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遵小铁路矿渣碎石细粒土路基施工分析

2009-03-16 来源:

    遵小铁路是连接承德与唐山的第一条铁路运输通道,也是连接内陆与沿海、东北与华北的铁路通道,建成后它将与京山、京秦等国铁相连接,对推动承德市经济的发展将起到重要的作用,并可与毗邻的唐山实现资源共享、优势互补。另外,承德市的平泉、宽城两县金属和非金属资源丰富,遵小铁路的建成,将极大地推动两县的经济发展。正在规划建设的曹妃甸港是汇集大钢铁、大化工、大电力、大煤运码头于一体的全国最大的多种泊位并存的港口,遵小铁路的建成后,将使承德与曹妃甸贯通,扩大曹妃甸港和京唐港对承德及辽西、蒙中等地的影响,从而拉动承德地方经济的快速发展。

    新建遵化南至小寺沟地方铁路工程位于河北省东北部,锦承铁路南侧,京山铁路北侧,该线南起唐遵线的遵化南站,途径唐山市的遵化市、迁西县、承德市的宽城满族自治县、平泉县,终点至锦承线的小寺沟站。线路全长121.849km,总投资15.6亿元,其中新建线86.615km,唐山段53.593km,承德段新建68.256km,投资10.07亿元。

    主要技术标准:
    铁路等级:地方铁路I级;
    正线数目:单线;
    限制坡度:15‰;
    最小曲线半径:一般600m,困难400m;
    牵引种类:内燃;
    机车类型:DF4D;
    到发线有效长:450m(预留550m);
    闭塞类型:半自动。

    主要工程量

    该项工程路基(区间、站场)土石方工程量为518.6万立方米,桥涵工程中,特大桥4座,2668.73延长米;大桥18座,5697.84延长米;中桥4座,323.61延长米;道路中桥2座,99.68延长米;涵洞191座,3807.67横延长米;隧道17座,13673延长米。房屋工程总建筑面积为1.7345万平方米。

选题理由

    1、铁路是国家交通运输的主动脉,路基施工是铁路工程的主要部分,要求具备强度高、刚性大、耐久性好、不易变形等优良特性,以保证线路的稳定与平顺、延长铁路使用寿命。

    2、矿渣碎石填料摩擦系数大,不易压缩,透水性好,其强度受水的影响很小,是填筑路堤的最佳材料之一。然而,因矿石加工生产等原因,其粒径跨度较大,级配过于单一或堆放不均,取料场材料性质变化较大,且规律性差,这些因素对于路基填筑十分不利,必须加以控制。

    3、路基沿线选矿厂较多,大部分矿厂生产后的矿渣碎石都废弃于河道内,合理有效利用废弃矿渣碎石,一方面可以降低施工成本,提高企业效益,另一方面又清理了被占河道,而且取代了取土场用地,美化和保护了沿线环境,并且在清理河道后,也间接提高了铁路沿线的抗洪能力,有助于铁路运营安全。

    4、选择最佳的施工方案可以有效提高机械的利用率,减少路基碾压遍数,降低人工费和机械使用费,从而节约资金,提高经济效益。

    5、通过实践培养出一批铁路路基施工技术骨干,全面掌握路基施工经验。

 矿渣碎石路基施工

    1、对参加施工的所有人员进行技术培训,熟悉操作规程、掌握技术标准,提高质量意识,总结施工经验,使全体施工人员充分认识到工程质量的重要性。签发质量包保责任状,使质量与效益挂钩。

    2、对施工前和施工中的试验量测数据进行分析,作为选择机械配置方案、确定施工工艺参数以及相关质量评定、过程控制的依据。及时做好施工过程中的信息反馈,使整个施工过程处于动态的、最优化的可控状态。

    3、根据系统分析原理,将路基填筑过程分为“三阶段、四区段、八流程”,变无序作业为有序化、标准化作业,充分发挥大型机械设备的效率。

    4、采用数理统计的分析方法,对路基进行分层填筑压实,分层控制质量,并依次记录相关数据。从而有效地跟踪设计指标,确保路基的整体密实度。

    5、建立、健全路基施工质量保证体系,保证其有效运行。

    6、路基施工队伍分工明确,责任到人,狠抓落实。

矿渣碎石路基工程实施步骤

取料场的确定及填料分析

    对铁路沿线的矿渣进行全面调查,根据其粒径进行分类,尽可能的掌握每段矿渣的粒径变化情况,摸清填筑材料的具体情况。绘制取料场粒径变化分区图,并于现场设立明显标志。选择适合本断路基的填筑材料,原则上矿渣粒径不超过20mm,个别粒径不超过60mm,且级配良好,细粒土足以填充所有孔隙。

    取料场矿渣的含水量可现场测定,如果含水量偏低,可就近寻找水源进行补水,时间在36h以前为宜。若含水量偏高,在现场条件允许的情况下,可提前晾晒,以节约填筑时间,加快填筑分层循环速度,降低施工成本。

    根据取料场具体情况,选择有代表性的填料进行击实试验,确定标准干密度。当填料粒径发生变化时应立即调整标准干密度,以保证压实度的科学合理性。

施工现场各种基本条件的确定

    (1)确定矿渣碎石填筑厚度及碾压遍数

    现场压实机具试验:

    在现场选取DK37+800~DK37+900区段100m长,通过不同的填筑厚度、机械和压实遍数的对比试验,得出不同条件下的压实参数值,将试验结果绘制成压(夯)实遍数(N)和干密度(ρd)的关系曲线,从图中合理确定施工选用矿渣碎石的铺料厚度和碾压遍数。

    经实验对比确定最佳摊铺厚度为35cm,压实厚度为30cm,松铺系数1.167。

    (2)施工机械及试验设备的确定

    根据矿渣碎石性质、虚铺厚度、填筑部位、路基宽度、压实度等方面的要求,确定以下机械组合方案:PC220挖掘机一台、TY220推土机一台、YZ18A全液压振动压路机一台、ZL50装载机二台、TV80NK冲击夯二台,根据取料场的远近,配备CA316自卸车2-6台、洒水车一台。

    (3)压实度检测:K30承载板试验、灌砂法试验。

现场调查

    在试验段路基上,测量人员进行放线,用全站仪布设路基边桩及中桩,划出路基填筑边界,由技术人员根据松铺厚度、自卸车装载量计算出土堆梅花形排布间距。矿渣碎石堆放后,经过摊铺、平整、碾压(检测含水量、含水量超过碾压含水量进行翻松晾晒,低于碾压含水量进行洒水,使其位于或接近碾压含水量)、检测,得出该层压实效果数据。

    从表一中可以看出:压实度不合格点过多。根据工地实际检测时检测各点的情况和实际操作时机械、人员状况,可以看出影响压实效果的各种因素。

 

 

    根据统计表对不合格点进行排列,见图1。

图1 不合格点排列图 

 

原因分析

    从排列图中可以看出,影响压实效果的问题有四个方面,其中细粒土含水量、平整度及压路机碾压是主要问题。为此,工程建设指挥部组织监理和专业工程师进行了因果分析,并确定了五个主要原因(见表3)。

 

对策实施

    总结施工经验,对施工队伍进行职责教育,明确岗位责任制,增强工人的责任心和质量意识,要求各级人员各尽其职,并做出明文规定.在此基础上,由相关标段项目总工负责施工现场技术和现场机械及人员调配,并监督人员的责任心和工作态度,以及现场检测。要求检测各点要具有代表性,必要时进行补充,严格要求检测数据必须高度准确,按规范要求进行严格检测。

    对策实施后,指挥部会同总监办和专业工程师及驻地监理共同对施工过程和施工质量进行了检查,各项影响细粒土压实度的因素都得到了有效的控制,基本杜绝了填料含水量不均匀,填层表面不平整等现象。通过二次PDCA循环,施工工艺走向了标准化、规范化。在项目部会同监理检查中,压实度合格率达到100%。观测下沉量为零,挖30cm×30 cm×50 cm测坑观察,压实层填料级配合理,分布均匀,且填料密实,无孔隙,从而消除了执行规范标准力度不够,检测结果欠真实等疑问,也体现了施工工艺安排的科学性、合理性。  ■

(作者:承德市地方铁路建设管理局  ) 

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遵小铁路矿渣碎石细粒土路基施工分析

    遵小铁路是连接承德与唐山的第一条铁路运输通道,也是连接内陆与沿海、东北与华北的铁路通道,建成后它将与京山、京秦等国铁相连接,对推动承德市经济的发展将起到重要的作用,并可与毗邻的唐山实现资源共享、优势互补。另外,承德市的平泉、宽城两县金属和非金属资源丰富,遵小铁路的建成,将极大地推动两县的经济发展。正在规划建设的曹妃甸港是汇集大钢铁、大化工、大电力、大煤运码头于一体的全国最大的多种泊位并存的港口,遵小铁路的建成后,将使承德与曹妃甸贯通,扩大曹妃甸港和京唐港对承德及辽西、蒙中等地的影响,从而拉动承德地方经济的快速发展。

    新建遵化南至小寺沟地方铁路工程位于河北省东北部,锦承铁路南侧,京山铁路北侧,该线南起唐遵线的遵化南站,途径唐山市的遵化市、迁西县、承德市的宽城满族自治县、平泉县,终点至锦承线的小寺沟站。线路全长121.849km,总投资15.6亿元,其中新建线86.615km,唐山段53.593km,承德段新建68.256km,投资10.07亿元。

    主要技术标准:
    铁路等级:地方铁路I级;
    正线数目:单线;
    限制坡度:15‰;
    最小曲线半径:一般600m,困难400m;
    牵引种类:内燃;
    机车类型:DF4D;
    到发线有效长:450m(预留550m);
    闭塞类型:半自动。

    主要工程量

    该项工程路基(区间、站场)土石方工程量为518.6万立方米,桥涵工程中,特大桥4座,2668.73延长米;大桥18座,5697.84延长米;中桥4座,323.61延长米;道路中桥2座,99.68延长米;涵洞191座,3807.67横延长米;隧道17座,13673延长米。房屋工程总建筑面积为1.7345万平方米。

选题理由

    1、铁路是国家交通运输的主动脉,路基施工是铁路工程的主要部分,要求具备强度高、刚性大、耐久性好、不易变形等优良特性,以保证线路的稳定与平顺、延长铁路使用寿命。

    2、矿渣碎石填料摩擦系数大,不易压缩,透水性好,其强度受水的影响很小,是填筑路堤的最佳材料之一。然而,因矿石加工生产等原因,其粒径跨度较大,级配过于单一或堆放不均,取料场材料性质变化较大,且规律性差,这些因素对于路基填筑十分不利,必须加以控制。

    3、路基沿线选矿厂较多,大部分矿厂生产后的矿渣碎石都废弃于河道内,合理有效利用废弃矿渣碎石,一方面可以降低施工成本,提高企业效益,另一方面又清理了被占河道,而且取代了取土场用地,美化和保护了沿线环境,并且在清理河道后,也间接提高了铁路沿线的抗洪能力,有助于铁路运营安全。

    4、选择最佳的施工方案可以有效提高机械的利用率,减少路基碾压遍数,降低人工费和机械使用费,从而节约资金,提高经济效益。

    5、通过实践培养出一批铁路路基施工技术骨干,全面掌握路基施工经验。

 矿渣碎石路基施工

    1、对参加施工的所有人员进行技术培训,熟悉操作规程、掌握技术标准,提高质量意识,总结施工经验,使全体施工人员充分认识到工程质量的重要性。签发质量包保责任状,使质量与效益挂钩。

    2、对施工前和施工中的试验量测数据进行分析,作为选择机械配置方案、确定施工工艺参数以及相关质量评定、过程控制的依据。及时做好施工过程中的信息反馈,使整个施工过程处于动态的、最优化的可控状态。

    3、根据系统分析原理,将路基填筑过程分为“三阶段、四区段、八流程”,变无序作业为有序化、标准化作业,充分发挥大型机械设备的效率。

    4、采用数理统计的分析方法,对路基进行分层填筑压实,分层控制质量,并依次记录相关数据。从而有效地跟踪设计指标,确保路基的整体密实度。

    5、建立、健全路基施工质量保证体系,保证其有效运行。

    6、路基施工队伍分工明确,责任到人,狠抓落实。

矿渣碎石路基工程实施步骤

取料场的确定及填料分析

    对铁路沿线的矿渣进行全面调查,根据其粒径进行分类,尽可能的掌握每段矿渣的粒径变化情况,摸清填筑材料的具体情况。绘制取料场粒径变化分区图,并于现场设立明显标志。选择适合本断路基的填筑材料,原则上矿渣粒径不超过20mm,个别粒径不超过60mm,且级配良好,细粒土足以填充所有孔隙。

    取料场矿渣的含水量可现场测定,如果含水量偏低,可就近寻找水源进行补水,时间在36h以前为宜。若含水量偏高,在现场条件允许的情况下,可提前晾晒,以节约填筑时间,加快填筑分层循环速度,降低施工成本。

    根据取料场具体情况,选择有代表性的填料进行击实试验,确定标准干密度。当填料粒径发生变化时应立即调整标准干密度,以保证压实度的科学合理性。

施工现场各种基本条件的确定

    (1)确定矿渣碎石填筑厚度及碾压遍数

    现场压实机具试验:

    在现场选取DK37+800~DK37+900区段100m长,通过不同的填筑厚度、机械和压实遍数的对比试验,得出不同条件下的压实参数值,将试验结果绘制成压(夯)实遍数(N)和干密度(ρd)的关系曲线,从图中合理确定施工选用矿渣碎石的铺料厚度和碾压遍数。

    经实验对比确定最佳摊铺厚度为35cm,压实厚度为30cm,松铺系数1.167。

    (2)施工机械及试验设备的确定

    根据矿渣碎石性质、虚铺厚度、填筑部位、路基宽度、压实度等方面的要求,确定以下机械组合方案:PC220挖掘机一台、TY220推土机一台、YZ18A全液压振动压路机一台、ZL50装载机二台、TV80NK冲击夯二台,根据取料场的远近,配备CA316自卸车2-6台、洒水车一台。

    (3)压实度检测:K30承载板试验、灌砂法试验。

现场调查

    在试验段路基上,测量人员进行放线,用全站仪布设路基边桩及中桩,划出路基填筑边界,由技术人员根据松铺厚度、自卸车装载量计算出土堆梅花形排布间距。矿渣碎石堆放后,经过摊铺、平整、碾压(检测含水量、含水量超过碾压含水量进行翻松晾晒,低于碾压含水量进行洒水,使其位于或接近碾压含水量)、检测,得出该层压实效果数据。

    从表一中可以看出:压实度不合格点过多。根据工地实际检测时检测各点的情况和实际操作时机械、人员状况,可以看出影响压实效果的各种因素。

 

 

    根据统计表对不合格点进行排列,见图1。

图1 不合格点排列图 

 

原因分析

    从排列图中可以看出,影响压实效果的问题有四个方面,其中细粒土含水量、平整度及压路机碾压是主要问题。为此,工程建设指挥部组织监理和专业工程师进行了因果分析,并确定了五个主要原因(见表3)。

 

对策实施

    总结施工经验,对施工队伍进行职责教育,明确岗位责任制,增强工人的责任心和质量意识,要求各级人员各尽其职,并做出明文规定.在此基础上,由相关标段项目总工负责施工现场技术和现场机械及人员调配,并监督人员的责任心和工作态度,以及现场检测。要求检测各点要具有代表性,必要时进行补充,严格要求检测数据必须高度准确,按规范要求进行严格检测。

    对策实施后,指挥部会同总监办和专业工程师及驻地监理共同对施工过程和施工质量进行了检查,各项影响细粒土压实度的因素都得到了有效的控制,基本杜绝了填料含水量不均匀,填层表面不平整等现象。通过二次PDCA循环,施工工艺走向了标准化、规范化。在项目部会同监理检查中,压实度合格率达到100%。观测下沉量为零,挖30cm×30 cm×50 cm测坑观察,压实层填料级配合理,分布均匀,且填料密实,无孔隙,从而消除了执行规范标准力度不够,检测结果欠真实等疑问,也体现了施工工艺安排的科学性、合理性。  ■

(作者:承德市地方铁路建设管理局  )