钢筋笼一下混凝土导管一水下混 凝土配制一水下混凝土灌沣。 ３．２明挖扩大基础 扩大基础是将上部荷载通过基础分散至基础底面， 使之满足地基承载力和变形的要求。扩大荩础包括配筋 或不配筋的条形基础和单独基础。一般采用钻爆法开挖 或液压锤开挖。 ３．３墩台身施工 墩台施工程序：墩台底面放线一基底处理一绑扎钢 筋一安装模板一浇筑混凝土一拆模、养护。桥墩施工全 部采用定制拼装模板，模板采用工厂化生产，每平方米 的重量一般在１８ｏ－－２５Ｏｋｇ。一般一套模板在周转２０次以 上被认为是经济的，因此，开丁前必须根据施］：总进度 及设计图纸提前确定模板规格型号及套数。 模板采用吊车吊装，混凝土入仓一般采用混凝土泵 车或拖式泵。如果条件允许，为ｒ减小混凝土坍落度， 控制水灰比，也可以采用吊车吊罐入仓。对于高墩，一 般采用塔机进行材料吊送及模板装拆、混凝土人仓。 ４地基处理工程 黄土是第四纪的一种特殊堆积物，颜色以淡黄色为 主，有黄、褐等色，颗粒组成以粉土颗粒为主，富含硫 酸盐，具有大孑Ｌ隙。黄土在天然状态下结构性比较强， 常处于欠压文状态，弹性变形极小，主要为压密变形。 根据土层厚度的不同，处理方式也有所不同。中同水电 十局承建段路基主要涉及改良土换填、冲击碾压、灰土 挤密桩、强夯、ＣＦＧ桩等５种基础加固处珲方法。 ４．１水泥粉煤灰碎石桩（ＣＦＧ桩） ４．１．１加固机理 ＣＦＧ桩复合地基是水泥粉煤灰碎石桩（Ｃｅｍｅｎｔ Ｆｌｙ— ａｓｈ Ｇｒａｖｅｌ Ｐｉｌｅ）的简称，桩体由碎石、粉煤灰、水泥加 水而成，其强度与素混凝土相 ，通过在基础与加固区 之间设置巾散体材料构成的褥垫层来分配桩土荷载，保 证桩土协同ｌ丁作，形成复合地基。 ４．１．２ ＣＦＧ桩施工 核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机 械和施工方法，一般采用长螺旋钻机一次开挖灌注完成 桩体施工，根据地质情况的不同以及桩长的不同，在均 匀的黏性土层内也可采刚洛阳铲或冲击锤先成孑Ｌ，然后 灌注混凝土。 ４．２灰土挤密桩 ４．２．１加固机理 灰土挤密桩是加固地下水位以上湿陷性黄土地基的 ・４０－ 一种方法。它是利用打入钢套管，或振动沉管，在土中 形成桩孔，然后在孔巾分层填筑灰土并夯实，在成孔和 夯实过程中，原处理桩孔部位的土全部挤入周『韦１土层中， 使距桩周一定距离内的天然土得到＿ｒ挤密，从而消除桩 问土的湿陷性并提高承载力。 ４ ２ ２施工顺序与施工工艺 隔排隔行，间隔１～２孑Ｌ跳打，成孔后立即回填， 以防止邻孔之间互相挤乐造成相邻孑Ｌ缩孔或振动坍塌。 当整片处理时宜南内向外进行，局部处理宜由外向内 进行。处理区段地基土的含水量宜接近最佳含水量 （增湿处理应在地基处理前４～６ｄ完成），然后桩机就 位（确保垂直度偏差不大于１．５ ），采用振动沉桩机 将与桩孑Ｌ同直径钢管打入土中拔管成孔，最后灰土回 填夯实。 灰土挤密桩施工Ｔ艺流程为：场地平整清理一定桩 孑Ｌ位和编号放样一沉桩机就位一沉桩管至设计标高一拔 管一检套、验孔一投料一夯实一过程检验一成桩一综合 榆验（检验复合地基承载力，单桩取芯检验回填夯实 质量）。 ４．３强夯 ４ ３ １加固机理 在夯击过程中，由于巨大的夯击能和冲击波，土体 中冈含有许多可压缩的微气泡而立即产生１０ｃｍ的沉降， 土体局部产牛液化后，结构破坏，强度下降到最小值； 随后在夯击点周围出现径向裂缝，成为加速孔隙水压力 消散的主要通道；黏性土具有的触变性，使降低了的强 度得到恢复和增强。 ４．３．２施工顺序与施工工艺 场地平整，清除表层土，进行表面松散土层碾压， 排除地表水，施工 周边作排水沟以确保场地排水通畅、 防止积水。对夯击点依次夯击完成为第一遍强夯施工。 然后用推土机将场地推平，压路机碾压２遍后进行测量 布置夯击点位置及水准测量。按设计选用已夯点间隙中 间，依次补点夯击为第二遍。以下各遍均按设计在中间 补点，最后一遍锤印彼此搭接，表面平整。强夯施工按 试验确定的技术参数进行，以单夯夯击能、夯击遍数和 各个夯点的夯击次数为施工控制数值，并采用试夯确定 的地表平均沉降量控制。最后再以低能量满夯。满夯可 采用轻锤或低落锤多次夯击，锤印搭接不小于１／４夯锤 的直径。 强夯施工工艺流程：强夯设计一施Ｔ准备一试验性 施工（测试）一确定施工参数一夯击计划一夯击（测 试）一夯击面处理一质量检验一加固效果评价。 ４．４改良土回填 ４ ４ １加固机理 其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压 ０－ 京沪高速铁路线下工程施工技术综述１ 或夯文土．按问填的材料叮分为砂（或砂 ）垫层、碎 石垫层、粉煤灰垫层、千渣 层、土（灰土、二灰）垫 层等。 渣分为分级干渣、混合ｆ 渣和原状干渣；粉煤 灰分为湿排灰和调湿灰。换土 层法叮提高持力层的承 载力，减少沉降量；常用机械碾压、平板振动和重锤夯 实进行施工。 该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的同 填土方工程，一般适 Ｌ｝ｊ于处理浅层软弱土层（淤泥质 土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成白重同 结的冲填土等） 低洼区域的填筑。一般处殚深度为 ２～３ｍ。 ４．４ ２施工顺序与施工工艺 清除污染物及浮土。埋设完测试元件后，铺没较小 厚度的垫层填料，采ＪＬ｝ｊ轻型乐路机压文表面。采用画点 布料控制松铺厚度，为方便机械操作及边坡的压文，填 筑时两侧应各超宽２０～３０ｃｍ。整平时采，Ｌ｝ｊ推土机初平后 再用平地机终平，保持纵横平顺均匀，然后再，【｝ｊ压路机 乐实。待检测符合要求后，施工 层。 ４．５冲击碾压 ４ ５ １加固机理 冲击式 路机的 实轮为■边形、四边形或六边形。 在施工中，当牵ｆ）ｌ车拖动多边弧形轮子向前滚动时，压 ２ｉ＝轮重心距离地 的高度上下交替变化，产牛的势能和 动能集中向前、向下碾压，形成 大的冲击波，通过多 边弧形轮连续均匀地冲击地向，便土体均匀致密。牵引 车的工作速度越怏，压文轮重心上移时蓄能器缓冲液乐 缸的收缩越大，蓄能越多．重心降低时释放的能量转化 为压实轮的动能就越大，对地面产生的冲击夯实动能也 越高，激振的效果也就越好。 ４．５ ２施工程序 冲击碾压采用横向排压法。由ＱＣＹ３６０型牵引车拖 动ＹＣ１、２５冲击压实机，在缓冲区加速行驶，通过测验区 时确保行驶速度应大于１２ｋｍ／ ｈ。当碾压区全部碾压完２Ｏ 遍之后，再从起始点开始，纵向搭接１ ６的轮周距碾压５ 遍，依此类推完成基底冲击碾压。 ５路基工程施工 铁路路堤的构造自下至上一般为：地基、基床以下 路堤、基床底层、基床表层。各个构造层所选用的材料、 厚度及其检测验收标准不同。 填筑路堤主要采用按王阶段、四 段、八流程的丁 艺组织施工。 阶段即准备阶段、施工阶段、整修阶段； 四区段即填土区段、整平区段、压实区段和检测区段； 八流程即施工测量、地基处理、分层填土、摊铺整平、 洒水晾晒、碾压密文、检测签证和路基修整。 碾压时，各 段交接处应重叠斥实．纵向搭接长度 不得小于２ｍ，纵向行与行之间的轮迹币叠压实不小于 ０．３ｍ，横向同层接头处重叠 不小于１Ｉｎ，上下两层填 筑接头应错开不小ｌ『３ｍ。 ６过渡段工程施工 过渡段施工是路基工程中结构最复杂、压 指标最 高、机压盲区最多、对高速列车运行平顺性、舒适度影 响最大的一项关键Ｔ程。无砟轨道改成”纵连式”兀刑 板后，桥路过渡段施Ｔ难度更大。 ６．１过渡段结构 （１）结构类型：根据衔接的结｝勾类 不同，过渡段分 为路桥、路涵、路隧、路堤与路 、半挖半填等多种 形式。 （２）路桥过渡段组成：一般情况下南 坑、台后路 基、两侧包边土、锥体、Ｃ２０混凝土块、无砂混凝土板、 空心砖隔离层、软式透水管等八部分组成。无砟轨道采 用Ⅱ型板后，台后过渡段内又增加了端刺、摩擦板等 构件。 （３）路桥过渡段的位置：桥台台尾为路堤时，｝殳置不 小于２０ｍ的倒梯形过渡段。 ６．２过渡段填料及压实标准 （１）过渡段一般使用掺水泥的级配碎石进行填筑，级 配范围满足规范要求。 （２）过渡段施工工艺。 施工程序和方法与路基基本相似，施Ｔ中要重点解 决以下问题： 过渡段分区较多，级配碎石填筑 与相邻两侧包边 土、锥体同时施工，并将过渡段级配碎石与连接路堤的 碾压面按大致相同的水平高度分层，做到分层同步，填 筑均匀压文；同步施工后，各区界面问基本上ｕ 不按台 阶法施工；但对于路堤路堑、半挖半填等过渡段相互 衔接仍应采用台阶法。掺水泥级配碎 填料拌合完成 后应立即使用，现拌现用，不能存放，最多２小时内 用完。 ７ 结束语 对于铁路土建工程（特别是高标准的客运专线）来 说，我们需要学习的东西还很多，还有许多高技术含量 的施工技术和标准甚至还没有涉及，如制梁场的规划和 认证、简支箱梁的施工技术、高精度要求的钢筋混凝土 轨道板施工技术、快速施工现浇简支梁、挂篮法施工大 跨度连续梁、跨既有线安全防护等。冈此，我们必须在 现有的基础上进一步提高，快速掌握铁路土建施工核心 技术，以适应后水电时代公司大力发展非水电市场的 需要。 ・４１・