高速铁路路基堆载预压施工方案

1 编制依据和原则 1.1 编制依据 ⑴ 宁杭客专铁路施工图及设计交底等设计文件； ⑵《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号； ⑶《客运专线铁路路基工程施工技术指南》TZ212－2005； ⑷ 新建铁路南京至杭州客运专线工程施工图—路基工程设计与施工参考图集； ⑸《铁路工程施工安全技术规程》TB10401－2003；

1 编制依据和原则

1.1 编制依据

⑴ 宁杭客专铁路施工图及设计交底等设计文件；

⑵《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号；

⑶《客运专线铁路路基工程施工技术指南》TZ212－2005；

⑷ 新建铁路南京至杭州客运专线工程施工图—路基工程设计与施工参考图集；

⑸《铁路工程施工安全技术规程》TB10401－2003；

⑹ 国家、地方、行业颁布的其它有关文件资料；

⑺ 现场施工技术调查和我单位的现有施工技术水平和资源。

1.2 编制原则

⑴ 宁杭铁路有限责任公司、监理和局工程指挥部要求的总体工期、质量目标的原则；

⑵ 遵循设计文件的原则。认真核对设计文件资料，了解设计意图，掌握现场情况，严格按设计资料和设计原则编制，满足设计标准和要求；

⑶ 严格按照铁路施工安全操作规程，严格执行上级有关安全方面的各项规章制度，安全管理要求，从制度、管理、方案、资源方面编制切实可行的施工方案和措施，确保施工安全；

⑷ 选择合理的施工方案、工艺，合理配置资源，遵循一切围绕“便于施工，少占耕地，减少投入，严格控制工程项目投资”的原则；

⑸遵循施工生产与环境保护同步规划，同步建设，同步发展原则；

⑹遵循本企业贯标机制的原则。确保质量、环境与职业健康安全综合管理体系在本项目工程施工中自始至终得到有效运行。

2 工程概况

中铁十七局集团宁杭客运专线第一分项目部管段内区间路基（含湖州南站）堆载预压情况统计见下表。

表1区间路基（含湖州南站）堆载预压情况统计表

序号	里程	堆载高度	堆载方式	备注
1	DK151+087.5～DK151+470.00	2.4m	隧道弃碴
2	DK151+470.00～DK151+589.00	2.9m	隧道弃碴
3	DK151+601.00～DK151+737.00	2.9m	隧道弃碴
4	DK151+737.00～DK151+767.08	3.4m	砂袋及弃碴	长兴桥头
5	DK172+961～DK173+068	2.4m	隧道弃碴
6	DK183+309.61～DK183+339.61	3.4m	AB组填料	西苕溪桥尾
7	DK183+339.61～DK183+592.78	2.4m	AB组填料
8	DK183+592.78～DK183+622.78	3.4m	AB组填料	环北路小桥桥头
9	DK183+649.62～DK183+679.62	3.4m	AB组填料	环北路小桥桥尾
10	DK183+679.62～DK186+830	2.4m	AB组填料	含湖州南站
11	DK187+625～DK187+896.5	2.4m	AB组填料
12	DK187+912.5～DK187+962.5	2.4m	AB组填料
13	DK187+962.5～DK187+993.22	3.4m	AB组填料	锡家桥头
14	DK189+707.18～DK189+740	3.4m	AB组填料	锡家桥尾
15	DK189+740～DK191+391.05	2.4m	AB组填料
16	DK191+391.05～DK191+421.81	3.4m	AB组填料	扬湾桥头
17	DK194+516.86～DK194+546.86	3.4m	砂袋及弃碴	扬湾桥尾
18	DK194+546.86～DK194+735	2.4m	隧道弃碴
19	DK196+120～DK196+219	2.4m	隧道弃碴

上述表中的路基地段，地基处理分别采用CFG桩、管桩或挖除换填加固处理，路基本体、基床底层以下路堤和基床底层采用AB组填料填筑,基床表层采用级配碎石填筑。为解决地基与路基的不均匀沉降，上述路基采用堆载预压方式处理，预压期不少于6个月的观测和调整期。DK183+309.6～DK191+421.8段区间路基堆载预压土采用A、B组填料，填筑要求及压实标准应符合《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〔2005〕160号）的相关要求。根据工后沉降观测结果，分析和推算卸载时间。

3 施工部署 3.1 施工准备

首先，测量放出路基底层上边线，按照设计宽度，对其进行刷坡。保证路基宽度，定位出堆载预压宽度。

其次，为了保证路基预压土填筑的线形，需要在两侧堆码砂袋。必须购置足够数量的塑料编织袋。准备好线和坡度尺，做好堆载预压土的坡度。

另外，准备足够数量的堆载预压土。DK183+309.6～DK191+421.8段区间路基受工期影响，运架梁车需从堆载预压土上通过，采用AB组填料进行堆载预压，其余区间路基采用隧道弃碴进行堆载预压。根据设计数量计算，加工足够数量的AB组填料及储备满足堆载预压土数量的隧道弃碴。

3.2 人员配置

区间路基（含湖州南站站场）堆载预压土填筑分别由一工区、二工区、湖州南站工区和四工区具体负责，参加预压土填筑施工的管理人员见人员配置表。

表2 路基预压土填筑施工管理人员表

序号	姓名	职务	职称	备注
1		项目总工	工程师	负责预压总体技术工作
2		工程部长	工程师	负责预压方案编制工作
3		安质部长	工程师	负责预压安全质量工作
4		物资部长	材料工程师	负责预压物资保障工作
5		项目测量队长	测量工程师	负责预压测量工作
6		中心试验室主任	试验工程师	负责预压试验检测工作
7		一工区经理	工程师	负责一工区路基预压工作
8		一工区技术主管	工程师	负责一工区路基预压技术
9		二工区经理	工程师	负责二工区路基预压工作
10		二工区技术主管	工程师	负责二工区路基预压技术
11		湖州南站工区经理	工程师	负责湖州南站预压工作
12		湖州南站技术主管	工程师	负责湖州南站预压技术
13		四工区经理	工程师	负责四工区路基预压工作
14		四工区技术主管	工程师	负责四工区路基预压技术

本着各种设备之间能力协调、经济合理的原则进行配置。具体的配备方法是：以需要的生产能力为目标，协调配备挖、装、运、平整、碾压机械。主要施工机械配置见表3。

表3 主要施工机械设备表

序号	设备名称	数量	生产厂家	主要性能特点	用途
1	挖掘机	4台	日立	1m 3	挖、装预压土
2	自卸汽车	10辆	东风	10t	装运预压土
3	SD16推土机	3台	山东山推	160KW	推平预压土
4	SMW220压路机	3台	徐州工程机械有限公司	20t	碾压预压土
5	小型夯实机	3台			局部人工夯实预压土

4 进度计划

根据宁杭公司、上海天佑监理和局工程指挥部节点工期要求，并根据我分部施工现场情况，具体施工进度安排见表4。

表4 堆载预压施工进度安排

序号	工点起讫里程	是否运粱通道	架梁达到时间	架梁结束时间	路基预压	备注
开始时间	结束时间
1	DK151+050—DK151+767.08	否、区间	/	/	2010-1-15	2010-7-15
2	DK172+900.37—DK173+075	否、区间	/	/	2010-3-30	2010-9-30
3	DK183+309.61—DK185+900	是、站场	2010-9-25	2010-11-5	2010-3-21	2010-9-21	先预压、后架梁
4	DK185+900—DK186+830	是、区间	2010-9-20	2010-11-5	2010-2-21	2010-8-21	先预压、后架梁
5	DK187+625—DK187+896.5	是、区间	2010-4-1	2010-6-30	2010-3-15	2010-9-15	边架梁、边预压
6	DK187+912.5—DK187+993.22	是、区间	2010-4-1	2010-6-30	2010-3-15	2010-9-15	边架梁、边预压
7	DK189+707.18—DK191+421.81	是、区间	2010-4-20	2010-6-30	2010-4-1	2010-10-1	边架梁、边预压
8	DK194+516.86—DK194+744	否、区间	/	/	2010-4-16	2010-10-15
9	DK196+120—DK196+219	否、区间	/	/	2010-3-31	2010-10-1

路基堆载预压是高速铁路路基施工的一道重要工序之一，位于软土地基、土质地基上的区间路堤均需要进行堆载预压，时间不少于6个月的观测和调整期，以控制工后沉降。无碴轨道正线工后沉降控制标准：一般不大于15mm，路桥交界差异沉降不大于5mm。站线工后沉降不大于20mm，道路及场坪工后沉降不大于15mm。

堆载预压荷载分级逐渐施加，确保每级荷载下地基的稳定性。

5.2 堆载预压

5.2.1铺设土工布

当路堤填筑至基床底层完成后，先在填筑面上铺一层土工布（幅宽不小于2m），并考虑0.3m搭接，以防止预压土污染路基，然后进行预压荷载填筑。

预压土填筑完成后，将土工布回折于预压土顶面每侧宽度不小于2.5m，并用土压好，防止预压土流失，污染坡面。

5.2.2预压土填筑（A、B组填料）

（1）工艺概述

自卸汽车运输，按放样宽度及松铺厚度控制卸土量，检查含水量，含水量适宜时推土机摊铺初步整平，然后用平地机精平，松铺厚度及平整度符合要求后用压路机按规定碾压。按以往施工经验，一般碾压三遍后开始检查压实度，之后每增加碾压一遍即检查一次压实度，直至达到要求的压实度标准。

（2）卸料控制

按自卸汽车每车的方量和松铺厚度计算每10 延长米范围内的卸料车数，以达到控制松铺厚度的目地。

（3）摊铺整平

首先检查A、B组填料的含水量，当填料含水量与其最佳含水量之差不超过2%时立即予以摊铺整平，松铺厚度不应大于40cm。

填料的摊铺先用推土机初平，然后用平地机精平，保证每一填层的平整度及层厚的均匀，摊平过程中不断用铁锹挖洞检查松铺厚度。

在相邻两区段上下两层填筑接头处须错开不小于3m 的距离。在沉降观测桩周围1m 范围内的路基采用人工填筑整平。

（4）碾压

摊铺整平后，松铺厚度、平整度和含水量符合要求即开始碾压。本试验段采用20T振动压路机两台，两台压路机以中线为界，各压半辐路基宽度，分别记录各自的碾压遍数及碾压速度。碾压时采取从两侧向中心的顺序，纵向进退式碾压，行与行轮迹重叠0.4m，相邻两区段纵向重叠2.0m，以保证无漏压、无死角，确保碾压的均匀性。

碾压方法为：静压一遍，弱振碾压一遍，强振碾压3～6 遍（同步检测），弱振碾压一遍，最后再静压一遍消除轮迹。即：静压弱振强振弱振静压。碾压行驶速度开始时用慢速（宜为2-3km/h），最大速度不超过4km/h 。

（5）压实检测

在每一填层碾压三遍后即用K30 平板载荷仪、Evd、核子密度湿度仪分别按检测频率检测地基系数K30、动态变形模量Evd、孔隙率n。在使用核子密度湿度仪进行检测的同时，采用灌砂法（或灌水法）进行平行对比试验，以核准核子密度湿度仪的测试数据。压实标准为地基系数K30≥150Mpa/m，动态变形模量Evd≥40Mpa,孔隙率n＜28%，压实系数不小于0.89（压实后湿容重不小于18.2KN/m3）,检测频率按《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号的规定，确保预压荷载的压实与稳定。

5.2.3较高段路基堆载要求

在区间路基堆载土较高的地段，沿路基横断面两侧纵向呈1：1的斜坡，堆草袋码边，防止边坡垮塌污染路基。先把编织袋装好预压土，注意不要装的太满，草袋口朝路基内侧方向堆码，且与区间路基预压土同步施工，砂袋堆放要整齐、密实，并相互交错压实。

5.2.4非AB组填料堆载预压要求

在非运架梁通道上的路基预压采用隧道弃碴进行施工，隧道弃碴级配要大小搭配均匀，填筑方法同A、B组填料施工，压实标准为：压实系数不小于0.89（压实后湿容重不小于18.2KN/m3）。

5.2.5运架通道路基的预压

⑴根据1月9日施组审查协调会确定，区间路基DK183+309.6～DK191+421.81位于运架梁通道上，由于工期要求紧，在堆载预压的过程中作为运架梁通道使用。区间路基DK183+309.6～DK186+830（DK184+100～DK184+300、DK186+200～DK186+520两段路基受改河施工影响采用边架梁边预压施工方案）采用先预压后架梁施工方案；DK187+625～DK187+896.5、DK187+912.5～DK187+993.22、DK189+707.18～DK191+421.81采用边架梁边预压施工方案。

为了确保运架梁车的顺利通过，需在桥台处路基预压土地段设置长100m，坡度为2%的纵坡，变坡点处设置竖曲线（R=30000米），斜坡倾向桥台，以便于运梁车通行。堆载预压横断面图见附图一。

⑵位于运架梁路基段预压土必须使用AB组填料，其表层铺设20cm厚级配碎石+5%水泥，压实标准为：地基系数K30≥190Mpa/m、动态变形模量Evd≥55Mpa、孔隙率n＜18%，抽样检验频次按《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设【2005】160号基床表层级配碎石标准

⑶路基在堆载预压状态下进行运架梁时，预压土柱高度宜比设计高度低0.4m（梁车通过的短时荷载约等于2.4m高土柱荷载）。

⑷运架梁设备通过预压土面或预压卸载后的路基面之前，必须经过业主、监理、设计、施工共同对路面承载能力检测验收合格。

5.2.6预压土卸载

（1）预压达到三个月时，应组织进行工后沉降预分析，利用回归分析法预测卸载时间点，如不能满足节点工期要求，应及时调整预压高度，进行动态设计，相关方案报监理、设计单位确认后方可实施。

（2）预压达到六个月时，由建设单位组织，根据沉降观测数据进行工后沉降分析，结果满足设计要求后，业主、设计、监理、施工单位共同确认，分层进行卸载，卸载过程中不得污染已施工完成的路基。卸载完成后进行基床表层和轨道结构施工。

5.2.7施工注意事项

（1）预压土填筑横断面边坡坡率为1：1、纵向边坡坡率为1：2。

（2）站场内岔区正线路基的预压必须连同侧股范围内的路基一起进行，防止道岔范围内路基产生不均匀沉降而影响高速道岔安装质量。

（3）未经设计书面同意，严禁擅自采用超载预压方式代替（或减少）预压时间。

（4）注意沉降板测杆和PVC管的接长，处于运梁通道上的路基，应考虑露出预压土面的高度。

（5）堆载预压处理断面示意图

图1 堆载预压处理横断面示意图

图2 堆载预压处理纵断面示意图

6 施工监测 6.1 施工监测目的

①预压期间应对路基沉降变形进行连续监测，根据检测结果分析地基最终沉降量完成时间，评估工后沉降是否满足设计要求，确定是否卸载进入下一道工序。

②预压填土、预压期内及运架梁期间，必须对路基沉降和边桩位移进行观测，及时掌握路基稳定性，确保施工安全。

6.2施工监测内容

①基底沉降监测：延用施工期的中心沉降板监测系统。正线路基每100～150m设一个监测断面，每桥路过渡段必须设置。随着预压土柱增高，测杆与套管相应加高，填土、碾压过程中采取围护措施进行保护，测管出露预压土顶面控制在20cm以内，便于梁车运行，预压卸载时分段拆除，观测连续。

②路基面沉降监测：在预压土方底部（即基床底层顶面）布置临时沉降板，埋置要求和构造同正式中心沉降板，随预压土填筑而接高，位置尽量靠近基底中心沉降板，便于集中进行观测、管理、数据对比等。预压卸载时分段拆除，观测数据接入后续的正式路基面观测桩。

③坡脚位移监测：延用施工期的位移监测系统。松软土路堤在两侧坡脚外2m、10m处设位移观测桩，沿纵向每50m设一个观测断面。采用直径10cm的圆木包桩，埋入地面以下1m。

④沉降板的埋设：沉降板由300×300×8mm的沉降板、测杆（φ50mm钢管）及保护测杆的φ90mmPVC塑料管组成。沉降板埋设在路基基底面上。为了使沉降杆不受破坏，杆长应随填土升高而逐段接高，每节长度不超过100cm，接高后的测杆顶面应高于套管上口，在填土施工过程中应采取措施保护测沉设施。在埋设点地面挖300×300mm的土坑，坑内铺5cm左右的黄砂，整平压实，将沉降板平放在坑内，四周用黄砂填实并用水准尺校正板面水平，再回填10cm厚土整平夯实，然后将PVC塑料套管垂直套住测杆置于土面上，使其与沉降板保持10cm以上距离，在套管四周用土堆实，使其稳固，用水准仪连续数日观测测杆顶端的高程，确定初始高程。在路基填筑过程中应使沉降板（杆）不受破坏，沉降板周围1m范围内采用人工填筑，小型夯实机压实。