路桥过渡段主要是解决线路纵向相邻结构体之间不同刚度、不同沉落的平顺过渡问题,目前在国外一般采用加筋土法、碎石类优质料填筑法和过渡板等方法来处理线路纵向过渡问题。在国内,交通系统对路桥间的过渡,运用过渡板法较为普遍,在铁路上主要采用掺水泥的级配碎石材料填筑。
1 工艺特点
1) 过渡段基底处理应按设计要求与桥台、横向结构物的基底处理同时进行;过渡段路堤应与其连接的路堤同时整体施工,并将过渡段与连接路堤的碾压面,按大致相同的高度进行填筑。过渡段处理措施及施工工艺应结合实际,进行现场试验;
2) 路桥过渡段对施工设备有特别要求,一般而言震动碾应选择行走较灵活的自行式震动碾;推土机不宜过大,过大则自重较大,在摊铺时对填料易形成较大的局部压密,对后期碾压的均匀性构成不良影响。
3) 需按设计图要求设置沉降观测点。
2 适用范围
可广泛应用于高速公路、高速铁路、铁路客运专线路桥的过渡段工程施工。
3 工艺原理及设计要求
路桥过渡段设置一般应符合下列规定: 1) 过渡段长度按下式确定: L=2(H-0.7)+6 式中 L—过渡段长(m)
H—台后路堤高度(m)
注:采用纵联板、设临时端刺时一般取50m,本长度确定方案不适用。
2) 过渡段路堤基床表层填料及压实标准应满足一般地段要求,并在与桥台连接20m范围内基床表层的级配碎石内掺入3~5%的水泥。
3) 过渡段桥台基坑一般应以混凝土回填。
4 施工工艺流程
过渡段施工工艺流程见图1。
5 操作要点
5.1 施工前准备工作
过渡段施工前的准备工作是保证过渡段施工顺利实施的基本前提。施工前的准备工作必须根据建设工程的特点、进度要求,摸清施工的客观条件,合理安排施工力量,从技术、物资、人力和组织等方面为路基施工创造条件。施工准备工作的充分与否直接影响到工程的进度、质量和施工单位的经济效益,对工期产生决定性影响,因此必须认真对待,为施工提供科学依据。
1) 审核施工图,核对施工图中过渡段的主要尺寸、位置、高程,核对过渡段与其他结构物的关系,搞清前后工序的衔接。
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压实合格 是 填层碾压 填筑部位卸料平整 汽车密封运输 拌制混合料 级配碎石或水泥级配碎石 填挖交界挖台阶 开始 过渡段基底处理 埋设地基沉降观测仪器 当前部位填筑材料 A、B组填料 C10或C20混凝土 取料、运输 拌制混凝土 按现场规划卸料 混凝土运输 摊铺平整 混凝土浇筑 混凝土养护 是 是 混凝土灌注合格 否 验收合格 否 不合格处置 结束 图1 路桥过渡段施工工艺及质量控制流程
2) 组织过渡段施工调查,为过渡段与相邻结构物施工的土石方调配、编制施工组织设计收集水文地质资料。
3) 对过渡段特殊地质应进行现场施工地质补充勘探,核对有关地质资料,对地质不符者,应报建设单位、设计、监理等部门处理。
4) 过渡段施工应编制施工组织设计、施工工艺设计和工序质量控制设计。
5) 过渡段施工前,编制作业指导书(技术交底),明确路基过渡段与其他结构物先后施工的衔接顺序,对参与施工的人员进行技术培训,明确施工中的关键工序、质量标准、检测手段以及相应
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的施工工艺。
6) 根据所承担的工程性质建立工地试验室,仪器与检测设备应满足施工要求,并通过建设单位认可的单位检定。工地试验室建立后应马上开展工作。
7) 预留过渡段位置时,应确定起讫位置,根据施工图计算预留位置,同时应当考虑施工中存在的影响,在施工中路基先行施工的,应当制订缺口、过渡段施工措施。一般情况下,过渡段应与路基同步施工。
8) 施工前应清除施工现场内所有阻碍施工或影响工程质量的障碍物,对路基过渡段内的既有垃圾堆、有机杂质、淤泥、草丛、各类溶穴等均应妥善处理。
9) 根据现场情况,设置纵横排水沟,形成排水系统,或者采用抽水机强制排水,将水引入附近河渠,做好与过渡段相关路基内排水施工。
10) 项目部必须从工艺选择、临时设施利用、设备配套、材料配比设计、废弃物的利用等方面进行必要的经济技术比较,编制成本控制方案。
5.2 施工工艺
5.2.1 基底处理
过渡段基底处理过程中及处理后应严格按照施工图要求作好地面排水,特别是软土、松软土、膨胀土和黄土地基地段,应确保降水及地表径流不汇入施工区和地基、基坑内;基底范围及其两侧的排水、防渗和地下水的拦截、引排应符合施工图要求;过渡段基底处理应按施工图要求与桥台的基底处理同时进行,过渡段采用打入桩、挤密桩地基处理措施时,应先施工过渡段打入桩、挤密桩,后施工桥台基础桩基。 5.2.2 基坑回填
桥台后基坑宜采用混凝土回填(如设计不是,应建议变更,以免形成路基病害);若基坑采用碎石回填时,对过渡段路堤范围内进行清理表层并整平碾压,按程序进行地基承载力检验,满足相关规定后,按施工图埋设透水软管,采用机械分层压实(填料分层松铺厚度不宜大于30cm,最小压实厚度不宜小于15cm)。 5.2.3 台背渗水墙砌筑
桥台与路基结合部设厚0.15m带排水槽的渗水墙,渗水墙采用无砂混凝土块砌筑,渗水墙底部设软式透水管,将渗流水横向排出路基外。 5.2.4 填料制备
水泥级配碎石拌合料宜用稳定土搅拌设备在拌制场集中进行拌制,拌合料按预定配合比拌制均匀。在正式拌制级配碎石拌合料之前,必须先调试所用的场拌设备,使拌合料的颗粒组成、水泥用量以及含水量都能达到规定的要求。并通过试验段的试拌、试铺总结的各种施工参数进一步合理的调整和确定拌制需要水泥、各种级配的碎石或砂砾石数量,以使过渡段水泥级配碎石或级配砂乐石填层具有更好的强度和刚度。 5.2.5 填料运输
采用大吨吨位自卸车运输并保证足够的运输车辆,运输过程中用防水蓬布覆盖。
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5.2.6 填料摊铺及含水量控制
设专人按照试验段确定的倒料密度进行卸料,确保填层厚度符合要求。将填料均匀摊铺在整个路堤宽度上,为保证过渡段边缘有足够的压实度,其两侧各加宽50cm摊铺。摊铺完成后应及时测定填料含水量。含水量的控制是级配碎石填筑工艺中的一个关键,含水量过大,级配碎石无法压密,必须通过翻晒;含水量过小,则容易产生级配碎石表面松散、级料分布不均匀现象,需重新洒水后碾压。
5.2.7分层、分区碾压
过渡段的碾压采用大、小型振动机械结合进行碾压,台背后2m范围内禁止大型振动机械驶入,避免其对桥台造成挤压;碾压时先静压后振压,先慢后快,由弱振至强振;直线段由两边向中间,曲线段由内侧向外侧,纵向进进行。横向轮迹重叠不少于40cm,做到无漏压、无死角,碾压均匀,达到施工图及质量标准规定的压实度。 5.2.8 养护
过渡段施工完毕后,及时进行养护并严禁任何行人和车辆在养护期间进入。
5.3 推荐的施工参数
填料配合比:20~40mm碎石15%、10~20mm碎石30%、0~10mm碎石50~52%、水泥3~5%;含水量4%~5%;松铺厚度20~30cm;碾压顺序和遍数:静压1遍→弱震2遍→强震1遍→弱震1遍→收光,其中强震时,应适当提高震动行走速度。
6 主要机具设备
1) 单班作业推荐使用的主要机械(单班作业)见表1。
表1 常用机械设备配置方案表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
设备名称 挖掘机 推土机 装载机 压路机 自卸汽车 混凝土搅拌机 混凝土输送泵 水泥级配碎石拌合料搅拌机 冲击夯 手扶振动压路机 风钻 空压机 振捣器 洒水车 规格 DH60-7型 TYS220 ZL50 SW800 ZM403 250L WBC200B TV80NK 7655 12m3/min 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 1 1~2 2 2 若干 1 1 1 2 2 2 1 若干 1 4
2) 机械配套说明
根据高速铁路或客运专线填土种类和压实标准,一般选用重型和特重型压路机,中型压路机可以辅助压实作业,做到以重为主、凸平配套、静振结合;自卸汽车选用应充分考虑地形、道路、运距、成本等确定车辆型式和数量,其生产能力应等于或略大于挖掘机的生产能力,一般车辆容积是铲斗容积的3~5倍,一个班组车辆容积规格应相同,以便现场控制卸土间距。
7 劳动力组织
1) 单机作业每班人员组织见表2。
表2 单机作业劳动力配置方案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 工种 领工员 机械技术员 电工 司机 小型机械操作手 试验员 辅助用工 合计 人数 1 1 1 2 2 1 6 14 工作范围 工地指挥 机械维修和操作机械 电路或供电线路维修 机械驾驶 小型机械操作 控制质量、级配 线路清理 2)过渡段作业组织所采取的施工工艺以及施工顺序对其质量有很大的影响,其施工进度也受到多方面制约,因此,过渡段施工应建立专门的组织机构,制定合理的施工组织和施工工艺,科学安排施工进度以及施工顺序,加强工序质量控制,确保过渡段的质量。
8 质量要求及质量控制要点
1) 过渡段级配碎石采用的碎石粒径、级配及材料性能应符合行业规范和标准要求。铁路客运专线应符合铁道部现行《客运专线基层表层级配碎石暂行技术条件》的规定,其级配碎石的级配范围应符合表3的规定:
表3 碎石级配范围
级配编号 1 2 3 50 100 40 95-100 100 30 95-100 100 通过筛孔(mm)重量百分率(%) 25 95-100 20 60-90 60-90 10 50-80 5 30-65 30-65 30-65 2.5 20-50 20-50 20-50 0.5 10-30 10-30 10-30 0.075 2-10 2-10 2-10 注:颗粒中针状、片状碎石含量不大于20%;质软、易破碎的碎石含量不得超过10%;黏土团及有机物含量不超过20%。
2) 加入水泥的级配碎石应现拌现用,混合料宜在2h内使用完毕。 3) 桥台混凝土强度达到设计标准后,过渡段施工方可进行。
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4) 过渡段级配碎石应分层填筑压实,采用大型压路机进行碾压的地方,每层的最大压实厚度不宜超过30cm,最小压实厚度不宜小于15cm;大型压路机不能碾压的地方及横向结构物顶部填料不足1m处,不能使用重型碾压设备压实,此时应选用打夯机进行夯实,填层的松铺厚度不应大于20cm。
9 安全及环保措施
9.1 施工安全措施
1) 建立健全安全保证体系,以施工安全、人身安全、行车交通安全、财产安全为首要职责,层层签订安全责任书,做到岗位责任明确,齐抓共管逐级落实安全生产责任制。
2) 严格职工教育培训制度,参加施工的人员,必须接受安全技术教育,熟知和遵守本工种的各项安全技术操作规程,定期进行安全技术考核,合格者方能上岗操作。
3) 机械设备使用必须严格按照《建筑机械使用安全技术规程》和《铁路工程施工安全技术规程》的要求执行。各种机械操作人员和驾驶员,必须持有操作合格证,不准操作人员操作与操作证不相应的机械;不准将机械设备给无操作证的人员操作,对机械操作人员要建立档案,专人管理。
4) 运输车辆严禁人、料混装;运输车辆行驶速度不宜过快。为了确保运输车就位良好和安全进出,派专人指挥。
5) 路桥过渡段、路隧过渡段等工程的施工必须与相邻结构物建立统一的指挥系统,制定统一的安全制度,保证过渡段施工与相邻结构物的施工指挥信息畅通,保证过渡段与相邻结构物施工的安全。
6) 夜间施工应加强照明设施,确保过渡段及相邻结构物的施工安全。
7) 过渡段施工中采用的新技术、新工艺、新设备和新材料时,必须制订相应的安全技术措施。
9.2 环境保护
9.2.1 水土保持措施
1) 加强水土保持的检查制度,坚持管生产必须管水保的原则,建立健全岗位责任制,从组织上、制度上、经济上保证施工过程中对水保的控制。
2) 在过渡段施工中生产、生活污水应经过污水沉淀池净化后,达到要求时再排入河道中。过渡段施工现场应保持临时的排水系统畅通,不应出现淤、积水现象。
3) 雨季施工时应做好路基的防排水和河道的防汛准备。 9.2.2 空气污染防治措施
空气污染主要来自两方面,一个是道路灰尘,一个是施工爆破、人工呼出的二氧化碳、机械尾气等。主要防治措施:
1) 在运输水泥等易飞扬的材料时用蓬布覆盖严密,并装量适中,不得超限运输。
2) 施工便道和运输道路经常洒水,一个路段配一台洒水车,每天洒水3次,特殊情况加强洒水,确保把道路灰尘大气污染控制在允许范围内。
3) 采用弱爆破,加强洒水,施工车辆装渣前应进行洒水防尘;在设备选型时选择低污染设备,并安装空气净化系统,确保机械尾气达标排放。 9.2.3 噪声的来源及防护措施
过渡段施工生产的噪声源主要有:路基机械施工时产生的机械噪声、路堑开挖时打眼及放炮噪
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声以及晚上汽车运输产生的噪声。降低噪声的措施如下:
1) 施工场界噪声按《建筑施工场界噪声限值》(GB11823)的要求控制。
2) 采取措施,保证在各施工阶段机械设备和工法。并且在满足施工要求的条件下,尽量选择低噪声的机具。
3) 在距居民较近的施工现场,对主要噪声源如空压机、装载机、卷扬机等采用有效的吸声、隔音材料施做封闭隔声或隔声屏,使其对居民的干扰降至规定标准。 9.2.4 固体废弃物污染防治措施
1) 施工营地和施工现场的生活垃圾和建筑垃圾,集中堆放,统一弃于规定地点,不得随意弃放。 2) 报废材料应立即运出现场并进行掩埋处理。对于施工废弃的零碎配件、边角料、水泥袋、包装箱等及时进行收集清理并搞好现场卫生,以保护自然环境和景观不受破坏。
3) 尽量不使用难于降解的材料作为包装物品,施工中用于养护的塑料薄膜在用完后不得随意弃丢,统一处理。
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