风区水泥卵砾石填筑技术
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摘要：本文介绍了兰新铁路第二双线（新疆段）LXTJ-8标水泥卵砾石垫层的填筑技术，对类似环境下的水泥卵砾石施工有一定的参考价值。
Abstract: this paper introduces an railway second double (Xinjiang) LXTJ - 8 standard cement gravel cushion filling technology, the cement gravel construction under similar environment has certain reference value.
Keywords: wind area; Cement gravel; filling
中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1．工程概况
兰新铁路第二双线（新疆段）LXTJ-8标段，DK1786+435.71～DK1794+000段路基全长6505.4m，地基处理为冲击碾压，在碾压面上铺设0.3m厚水泥卵砾石（内设置一层单向土工格栅，标称伸长率≤10%、拉伸强度不小于120KN/m）,基床及基床以下采用B组填料，基床表层采用级配碎石。本段路基位于达坂城风区，年平均大于8级风156.8天，大风条件下如何做好水泥卵砾石的施工成为施工的难点。
2．原材料的选定
2.1设计要求
水泥卵砾石采用P.O42.5水泥与卵砾石的混合料,水泥卵砾石内铺设一层土工格栅，水泥卵砾石一次性压实，压实标准与基床底层相同（压实系数≥0.95、地基系数K30≥150MPa/m、动态变形模量EVd≥40MPa）。土工格栅标称伸长率≤10%、拉伸强度不小于120KN/m，铺设时拉伸方向与线路的横断面方向一致。卵砾石采用未风化的卵石或砾石，其最大粒径不得大于50mm，含泥量不得超过5%，且不得含有草根垃圾等杂质。
2.2 原材料的准备
2.2.1 水泥的选取
水泥采用天山水泥厂生产的P.O42.5水泥，按照每500t为一批，不足500t时，也按一批计，按照批次由试验室进行检验。检查产品合格证、出厂检验报告并进行强度、凝结时间、安定性试验。各项指标合格后，才可以进行使用。
2.2.2 卵砾石的选取
卵砾石选取由乌鲁木齐天山福利综合厂生产的卵砾石，卵砾石在出厂前，进行筛分，保证出厂的卵砾石粒径小于50mm。该厂地处柴窝堡湖边，通过前期的取样试验，料场的卵砾石含泥量均在3%左右，满足设计要求。卵砾石按照每3000m³一批进行检测取样，通过筛分试验检测粒径是否超标、含泥量是否符合要求，试验合格后方可以投入使用。
2.2.3 单向土工格栅的选取
单向土工格栅选用南京天高新材料股份有限公司生产的优质单向土工格栅，进场前进行取样试验，委托西北科学研究院有限公司兰新铁路第二双线乌鲁木齐试验室进行检测，主要检测伸长率及拉伸强度，检测合格后用于水泥卵砾石垫层施工。
3．室内试验
在进行水泥卵砾石填筑前，试验室进行室内的试验。通过击实试验确定最大干密度为2.36g/cm³、最佳含水量4.6%。
4．施工机械选择
根据施工的机械情况，选择平地机（PY190）一台、推土机（宣化180）一台、装载机（ZL50C）一台、压路机（徐工20t）一台、自卸车3台、级配碎石拌和机（WCB500）一台、洒水车两台。
5．施工工艺流程
水泥卵砾石垫层施工工艺流程如图5所示。
6．施工方法
6.1 测量放样
6.1.1 宽度计算及放样
根据路基标准断面图（见图6.11），计算路基除去坡脚片石混凝土的位置，放出水泥卵砾石垫层的边线。
6.1.2 边线控制
本段路基位于达坂城风区，干石灰洒灰线时在石灰落地前就被吹散，不利于石灰线标示水泥卵砾石的填筑边线时，在室内先将石灰进行润湿搅拌后运至路基施工现场，将掺水搅拌好的石灰使用铁锹摊铺成线，可以避免风吹散石灰。
6.1.2 厚度控制
为了控制好填筑的厚度，即保证填筑的厚度满足设计要求又可以避免填筑过厚造成的浪费，考虑风区内不利于挂线，且挂线晃动较大、线绳较细时不醒目，经技术人员共同讨论，制作标尺花杆（见图6.1.2），花杆的制作如下：根据现场的可用材料，选取直径70mm的PVC管，外贴车贴，车贴长度按照PVC管的外径进行计算定做（见图6.1.2.1），PVC管按照60cm长度一节设置，埋入土内20cm，外露40cm。在水泥卵砾石垫层施工完成后，PVC管仍可以用做沉降板观测管外的保护管，避免了材料的浪费。加工好的厚度控制桩效果见图6.1.2.2。
6.2 水泥卵砾石的生产
水泥卵砾石由级配碎石拌和站进行生产，拌和站设置WCB500型级配碎石拌和机一台，理论生产能力500t/h，可以满足现场施工需要。
6.3 填筑前的整平、碾压、洒水
6.4 水泥卵砾石的填筑
6.4.1 出厂含水率的控制
根据本段路基工程所处的特殊环境，风力较大，水泥卵砾石施工时水分的散失很快。根据试验确定的最佳含水量为4.6%，结合填筑时的风力，3级以下风按照4.6%控制含水量。试验室通过在不同风力条件下进行含水量损失的使用，得出不同风力条件下，且气温在30℃以下、运距小于3km时，含水率的调整规律，详见表6.4.1。
表6.4.1 不同风力等级下的水泥卵砾石含水率控制
6.4.2 第一层水泥卵砾石填筑
在进行第一层水泥卵砾石填筑前，使用洒水车将已经处理好的原地面洒水润湿，水车的行进速度控制在5～8km/h为宜，20t压路机按照5km/h的行进速度进行静压。保证已经处理好的原地面表层含水量接近水泥卵砾石的含水量。根据工艺性试验确定的参数，每次按照上述机械组合一次性施工长度控制在100m左右，可以保证在水泥初凝前碾压成形。在水泥卵砾石填筑前，在原地面根据每车的运输方量，按照摊铺12cm计算面积，掺水石灰设置方格。运距与车辆数量选择的关系见表6.4.2。
表6.4.2 不同运距的自卸车辆数量选择
6.4.3 单向土工格栅的铺设
在已经使用压路机静压后的第一层水泥卵砾石上铺设土工格栅，土工格栅延一侧铺向另一侧。土工格栅铺设时必须拉紧、展平，不得褶皱、扭曲，拉伸强度方向与横断面方向一致，沿线路纵向土工格栅搭接长度为0.1m，并每隔1.5m用扎丝捆牢，土工格栅通过U型钉与下承层进行固定。在土工格栅的边缘处尺量预留2.1m的回折长度，以保证回折土工格栅的长度可以满足设计要求，回折部分示意图见图6.4.3.1。
为了避免土工格栅在进行下次填筑时出现褶皱，土工格栅搭接时必须考虑下层水泥卵砾石填筑方向，具体见图6.4.3.2。
6.4.4 第二层水泥卵砾石填筑
在土工格栅铺设完成后，铺设第二层水泥卵砾石。在水泥卵砾石的回折部分内，水泥卵砾石运至现场后，装载机将水泥卵砾石倒至回折的2m范围内，人工摊铺回折部分内的水泥卵砾石，填筑厚度按照12cm控制。回折部分内的水泥卵砾石填筑完成后，人工将预留的土工格栅向内翻折，填筑顶层水泥卵砾石。回折完成后，立即将整个路基断面的剩余水泥卵砾石进行填筑，填筑时注意严禁施工车辆在土工格栅上行走，并且及时使用推土机进行粗平、平地机精平，精平完成后，20t压路机静压一遍、弱振三遍、静压一遍收光。压路机在进行碾压时，按照先两边后中间的碾压顺序进行，轮迹重叠1/2，铺盖整个水泥卵砾石垫层表面为碾压一遍。若按照静压一遍、弱振三遍完成后仍可见轮迹，则继续进行碾压，直至轮迹消失，再进行静压收光。整个水泥卵砾石填筑必须在水泥的初凝时间内完成。
6.5 覆盖洒水养护
水泥卵砾石施工完成后，使用土工布进行覆盖，并洒水养护，保证水泥卵砾石顶面湿润，水泥卵砾石的养护时间在未进行下层路基填筑时必须保证不小于14天，或养护至下层路基填筑完成。由于本段路基工程地处风区，在进行养护时必须派专人负责看护养护用的土工布，必须固定牢固，防止土工布被吹开，并且经常观察水泥卵砾石顶面是否润湿，及时洒水，避免因养护不到位而造成的水泥卵砾石垫层强度降低。
7．施工体会及建议
水泥卵砾石垫层施工必须控制好填筑范围及填筑厚度，尤其在风区内通过加密设置高度控制花杆尤为重要。填筑厚度及填筑范围的有效控制，可以节约工程的投资、保证施工质量、最大限度的保证施工进度。
单向土工格栅的铺设严格按照要求进行U型钉设置及按照规定的间距进行搭接绑扎，且搭接时的方向确定符合上述要求，可以有效地防止在填筑水泥卵砾石过程中土工格栅的扭曲、褶皱，既保证了施工质量、又可以加快施工进度。
风对水泥卵砾石的含水量损失影响很大，施工时必须根据风力的不同及时调整水泥卵砾石的出场含水量，以保证水泥卵砾石现场的填筑质量。
大风条件下，水泥卵砾石的养护难度较无风时增加，施工时必须安排专人负责，可以有效避免因养护不到位导致的水泥卵砾石强度降低。