研究高铁路基支承层施工技术

研究高铁路基支承层施工技术

陈博毅

中铁一局集团第五工程有限公司  山东省  烟台市 264000

摘要：为解决高速铁路建设中的路基支承层施工问题，本文在简单介绍支承层主要功能的基础上，对其材料选择与制备，以及相应的施工工艺进行深入分析，并提出施工中可能遇到的问题及其处理措施，以期为相关人员提供参考。

关键词：高铁路基；路基支承层；支承层施工

    无砟轨道凭借诸多优势在当前的客运专线及高铁建设中都得到了广泛应用，作为无砟轨道主要组成部分之一，支承层具有不可提到的重要作用。伴随我国高铁建设快速发展，支承层结构的施工与质量控制越来越规范，相应的材料选择与施工工艺逐渐合理化。

1支承层主要功能

对铁路系统而言，支承层主要作用在于为道床板或轨道板提供可靠支承，将道床板或轨道板受到的力传递至路基中的过渡层。在无砟轨道当中，支承层组要具有过渡和缓冲的功能，能为道床板的施工作业提供可靠作业面，防止对路基表层造成太大扰动，此外还能和道床板之间形成整体。要想使支承层发挥应有功能，需要满足下列各项条件：由于需要传递上部荷载，所以要有足够的抗压强度；由于需要扩散应力，所以要有足够抗弯强度与刚度；由于要为应力的释放提供良好条件，所以要具备适当徐变能力；由于需要为道床板的施工作业提供可靠作业面，所以还要有良好整体性能[1]。

2支承层材料选择与制备

对普通柔性路基而言，支承层材料以水硬性混合料为主，而对于刚性路基，即全部由水泥级配碎石通过填筑形成的路基，其支承层材料以C15低塑性混凝土为主。与低塑性混凝土相比，水硬性混合料自身弹性模量较低，采用这种材料设置的支承层不会对道床板产生太大限制力，这种弹性模量能使刚性与柔性实现良好过渡，防止道床板产生裂缝。虽然级配碎石的弹性模量更小，但用作支承层无法起到过渡和缓冲的作用，也不能和道床板形成整体，所以一般不使用级配碎石作为支承层材料[2]。

在制备支承层材料之前应先明确支承层材料需要达到的各项技术要求，具体如表1所示。为减小支承层给道床板造成的限制与约束，应尽可能降低支承层材料弹性模量，同时减少胶凝材料实际用量，通常不得超过210kg/m3，用水量不得超过130kg/m3，粉煤灰掺量则按照30%-60%的范围控制。

表1  支承层材料主要技术要求

    支承层材料粘结形式为粗颗粒接触粘结，在颗粒表面包裹一层浆体，上部荷载通过骨料与骨料接触的方式向下传递。由于属于疏体结构，所以具有一定抗压及抗弯强度，还有适当收缩性，容易成型。

3支承层施工与常见问题及处理

3.1支承层施工

目前支承层施工方法以滑模摊铺法为主，由人工进行支模的支承层施工方法已经很少使用，仅在个别短小路基的支承层施工中使用。相比之下，滑模法不仅施工速度较快，而且质量容易控制。摊铺机将包含模板支设、导向行走、材料布设、振捣夯实和拉毛处理等在内的工序施工集为一体，使支承层施工实现一次成型，在减少人力物力消耗的同时保证支承层施工质量。基于滑模法的支承层施工一般按照以下工艺流程进行：基床表层检查验收→施工准备与测量放样，包括确定支承层材料理论配合比与引导线拉杆准备→摊铺机就位→基床表面润湿→混合料拌和运输→自卸车喂料与机械布料→滑模摊铺作业，包括确定摊铺速度与参数设定及校准→人工修边与拉毛→切缝养生[3]。

滑模摊铺施工中要注意以下几方面要点：摊铺机自重应达到20t及以上；摊铺机振捣频率应达到10000Hz以上，以保证摊铺完成后混合料的密实度；摊铺机行走速度按照不超过1m/min的要求控制；根据现场施工条件与要求选择拉毛工装，以达到预期的拉毛效果；在确定切缝时间的过程中要充分考虑现场环境、混合料自身凝结时间，并进行必要的试验加以验证，如果切缝时间较晚，则可能导致支承层产生裂缝；支承层施工完成后需进行保湿养护，要求持续时间达到7d及以上。

3.2施工常见问题及处理

（1）散水坡面摊铺完成后的成型效果较差，导致该问题出现的原因包括：前面布料不到位；后尾部模板产生变形；摊铺机振动频率不合适，对此要在施工前和施工中进行认真检查，如果发现问题，必须立即解决。

（2）在支承层的表面产生裂缝，此问题可采取以下方案预防和处理：对原材料实际含水率进行严格检测与控制，保证施工时的用水量达到最佳；对拉毛设备高度进行适当调整，避免行走过程中产生拉裂；对切缝时间进行严格控制，防止由于切缝时间过晚导致混合料产生收缩现象引起裂缝的出现；最后要做好支承层材料养护[4]。

（3）摊铺时混合料发生坍塌，导致该问题发生的原因和相应的解决措施包括：支承层混合料生产时的用水量过大，应适当减少；施工时受到外部因素的干扰，应尽量排除外部干扰；摊铺时机械行走速度过快，应对行走速度进行适当调整。

（4）钻芯取样完成后发现下部料层未能达到密实状态，导致该问题发生的原因和相应的解决措施包括：摊铺施工未能保持连续，这就要求施工必须保持连续和匀速；施工时所用摊铺机械的自重不足，需要为机械增加配重；拉毛设备不稳定，忽高忽低。

（5）支承层上表面大量露石，导致该问题发生的原因和相应的解决措施包括：平板震动器未能有效提浆，需对震动板的高度进行适当调整；振动棒频率未能达到要求，需对振动棒频率进行适当调整；混合料实际含水率未能达到最佳值，需通过调整达到最佳。

（6）如果支承层在施工结束后产生裂缝，可采取以下措施处理：通过无压注浆或表面封闭修补裂缝；常用修补材料通常以环氧树脂为主剂，并配合使用固化促进剂，搅拌均匀后会不断固化成强度与粘结力都较高的固结体，进而发挥出良好的抗渗性、抗冻性与防腐蚀性，是当前支承层裂缝修补专用材料，主要具有以下几方面优点：其一，早期性能良好，其工作性能可以良好现场施工提出的各项要求，而且还能对施工时间进行灵活调整；其二，抗压强度较高，而且基本不会受到结构形状的影响与限制，能发挥出良好的补强及加固功能；其三，界面粘结性良好，可提高界面粘结强度，避免产生裂缝；其四，体积稳定性良好；其五，化学性能稳定，有良好的耐腐蚀性与耐候性；最后，颜色和混凝土近似[5]。

4结语

    综上所述，支承层是高铁无砟轨道施工中的控制性工程，其质量直接决定整个工程的施工质量，这就要求相关人员严格把控材料选择、配比、生产、运输和施工，以此保证支承层施工质量，充分发挥出支承层具有的作用与功能。

参考文献：

[1]孙红林,张邦.运营高铁轨下多层结构损伤无损检测技术[J].中国铁路,2022(11):75-82.

[2]刘浩,江成,姜子清,黄安宁,张志远,郑新国,李培刚.纵连式无砟轨道端刺区结构服役稳定特征分析[J].铁道建筑,2021,61(03):92-97.

[3]叶阳升,蔡德钩,魏少伟,余雷,石越峰,王立军.高速铁路无砟轨道路基动应力分布特征及解析算法[J].中国铁道科学,2020,41(06):1-9.

[4]郭超.CRTSⅡ型板式无砟轨道路基段支承层伤损整治技术探讨[J].上海铁道科技,2018(01):118-120.

[5]王森荣.高速铁路双块式无砟轨道路基地段结构设计与施工技术研究[J].铁道标准设计,2017,61(11):1-7.