鐵路路基工程施工技術(shù)的難點(diǎn)分析

張晉

（綠紗礦業(yè)股份有限公司，北京 100055）

0 引言

鐵路路基工程的修建目的為滿足鐵路軌道的鋪設(shè)，為鐵路創(chuàng)設(shè)運(yùn)營條件，其建設(shè)蘊(yùn)含諸多施工技術(shù)，在建設(shè)路基工程時首先需要明確其施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際技術(shù)難點(diǎn)，理清施工完善方向，強(qiáng)化施工質(zhì)量。

1 鐵路路基工程施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

對于鐵路路基而言，其施工時需要明確路基面寬度和路基邊坡的坡度。一般來說，鐵路工程具有占地面積廣的特點(diǎn)，其工程量較大，當(dāng)路基面寬度出現(xiàn)微小變化后，往往會由于路段積累影響整個工程的建設(shè)成本，改變路基原本的占地面積，為避免此類蝴蝶效應(yīng)，需要明確路基面的寬度，在選定寬度時不僅需要對力學(xué)性能加以考量，還需要將經(jīng)濟(jì)因素以及地理環(huán)境因素納入考慮范圍。我國對鐵路路基寬度做出了明確的規(guī)定，對于直線路段而言，需要確保單線鐵路4.9～6.7m的路基寬度和0.4～0.6m的路肩寬，雙線鐵路則需要將兩線中心距控制在4.0～4.1范圍之內(nèi)，對于轉(zhuǎn)彎處而言，其路基寬度則需要以該位置的曲線半徑?jīng)Q定。為保證路基穩(wěn)定，路基邊坡坡度的規(guī)范不可忽視，只有確保邊坡坡度在合理范圍之內(nèi)才能夠保障路基的穩(wěn)定性，為鐵路的安全運(yùn)行作出保證。一般來說，邊坡的坡度不僅需要考慮邊坡的高度，還需要考慮土質(zhì)問題，當(dāng)邊坡高度不高于20m且鐵路路段地質(zhì)條件優(yōu)秀時，路基坡度值一般在1:1.3～1:1.75，路塹坡度值需要控制在1:0.1～1:1.75范圍內(nèi)，而當(dāng)其高度高于20m時，需要考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，從該角度出發(fā)明確坡度。

2 鐵路路基工程施工技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

在路基工程中，施工準(zhǔn)備至關(guān)重要，需要著重注意路基試驗(yàn)段和地表處理兩大方面的難點(diǎn)。當(dāng)施工設(shè)計(jì)完成之后，為對施工現(xiàn)場進(jìn)行深入了解，保證鐵路安全，需要在正式整體施工之前選定大于100m長的路段開展施工試驗(yàn)，除了滿足長度需求之外，還需要保證該路段的代表性。在試驗(yàn)階段可以獲得具體的施工數(shù)據(jù)以供全路段施工參考。為確保施工順利進(jìn)行，需要按照施工設(shè)計(jì)方案以及標(biāo)準(zhǔn)對地表進(jìn)行處理，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件建設(shè)排水設(shè)施，避免施工路段由于含水量的問題導(dǎo)致土質(zhì)松軟，進(jìn)而引發(fā)路基沉降的問題[1]。

2.2 施工過程

2.2.1 路基填筑

路基施工過程中為確保路基滿足施工平整度的要求，需要參考施工階段的氣候，根據(jù)不同的氣候變化實(shí)施灑水晾曬操作，同時利用機(jī)械碾壓的方式對其加以強(qiáng)化。填筑工作完成之后，還需要對其填筑質(zhì)量進(jìn)行專業(yè)檢驗(yàn)鑒定，檢測路基平整度、厚度與其密實(shí)度，在檢測路堤本體時，應(yīng)當(dāng)由施工單位進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收人員應(yīng)當(dāng)為專業(yè)質(zhì)檢工程師，驗(yàn)收通過后再實(shí)施上層填筑。

2.2.2 路塹開挖

鐵路路基在挖掘路塹時需要考慮施工地實(shí)際的地質(zhì)條件，選擇最合適的開挖方法，當(dāng)其地質(zhì)為土質(zhì)地塹時可以選用挖土機(jī)以及鏟運(yùn)機(jī)此類機(jī)械施工，當(dāng)其山體地質(zhì)主要為石質(zhì)時，可以選用定點(diǎn)爆破的技術(shù)，部分石方集中路段還可以選擇松動大爆破的方式對山石加以清理，確保順利開挖[2]。

2.2.3 強(qiáng)夯施工

在進(jìn)行強(qiáng)夯施工時，施工人員應(yīng)當(dāng)對區(qū)域內(nèi)的雜物進(jìn)行清除，再利用推土機(jī)或者壓路機(jī)碾壓地面，達(dá)到整平的效果，在平整地基上依據(jù)設(shè)計(jì)方案落實(shí)回填墊層的操作，為吊機(jī)作業(yè)提供便利。吊機(jī)就位之后強(qiáng)夯施工即可開始（圖1），當(dāng)?shù)谝槐楹煌曛螅枰獙豢拥娜莘e進(jìn)行測定，獲取地基沉降量的相關(guān)數(shù)據(jù)，了解夯坑四周隆起的情況，明確以上內(nèi)容后再次實(shí)施平整回填，進(jìn)行下次夯擊，重復(fù)以上步驟后實(shí)施滿夯，將其落距控制在3～5m，并使用低能量對場地表層搭夯，夯實(shí)振松層與松散狀態(tài)的回填土。

圖1 強(qiáng)夯施工

2.2.4 路塹排水

路塹的排水施工非常重要，為達(dá)到理想中的排水效果，可以通過安裝防水層的方式進(jìn)行排水。防水層的施工分為焊接防水板以及澆筑混凝土兩大方面，施工前需要對防水板、排水管的質(zhì)量加以檢查，還需要確保混凝土的高效噴射。防水層焊接之前需要將完成鋪掛固定工作，鋪設(shè)時如果出現(xiàn)過于繃緊的問題，需要根據(jù)其實(shí)際范圍破開該位置的防水板，并在破口中插入另外的防水板，將其焊接為整體，避免其在后期澆注混凝土?xí)r出現(xiàn)斷裂問題。固定防水板時需要緊密配合焊接工序，將焊縫寬度維持在2～5cm，實(shí)施焊接時必須將焊接速度與溫度控制在固定范圍之內(nèi)，焊接完成后需要利用充氣法檢查焊接質(zhì)量，質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的部分需要進(jìn)行補(bǔ)焊[3]。

2.2.5 邊坡加固

邊坡的穩(wěn)定與否同時與其巖體的預(yù)應(yīng)力具有一定關(guān)聯(lián)。不同的巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生的蠕變概率不同，其損失的預(yù)應(yīng)力大小也不同（表1），完整、堅(jiān)強(qiáng)的巖體預(yù)應(yīng)力損失較小，比較軟弱的巖體的預(yù)應(yīng)力損失則會提升。為了加固路基工程中邊坡，使其具備更高的防護(hù)效果，需要仔細(xì)分析地質(zhì)，對影響其穩(wěn)定性的因素采取措施解決，進(jìn)而提高邊坡的穩(wěn)定。以砂性土壤為例，要想增強(qiáng)地質(zhì)穩(wěn)定應(yīng)當(dāng)從以下兩點(diǎn)出發(fā)：①分析土壤結(jié)構(gòu)。若當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)為砂性巖土，需實(shí)施排水處理工作。由于砂性巖土具有較強(qiáng)的滲透力，因此其土質(zhì)松軟，地質(zhì)較為不穩(wěn)定，而通過適當(dāng)?shù)嘏潘?，能夠有效降低此類土壤中的含水量。②?yīng)當(dāng)因地制宜以巖土構(gòu)成為依據(jù)進(jìn)行排水。在對砂性巖土進(jìn)行排水時，可以利用連續(xù)墻的方式，除此之外，多級數(shù)放坡度也能夠?qū)崿F(xiàn)有效排水，還可以對土質(zhì)流失的情況加以避免，進(jìn)而保留泥土的含量，達(dá)到加固土質(zhì)的目的。

表1 巖體類型劃分

2.2.6 路基支擋

修建路基的支擋結(jié)構(gòu)過程中，當(dāng)部分鐵路地段具有土質(zhì)松軟或巖體破碎此類地質(zhì)問題時，需要從實(shí)際情況出發(fā)，考慮路基施工的結(jié)構(gòu)要求，進(jìn)行分段式施工。為了避免出現(xiàn)施工問題，需要避免對長段路基實(shí)施綜合挖基工作，確保施工的及時性。當(dāng)開挖的基坑存在支擋結(jié)構(gòu)時，需要落實(shí)有效的排水措施?；娱_挖之后，必須加固基礎(chǔ)部分，確保墻身的強(qiáng)度，對路堤的空缺部分做好及時的填筑工作或落實(shí)好回填工作。路基中各個部位使用的支擋構(gòu)架需要與工程設(shè)計(jì)規(guī)范契合，并且無論是支擋結(jié)構(gòu)的何種部位，其都需要和墻體共同施工，并且需要在邊坡的銜接位置以及路塹處實(shí)施平整處理，將其孔隙一一填滿。當(dāng)支擋構(gòu)架搭接橋臺時則需要做好各個部分的協(xié)調(diào)工作，配合施工，為了確保和填方、地基土層形成穩(wěn)定的連接，還需要在必要時增加臨時支撐[4]。

2.3 施工檢測

通常來說，鐵路地基采取地基系數(shù)尾的方法進(jìn)行施工檢測。試驗(yàn)檢測時應(yīng)當(dāng)合理選擇試驗(yàn)地點(diǎn)測試地面平整度。測試時將承載板放置在需要測試的地面上，保證承載板密切接觸地面，當(dāng)其接觸無法得到保證時可以通過鋪設(shè)薄干砂的方式增強(qiáng)其接觸。正式試驗(yàn)時，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對主體狀態(tài)進(jìn)行密切關(guān)注，確保其處于正常范圍之內(nèi)，與此同時，還需要避免碎石以及具有較大縫隙的土質(zhì)出現(xiàn)在地面上以確保地面壓實(shí)度。當(dāng)其檢測位置處于斜坡時則需要將與承載板接觸的地面變更為水平后才能繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。除此之外，為對工程質(zhì)量加以保證，需要實(shí)施沉降觀測，觀測過程中應(yīng)當(dāng)選擇合適的觀測地點(diǎn)，最好對同一個橫斷面進(jìn)行集中觀測，對路基面的沉降數(shù)據(jù)以及地基的沉降加以關(guān)注，觀測時選用的機(jī)械設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有較高的精度且性能穩(wěn)定。

3 加強(qiáng)鐵路路基工程施工技術(shù)質(zhì)量控制的措施

3.1 完備施工方案

為了加強(qiáng)鐵路路基工程施工技術(shù)質(zhì)量控制，需要對施工的方案進(jìn)行適當(dāng)完善。在擬定施工方案之前，需要工作人員進(jìn)行實(shí)地考察，依據(jù)施工地實(shí)際的地理狀況采取最合適的施工技術(shù)，因地制宜才能夠確保施工技術(shù)得到最有效的應(yīng)用，其應(yīng)用效果才能夠獲得最直觀的展現(xiàn)。只有完備的施工方案，確保其科學(xué)合理，才能夠使施工技術(shù)發(fā)揮其最大優(yōu)勢。施工方案中需要確保所有設(shè)備在施工之前必須按照規(guī)定配置齊全有效的安全防護(hù)裝置，并出具與工程施工相關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。所有的電氣設(shè)備均提前做好接地保護(hù)裝置，并對電氣設(shè)備定期開展檢查，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時解決。除此之外，在施工之前，還需準(zhǔn)備好應(yīng)急預(yù)案，以便于在發(fā)生突發(fā)狀況時能夠第一時間控制風(fēng)險(xiǎn)[5]。

3.2 嚴(yán)控施工過程

在地鐵路基施工的過程中需要嚴(yán)格把控施工的規(guī)范性，任何技術(shù)都需要進(jìn)行規(guī)范的操作。由于不同的施工技術(shù)要求的施工條件各不相同，因此更加需要對施工的過程嚴(yán)加把控，避免出現(xiàn)失誤施工導(dǎo)致施工技術(shù)的應(yīng)用效果下降，降低其施工效率，甚至最終難以達(dá)到路基工程的需求。嚴(yán)格把控施工過程還可以幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)的各種問題并以最快的速度將其解決，避免影響工程的施工質(zhì)量。只有對施工的過程予以嚴(yán)加把控，才能夠確保施工人員在應(yīng)用各項(xiàng)施工技術(shù)時依據(jù)相關(guān)技術(shù)需要的條件進(jìn)行規(guī)范施工，使施工技術(shù)的效果得到最好的體現(xiàn)。

3.3 完善工程檢測

工程檢測的內(nèi)容主要包括對工程材料的性能檢測、工程結(jié)構(gòu)的檢測、樁基的檢測、工程節(jié)能性的檢測以及室內(nèi)環(huán)境檢測五個方面。對于地鐵路基施工而言，需要對工程材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。在工程中使用的各種材料都需要在具體施工前進(jìn)行檢測，只有滿足相關(guān)要求才能被投入使用。在此類工程項(xiàng)目中，應(yīng)當(dāng)對回填土、混凝土等材料進(jìn)行取樣檢測（圖2）。取樣檢測經(jīng)常被應(yīng)用于工程材料的質(zhì)量控制，在選擇材料的樣品時需要遵循規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，其采取的數(shù)量也有一定要求，在取樣的過程中，需要盡可能地確保樣本的代表性，還需要對同個檢測材料進(jìn)行不同部分的取樣，確保其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確，為工程質(zhì)量的控制打好基礎(chǔ)。做好初步檢測工作之后還需要對材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)檢測，材料養(yǎng)護(hù)的檢測技術(shù)是通過控制檢測的環(huán)境，將影響檢測結(jié)果的因素降到最低，避免結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，最終獲得該類材料的檢測結(jié)果。材料的養(yǎng)護(hù)檢測技術(shù)對于地鐵路基工程施工的質(zhì)量控制來說非常重要，只有做好材料的養(yǎng)護(hù)，才能夠避免其他客觀因素對材料的真實(shí)性能造成影響。除此之外，還需要進(jìn)行力學(xué)性能檢測。相較于取樣檢測技術(shù)和養(yǎng)護(hù)檢測技術(shù)而言，力學(xué)性能檢測在工程項(xiàng)目中應(yīng)用的頻率最高，工程中所有的混凝土以及其構(gòu)件都需要實(shí)施力學(xué)性能檢測，只有檢測結(jié)果合格才能夠確保其性能滿足施工的質(zhì)量要求。在應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行檢測時，需要對混凝土進(jìn)行剛度、強(qiáng)度等數(shù)據(jù)的采集，確保其質(zhì)量能夠支撐結(jié)構(gòu)。

圖2 回填土檢測

3.4 落實(shí)工程監(jiān)理

地鐵路基施工時的質(zhì)量控制需要得到監(jiān)理工作的大力支持，由于監(jiān)理工作在工程建設(shè)開始之前就得到了逐步的落實(shí)，因此開展監(jiān)理工作是此類施工質(zhì)量管理的前提。工程監(jiān)理需要對其工程的開工報(bào)告進(jìn)行嚴(yán)格的審對，確認(rèn)其各項(xiàng)手續(xù)完備，具有全面的開工條件之后再確認(rèn)開工。之后對工程的施工方案進(jìn)行審核也能夠確保其施工方案的科學(xué)合理，施工機(jī)械和工作人員的配備齊全，并且運(yùn)用的施工方法在當(dāng)下工程建設(shè)中科學(xué)可行。除此之外，監(jiān)理工作也會對承包商的質(zhì)量保證體系進(jìn)行監(jiān)督，確保其各項(xiàng)制度健全合理，一旦在施工過程中出現(xiàn)了質(zhì)量問題能夠?qū)?yīng)制度規(guī)定進(jìn)行解決。為了更好地完成質(zhì)量管理工作，工程監(jiān)理還會對承包商具備的資質(zhì)實(shí)施審核，確認(rèn)其各項(xiàng)資質(zhì)與投標(biāo)文件一致，為施工質(zhì)量管理打好基礎(chǔ)。施工期間，工程監(jiān)理能夠?qū)Ω鞣疥P(guān)系進(jìn)行及時的協(xié)調(diào)，由于工程監(jiān)理能夠明確職能劃分，并且對施工順序進(jìn)行事先約定，因此能夠避免施工中脫節(jié)狀況的發(fā)生，進(jìn)一步保障施工的質(zhì)量。

3.5 強(qiáng)化數(shù)據(jù)監(jiān)測

為加強(qiáng)地鐵路基施工技術(shù)的應(yīng)用效果，需要積極應(yīng)用智能監(jiān)控量測強(qiáng)化路基施工的監(jiān)測，該技術(shù)以云技術(shù)為基礎(chǔ)，秉持大數(shù)據(jù)理念進(jìn)行自動化智能監(jiān)測工作。其主要能夠監(jiān)測支撐梁上存在的支撐軸力、路基圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中的水平位移以及地下水位。讀取獲得的數(shù)據(jù)后將相關(guān)數(shù)據(jù)全部導(dǎo)入云端，利用計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行分析。自動化的監(jiān)控技術(shù)能夠在很大程度上提高監(jiān)測的效率，其獲得的分析數(shù)據(jù)更加精確，獲取數(shù)據(jù)的速度也更快。在實(shí)際建設(shè)路基時需要監(jiān)測其支撐軸力確保結(jié)構(gòu)足夠安全穩(wěn)定，滿足施工變形要求。鋼筋計(jì)頻率結(jié)合軸力標(biāo)定曲線能夠?qū)⒘繙y獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為軸力值，再按照結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法得出鋼筋計(jì)處的彎矩與軸力，把各個監(jiān)測點(diǎn)連接起來就能夠獲得支護(hù)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的軸力圖，同時得到彎矩分布圖，將各點(diǎn)連接形成支護(hù)結(jié)構(gòu)軸力及彎矩分布圖。對深層水平位移進(jìn)行自動化監(jiān)測的方法是在測斜管底放置固定類型的測斜探頭，在進(jìn)行此類監(jiān)測的過程中，為了避免監(jiān)測探頭受到損耗，需要確保安裝過程的穩(wěn)定，不能進(jìn)行大幅擺動，需要緩慢地將其放置，放置到指定地點(diǎn)后再利用夾具將其固定。固定完成后需要在自動監(jiān)控的系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取實(shí)踐的設(shè)置，同時設(shè)置預(yù)警值，使探頭中蘊(yùn)含的芯片根據(jù)系統(tǒng)指令將相關(guān)數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)狡脚_。

4 結(jié)論

總而言之，鐵路路基工程施工在施工準(zhǔn)備、施工過程以及施工檢測三大方面具有各自施工技術(shù)的難點(diǎn)，其中施工過程中的難點(diǎn)最多，需要在路基填筑、路塹開挖、強(qiáng)夯施工、路塹排水、邊坡防護(hù)以及路基支擋過程中嚴(yán)加注意。為提高鐵路路基工程的施工質(zhì)量，需要強(qiáng)化施工技術(shù)應(yīng)用，需要完備施工方案、嚴(yán)控施工過程、完善工程檢測、落實(shí)工程監(jiān)理以及強(qiáng)化數(shù)據(jù)監(jiān)測。