CN116043624A - 一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于炭质泥岩路基填筑技术领域，尤其是一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置，包括以下步骤：步骤一、测量放线。该炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置，通过设置机械化施工，分段施工，分层填筑，分层碾压，分段成型，用挖掘机和装载机挖装填料，自卸车运送，推土机粗平，人工配合装载机对局部不平地段利用细料找平，填充石料之间的空隙，振动压路机碾压成型，对于高填方路段采用强夯机进行夯实补强，从而解决了现有的对炭质泥岩路基进行填筑施工时，由于炭质泥岩存在岩质软，遇水易软化，失水易开裂，长时间暴露易崩解，从而导致路基填筑后无法承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载的问题。
Description
技术领域
本发明涉及炭质泥岩路基填筑技术领域，尤其涉及一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置。
背景技术
路基是轨道或者路面的基础，主要作用是为轨道或者路面铺设及列车或行车运营提供必要条件，并承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载。
炭质泥岩：灰黑色，泥质结构，含炭质，薄层～中厚层构造，局部夹软弱夹层，在对炭质泥岩路基进行填筑施工时，由于炭质泥岩存在岩质软，遇水易软化，失水易开裂，长时间暴露易崩解，从而导致路基填筑后无法承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载，所以需要一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置。
发明内容
基于现有的对炭质泥岩路基进行填筑施工时，由于炭质泥岩存在岩质软，遇水易软化，失水易开裂，长时间暴露易崩解，从而导致路基填筑后无法承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载的技术问题，本发明提出了一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置。
本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置，包括以下步骤：
步骤一、测量放线，根据实际提供的线路参数和导线网，进行路基中线和两侧边线测量放样；
步骤二、表土清除，路基填筑施工前，首先必须进行清表；
步骤三、填前碾压，清表后采用压路机对基底进行填前碾压；
步骤四、台阶开挖，当地面横坡为1:5～1:2.5时，原地面开挖宽度为3m，内倾坡度为4％的台阶；
步骤五、方格网布设，用石灰粉画出8m×5m方格网；
步骤六、填料运输，用挖掘机或装载机装料；
步骤七、填料铺设，当填料按方格网堆砌完后，用推土机将填料摊铺平整；
步骤八、松铺厚度检查，采用水准仪测量填层顶标高，根据填层顶标高与下层填层对应点的标高差检测松铺厚度是否满足要求；
步骤九、碾压，填料填筑完成后，先采用压路机将填筑表面大致碾平，再采用振动压路机碾压。
优选地，所述步骤一测量放线中，根据实际提供的线路参数和导线网，进行路基中线和两侧边线测量放样，直线段和大半径曲线段每20m一个断面桩，小半径曲线段每10m一个断面桩；
在施工区域外再布设两个控制桩，为恢复提供依据，在结构两侧要另放一个断面控制桩，防止中线桩和边线两侧桩损坏时，能够提供恢复依据，同时在路基边侧每50m设置一个15cm×15cm、高1m的水泥里程桩，标出桩号，以便施工时检查。
优选地，所述步骤二中表土清除包括采用人工对路基范围内的树木进行全部砍伐，路基范围外的植被尽可能进行保护；
表土清除采取条带耕作层外移法进行施工，即按条带由内向外进行剥离、运输；
表土清除深度必须达到设计要求，清表后重新放样填筑边界线。
优选地，所述步骤三中填前碾压，对基底进行填前碾压，碾压后即进行压实度检测；
基底压实度不小于90％，压实厚度按15cm计，若压实度不能满足要求则继续进行碾压，每碾压一遍进行压实度检测一次，直至压实度不小于90％。
优选地，所述步骤四中台阶开挖，当原地面横坡缓于1:5时，在清除表土后，可直接在天然地基上填筑路基；
当基岩上的覆盖层较薄时，宜先清除覆盖层再挖台阶；
当覆盖层较厚且稳定时，可予保留。
优选地，所述步骤五中方格网布设，每层松铺厚度50cm，松铺系数1.08，用石灰粉画出8m×5m方格网，在上料完成后横向拉通线检查中间位置的松铺厚度确保厚度均匀。
优选地，所述步骤六中填料运输，用自卸汽车从安排好的运输路线运至施工现场，倒入已布置的方格网集中堆放，以保证推土机平整后，下路堤松铺厚度不大于50cm的要求。
优选地，所述步骤七中填料铺设，在推土机摊铺时，其摊铺层厚略小于摊铺厚度，以便于后期平整和局部补充细料，对于个别粒径超大的石块，用人工配合装载机挑出；
所述步骤八中松铺厚度检查，每40m一个断面，每断面3～5点，采用水准仪测量填层顶标高，根据填层顶标高与下层填层对应点的标高差检测松铺厚度是否满足要求，对于松铺大于要求的范围，采用推土机或装载机推铺到需填补的段落或运出场外；
所述步骤九中碾压，填料填筑完成后，先采用压路机将填筑表面大致碾平，再采用振动压路机碾压，要遵循先两边后中间，先静后振、先慢后快，在直线段压路机的运行路线从路缘向路中心，再从路中心向两旁顺序碾压，以便形成路拱；
弯道设有超高坡度时，由低一侧向高一侧碾压，以便形成单向超高坡度；
碾压速度控制在2～4Km/h，交接处应互相重叠压实，纵向搭接长度不小于2m，沿线路纵向行与行之间的轮机重叠压实不小于1/3轮宽，横向同层接头处重叠压实不小于1m；
上下两层填筑接头错开不小于3m。
优选地，一种炭质泥岩路基高填方施工方法，包括以下步骤：
步骤一、当高路堤段基底存在软弱下卧层时，首先处理加固地基，对基底进行换填开山石渣粗粒料或采用设路堤挡土墙或路肩挡土墙支挡结构物；
步骤二、当地基为一般土质地基时，应先清除表土至地基天然硬土，后夯实基底；
步骤三、为减少路基沉降，采取强夯、冲击碾压措施增强补压，以消减高路堤的差异变形；
步骤四、为保证高路堤的路基稳定性和减少不均匀沉降，在距路床顶部以下0.3m和0.8m处铺设2层土工格栅；
步骤五、强夯、冲击补强，对于高路堤，当连续长度大于100m时，且单块最小补强施工面积不小于1000㎡时，采用冲击补强，否则采用强夯补强。
优选地，一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置用施工装置，包括划线架，所述划线架的表面呈U形状，所述划线架的表面固定连接有支撑柱，两个所述支撑柱以划线架的轴线为中心呈对称分布；
所述支撑柱的表面固定连接有加强固定板，所述加强固定板的两端与两个所述支撑柱的表面固定连接，所述支撑柱的表面固定开设有调节槽，所述调节槽的内壁滑动连接有调节锁紧杆，所述调节锁紧杆的一端固定连接有储料箱，所述储料箱的表面与支撑柱的表面滑动连接；
所述调节锁紧杆的另一端螺纹连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母的表面与支撑柱的表面滑动连接；
所述储料箱的表面铰接安装有密封盖，所述储料箱的内底壁固定开设有出料槽，所述储料箱的内壁通过轴承转动连接有出料绒布辊，所述出料绒布辊的表面与出料槽的内壁滑动连接，所述出料绒布辊的表面延伸至储料箱的下表面，所述储料箱的内部设置有石灰粉；
所述划线架的内壁通过轴承分别转动连接有固定连接管和活动连接管，所述固定连接管的表面固定套接有固定划线管，所述固定划线管的一端通过螺栓固定连接间距调节管，所述间距调节管的内壁通过螺栓固定连接有活动划线管，所述活动划线管的内壁与活动连接管的表面滑动连接；
所述固定划线管和活动划线管的表面均固定连接有固定方管，多个所述固定方管以固定划线管和活动划线管的轴心为中心呈环形阵列分布；
所述固定方管的内壁滑动连接有升降调节管，所述升降调节管的表面与固定方管的内壁滑动连接相适配，所述升降调节管的内壁螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的表面通过轴承分别与固定划线管和活动划线管的表面转动连接，所述螺纹杆的一端贯穿并延伸至固定划线管和活动划线管的内壁；
所述螺纹杆的一端固定连接有从动锥形齿轮，所述固定划线管和活动划线管的内壁均固定连接有支撑架，四个所述支撑架的内壁均通过轴承转动连接有驱动管，所述驱动管的表面固定套接有主动锥形齿轮，所述主动锥形齿轮的表面与从动锥形齿轮的表面啮合，所述驱动管的内壁固定开设有键槽；
所述升降调节管的一端固定连接有划线弧形绒布板，所述划线弧形绒布板的表面固定开设有插接槽，所述插接槽的内壁呈梯形状，所述插接槽的内壁滑动插接有划线直线绒布板，所述划线弧形绒布板和划线直线绒布板的表面均与出料绒布辊的表面滑动连接。
本发明中的有益效果为：
1、通过设置机械化施工，按“水平分层填筑法”施工，形成挖、装、运、摊、平、压机械化流水作业，分段施工，分层填筑，分层碾压，分段成型，用挖掘机和装载机挖装填料，自卸车运送，推土机粗平，人工配合装载机对局部不平地段利用细料找平，填充石料之间的空隙，振动压路机碾压成型，对于高填方路段采用强夯机进行夯实补强，从而解决了现有的对炭质泥岩路基进行填筑施工时，由于炭质泥岩存在岩质软，遇水易软化，失水易开裂，长时间暴露易崩解，从而导致路基填筑后无法承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载的问题。
2、通过设置划线弧形绒布板和划线直线绒布板，在对路基填筑过程中，通过划线弧形绒布板和划线直线绒布板同步运动，对填筑路面进行方格网划线，从而具有提高划线效率和填筑松铺的效率的效果，并且，与传统划线方式相比，传统划线时，采用人工先横向划线在纵向划线，需要一次性将一个区域全部划线完成，并常常出现填料运输过程中，对划线方格网造成破坏，影响松铺效果，采用本申请中的施工装置，可以一次性画出一个单行网格，在松铺时，可以一边划方格网，一边送料松铺，从而具有大大提高划线松铺的效率和提高松铺的均匀性的效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的路基填筑工艺流程图；
图2为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的横向台阶开挖示意图；
图3为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的粘土包边超宽填筑示意图；
图4为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的压路机碾压走行线路图；
图5为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的实施例二中夯点布置示意图；
图6为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的实施例三中划线架结构立体图；
图7为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的实施例三中支撑柱结构立体图；
图8为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的实施例三中储料箱结构立体图；
图9为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的实施例三中间距调节管结构立体图；
图10为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的实施例三中间距调节管结构剖视图；
图11为本发明提出的一种炭质泥岩路基填筑施工方法及施工装置的实施例三中图10中A处结构放大图。
图中：1、划线架；2、支撑柱；3、加强固定板；4、调节槽；5、调节锁紧杆；6、储料箱；7、锁紧螺母；8、密封盖；9、出料槽；10、出料绒布辊；11、固定连接管；12、活动连接管；13、固定划线管；14、间距调节管；15、活动划线管；16、固定方管；17、升降调节管；18、螺纹杆；19、从动锥形齿轮；20、支撑架；21、驱动管；22、主动锥形齿轮；23、键槽；24、划线弧形绒布板；25、插接槽；26、划线直线绒布板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1-5，一种炭质泥岩路基填筑施工方法，参照图1-6，填方路基的施工工序与步骤按照：三阶段、四区段、八流程的施工工艺组织施工。“三阶段”包括准备阶段、施工阶段和整修阶段；“四区段”包括填筑区段、平整区段、碾压区段和检测区段；“八流程”包括施工准备、基底处理、分层填筑、摊铺平整、洒水晾晒、碾压夯实、检测签证和路基整修。
具体包括以下步骤：
步骤一、测量放线，根据实际提供的线路参数和导线网，进行路基中线和两侧边线测量放样。
进一步地，所述步骤一测量放线中，根据实际提供的线路参数和导线网，进行路基中线和两侧边线测量放样，直线段和大半径曲线段每20m一个断面桩，小半径曲线段每10m一个断面桩。在施工区域外再布设两个控制桩，为恢复提供依据，在结构两侧要另放一个断面控制桩，防止中线桩和边线两侧桩损坏时，能够提供恢复依据，同时在路基边侧每50m设置一个15cm×15cm、高1m的水泥里程桩，标出桩号，以便施工时检查。
进一步地，炭质泥岩高填深挖路基施工前应先做好排水、截水系统规划，依据设计要求做好截水沟、排水沟等排水及防渗设施，特别是雨季施工更应加强这方面的工作，排水沟的出口应通往指定地点。在施工期间不得任意破坏地表植被或堵塞水路；各类排水设施应及时维修和清理，保持完好状态，使水流畅通不产生冲刷和淤塞；临时性排水设施应尽量与永久性排水设施结合起来。高填方路基施工中应校核排水系统的设计是否完备和妥善，必要时予以补充和修改，使其构成完整的排水体系。
为保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态，必须将影响路基稳定的地面水予以拦截，并排出到路基范围以外，防止漫流、积聚和下渗。对影响路基稳定的地下水，降低地下水，并引导到路基范围以外。炭质泥岩高填方路基施工中，各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据填料情况和施工时的气候状况，做成2％～4％的排水横坡。雨季施工或因故中断施工时，必须将施工层表面及时修理平整并压实。
步骤二、表土清除，路基填筑施工前，首先必须进行清表。
进一步地，步骤二中表土清除包括严格按图纸所示和监理工程师指示，采用人工对路基范围内的树木进行全部砍伐，路基范围外的植被尽可能进行保护。用推土机、挖掘机对路基填筑范围原地面上的树墩、树根、杂草、灌木等进行清理。
表土清除采取条带耕作层外移法进行施工，即按条带由内向外进行剥离、运输。表土清除后必须集中堆放，用于后期绿化使用的表土尽量不含垃圾物、硬粘土或直径大于5cm的砾石。
表土清除深度必须达到设计要求，设计不低于30cm，清表后重新放样填筑边界线。清表剥离的表土为后期绿化的宝贵培土资源，表土集中堆放在本项目表土临时弃土场，后期用于绿化。表土堆放采用编织袋装袋码砌边坡锁脚，并在表面覆盖绿网。
步骤三、填前碾压，清表后采用压路机对基底进行填前碾压。
进一步地，所述步骤三中填前碾压，对基底进行填前碾压，碾压后即进行压实度检测；
基底压实度(重型)不小于90％，压实厚度按15cm计，若压实度不能满足要求则继续进行碾压，每碾压一遍进行压实度检测一次，直至压实度不小于90％。
步骤四、台阶开挖，当地面横坡为1:5～1:2.5时，原地面开挖宽度为3m，内倾坡度为4％的台阶。
进一步地，所述步骤四中台阶开挖，当原地面横坡缓于1:5时，在清除表土后，可直接在天然地基上填筑路基。
当基岩上的覆盖层较薄时，宜先清除覆盖层再挖台阶；当覆盖层较厚且稳定时，可予保留。
步骤五、方格网布设，用石灰粉画出8m×5m方格网。
进一步地，所述步骤五中方格网布设，根据试验路，每层松铺厚度50cm，松铺系数1.08，自卸车的装载量每车为20m3，每车的摊铺面积40m2，用石灰粉画出8m×5m方格网，在上料完成后横向拉通线检查中间位置的松铺厚度确保厚度均匀。
步骤六、填料运输，用挖掘机或装载机装料。
进一步地，所述步骤六中填料运输，用自卸汽车从安排好的运输路线运至施工现场，由专人指挥倒入已布置的方格网集中堆放，以保证推土机平整后，下路堤松铺厚度不大于50cm的要求。
步骤七、填料铺设，当填料按方格网堆砌完后，用推土机将填料摊铺平整。
进一步地，所述步骤七中填料铺设，在推土机摊铺时，其摊铺层厚略小于摊铺厚度，以便于后期平整和局部补充细料，对于个别粒径超大的石块，用人工配合装载机挑出。
进一步地，路堤填筑前，由工地试验室对现场炭质泥岩填料进行取样做土工试验，确定炭质泥岩填筑最佳含水率、最大干密度及CBR值；填料粒径不应大于300mm，且不宜超过层厚的2/3，发现超粒径的及时用炮机进行破碎。对不满足规范要求的填料，作为弃土运至弃土场。
步骤八、松铺厚度检查，采用水准仪测量填层顶标高，根据填层顶标高与下层填层对应点的标高差检测松铺厚度是否满足要求。
进一步地，所述步骤八中松铺厚度检查，每40m一个断面，每断面3～5点，采用水准仪测量填层顶标高，根据填层顶标高与下层填层对应点的标高差检测松铺厚度是否满足要求，对于松铺大于要求的范围，采用推土机或装载机推铺到需填补的段落或运出场外。
进一步的，为减少后期病害，碳质泥岩路基填筑同步用粘土包边200cm，路堤两侧超宽填筑50cm，保证路基边缘部分的压实度，碾压完毕后进行削坡处理。
步骤九、碾压，填料填筑完成后，先采用压路机将填筑表面大致碾平，再采用振动压路机碾压。
进一步地，碾压前向压路机司机进行交底内容包括：碾压里程范围、压实遍数、机械行走速度、压实组合顺序、压实时纵横向重叠长度及有关安全注意事项。
较佳的，碾压前采用酒精燃烧法检测填料含水量是否符合规范要求，一般控制在最佳含水量的±2％以内，如含水量高出规范要求时，应进行翻嗮；当含水量偏低时进行洒水补充。
进一步地，所述步骤九中碾压，填料填筑完成后，先采用压路机将填筑表面大致碾平，再采用振动压路机碾压，要遵循先两边后中间，先静后振、先慢后快，在直线段压路机的运行路线从路缘向路中心，再从路中心向两旁顺序碾压，以便形成路拱；弯道设有超高坡度时，由低一侧向高一侧碾压，以便形成单向超高坡度。碾压速度控制在2～4Km/h，交接处应互相重叠压实，纵向搭接长度不小于2m，沿线路纵向行与行之间的轮机重叠压实不小于1/3轮宽，横向同层接头处重叠压实不小于1m；上下两层填筑接头错开不小于3m。
进一步地，碾压密实指标：压实度满足要求。
进一步地，填前碾压和基底处理，路基施工前，清除施工范围内的植被、垃圾、软土、淤泥、有机物残渣及原地面草皮和表土。路基用地范围内的树木、灌木丛等均在施工前砍伐或移植，砍伐的树木堆放在路基用地之外，并妥善处理。
较佳的，石质地基，相对而言，石质地基抗压缩变形能力强，承载能力大，透水性小，是适合炭质泥岩填筑路堤的理想地基类型，可有效的减少由于地基变形、水的渗入而引起的不均匀沉降、整体失稳。为避免由于地基强度不均匀而引起的不均匀沉降，在炭质泥岩填筑路堤施工时，应注意控制石质地基的整平与强度均匀性的控制。
较佳的，土质地基，与石质地基相比而言，土质地基的承载能力低，故在炭质泥岩填筑路堤施工时，应格外关注其承载能力的检测，而规范对地基承载能力并未做出相应的要求，路堤基底仅要求不小于90％的压实度。为保证炭质泥岩填筑路堤的地基承载力，针对不同填筑高度的炭质泥岩路堤地基承载力做出以下要求：
1、炭质泥岩路堤高度小于10时，地基承载力应大于等于100kpa。
2、炭质泥岩路堤高度小于10～20米时，地基承载力应大于等于150kpa。
3、炭质泥岩路堤高度大于20米时，地基承载力应大于等于200kpa。
炭质泥岩路堤填筑前，应先对原地面表面进行清理、清除杂物，并按规范的相应要求进行碾压密实。当原地面的横坡过大，若大于1:5，为保证炭质泥岩填料的整体稳定性，则应在原地面开挖设置内倾台阶，台阶尺寸为：宽大于3m，高30cm，并在台阶搭接处铺筑土工格栅；对于承载能力不满足要求的土质路基，应提高压实度，或者采用换填、设置复合地基的处理措施进行加固。
较佳的，土石混合地基，土石混合地基是路堤施工过程中常见的地基类型，该类型的地基承载能力介于石质地基和土质地基之间，而且由于两种材料自身性质的不同，地基的强度、承载力的差异性较大，另外土石混合地基的表面平整难度大，若处理措施不当直接影响上部炭质泥岩高填路堤的整体稳定性，导致不均匀沉降，路面开裂，故尽量平衡土石混合地基的均匀性，减小两种材料之间的差异。针对土石混合地基的特点，处理其表面平整的具体措施是：使用炸药将高出的石牙炸平，之后设置高出石牙后土的过渡层，以得到有效的压实效果，保证基底的均匀性、平整性。
较佳的，炭质泥岩地基，为减少炭质泥岩路堤病害，保证炭质泥岩路堤的使用性能，采取以下措施对炭质泥岩地基进行处理：
1、采用炭质泥岩填筑路堤前，对表面进行清理，清除路基内的杂物之后，参照规范的相应要求进行压实，采用三边形冲击压路机在炭质泥岩地基顶面补压20遍，将地基压实度提升到93％。
2、若炭质泥岩地基路段的地下水水位较低，则只要将地基压实到93％。若地基原地面横坡坡度高于1:5时，与土质地基的处置方式相同。
3、若炭质泥岩地基路段的地下水水位较高，且受降雨的影响较大的路段，则可采用透水性强的填料换填炭质泥岩，如砂砾石、碎石、或块石等，并加盖土工布。
潮湿或有水地段在路基两侧护道外，开挖纵向排水沟。将地表水和地下水引入路基外低洼处；路基范围内水塘、大片低洼积水地段先排除积水，将杂草、淤泥清除出路基范围以外，分层回填中粗砂，碎石等压实。
炭质泥岩填料遇水易软化崩解，当采用炭质泥岩填筑地下水位较高或降雨较多路段的路堤时，为避免地下水浸入路堤内部而降低炭质泥岩路堤的稳定性、产生较大的工后沉降，必须采用一定措施将其排出。
通过设置机械化施工，按“水平分层填筑法”施工，形成挖、装、运、摊、平、压机械化流水作业，分段施工，分层填筑，分层碾压，分段成型，用挖掘机和装载机挖装填料，自卸车运送，推土机粗平，人工配合装载机对局部不平地段利用细料找平，填充石料之间的空隙，振动压路机碾压成型，对于高填方路段采用强夯机进行夯实补强，从而解决了现有的对炭质泥岩路基进行填筑施工时，由于炭质泥岩存在岩质软，遇水易软化，失水易开裂，长时间暴露易崩解，从而导致路基填筑后无法承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载的问题。
实施例二
参照图1-5，一种炭质泥岩路基高填方施工方法，包括以下步骤：
步骤一、当高路堤段基底存在软弱下卧层时，首先处理加固地基，对基底进行换填开山石渣等粗粒料或采用设路堤挡土墙或路肩挡土墙等支挡结构物。
步骤二、当地基为一般土质地基时，应先清除表土至地基天然硬土，后夯(压)实基底。对斜坡上填筑的高路堤，则根据边坡填土高度和厚度考虑对原地面开挖台阶并铺设土工格栅。
步骤三、为减少路基沉降，采取强夯、冲击碾压等措施增强补压，以消减高路堤的差异变形。全线高填方路基优先安排施工，确保不少于1个雨季的自然沉降时间。
步骤四、为保证高路堤的路基稳定性和减少不均匀沉降，在距路床顶部以下0.3m和0.8m处铺设2层土工格栅，增加路堤本身的整体稳定性，同时可以起到扩散应力的作用，使地基受力、沉降更为均匀。
步骤五、强夯、冲击补强，根据图纸要求，对于高路堤，当连续长度大于100m时，且单块最小补强施工面积不小于1000㎡时，采用冲击补强，否则采用强夯补强。
进一步地，强夯增强补压适用于施工场地较小的高填方路基，每4米进行一次重锤强夯。
夯击能采用2000kN.m，夯击4遍，第一遍夯击距离为5m，第二、三遍夯击距离为2.5m，夯点击数以夯坑的压缩量最大、夯坑周围地面隆起最小为原则，且最后两击平均沉降量不大于50mm，最后一遍为满夯，夯点互相搭接1/2-1/3夯痕。每遍夯击完成后均采用推土机推平。夯坑采用已夯坑同种材料进行回填压实。严禁采用不同材料回填。
进一步地，施工要求，一、夯点设置(如图5所示)，第1遍间距5m，第2遍间距2.5m，第3遍间距2.5m，第4遍为满夯。
二、夯击能量：根据设计图纸，采用夯锤重量15～25t吨，夯击能采用2000KN·m，本项目拟采用15t夯锤，提升20m对路堤进行强夯，夯击能＝夯锤落距×锤重＝15T×20m＝300T·m＝3000KN·m，夯锤直径2.5m。
三、夯击数和夯击遍数：根据设计图纸前三遍为强夯，以3000KN·m单击夯击能跳夯，夯击点间距4.5m，每遍夯击次数为3-5击；第四遍满夯，锤印彼此重叠搭接，单点夯击次数为3-5次。
进一步地，强夯数据采集，强夯数据分别在强夯前及每夯击一次后采集。主要采集两方面的数据：一是夯击次数与路基下沉的关系，分别测定不同夯击遍数下的下沉量；二是最后两击下沉量差值满足设计要求时的夯击遍数及累计下沉值。
进一步地，强夯沉降观测，强夯下沉量观测，在夯锤就位后利用水准仪测量每个夯点夯锤顶面高程，并在每次夯击后测量夯锤顶面高程，将测量结果记入高程测量表中，并通过高差计算不同夯击遍数的沉降差及总体下沉量。
进一步地，冲击碾压补强，为确保路堤安全稳定和减小路基工后沉降，路堤每填筑2.0m，采用冲击式压路机增强补压。
冲击式压路机采用三边形自行式冲击压路机，最大夯实势能为25KJ，按错轮而不重叠轮迹的方式碾压，路床范围内冲击碾压不小于20遍，路堤范围内冲击碾压10遍，最后一次冲压后的沉降量不宜大于30mm，否则应调整冲压遍数。
冲压时应注意错峰压实，冲压5遍后改变冲压方向。
当有构造物时，应从构造物顶面标高2.5米以上开始进行冲击压路机增强补压。
通过设置机械化施工，按“水平分层填筑法”施工，形成挖、装、运、摊、平、压机械化流水作业，分段施工，分层填筑，分层碾压，分段成型，用挖掘机和装载机挖装填料，自卸车运送，推土机粗平，人工配合装载机对局部不平地段利用细料找平，填充石料之间的空隙，振动压路机碾压成型，对于高填方路段采用强夯机进行夯实补强，从而解决了现有的对炭质泥岩路基进行填筑施工时，由于炭质泥岩存在岩质软，遇水易软化，失水易开裂，长时间暴露易崩解，从而导致路基填筑后无法承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载的问题。
实施例三
参照图6-11，一种炭质泥岩路基填筑施工装置，包括划线架1，划线架1的表面呈U形状，划线架1的表面固定连接有支撑柱2，两个支撑柱2以划线架1的轴线为中心呈对称分布。
进一步地，在使用时，划线架1用于带动施工装置运动划线，可以通过人工手动推动或拉动施工装置运动划线，还可以通过与施工车辆连接，通过施工车辆拉动或推动施工装置运动进行划线。
支撑柱2的表面固定连接有加强固定板3，加强固定板3的两端与两个支撑柱2的表面固定连接，支撑柱2的表面固定开设有调节槽4，调节槽4的内壁滑动连接有调节锁紧杆5，调节锁紧杆5的一端固定连接有储料箱6，储料箱6的表面与支撑柱2的表面滑动连接。
调节锁紧杆5的另一端螺纹连接有锁紧螺母7，锁紧螺母7的表面与支撑柱2的表面滑动连接。
进一步地，在使用时，通过锁紧螺母7与调节锁紧杆5配合，对储料箱6进行限位固定，在需要调节储料箱6在支撑柱2表面的位置时，只需要反转锁紧螺母7，使锁紧螺母7与支撑柱2分离，然后通过调节槽4移动调节储料箱6的位置，在调节完成后，通过锁紧螺母7正转与支撑柱2的表面插接涨紧，使储料箱6与支撑柱2的表面插接涨紧，对储料箱6进行限位固定。
为了实现对石灰粉进行防风防护，在储料箱6的表面铰接安装有密封盖8，储料箱6的内底壁固定开设有出料槽9，储料箱6的内壁通过轴承转动连接有出料绒布辊10，出料绒布辊10的表面与出料槽9的内壁滑动连接，出料绒布辊10的表面延伸至储料箱6的下表面，储料箱6的内部设置有石灰粉。
进一步地，在使用时，储料箱6内部的石灰粉吸附在出料绒布辊10通过出料绒布辊10转动与出料槽9配合，运动到储料箱6外部进行划线。
划线架1的内壁通过轴承分别转动连接有固定连接管11和活动连接管12，固定连接管11的表面固定套接有固定划线管13，固定划线管13的一端通过螺栓固定连接间距调节管14，间距调节管14的内壁通过螺栓固定连接有活动划线管15，活动划线管15的内壁与活动连接管12的表面滑动连接。
固定划线管13和活动划线管15的表面均固定连接有固定方管16，多个固定方管16以固定划线管13和活动划线管15的轴心为中心呈环形阵列分布。
固定方管16的内壁滑动连接有升降调节管17，升降调节管17的表面与固定方管16的内壁滑动连接相适配，升降调节管17的内壁螺纹连接有螺纹杆18，螺纹杆18的表面通过轴承分别与固定划线管13和活动划线管15的表面转动连接，螺纹杆18的一端贯穿并延伸至固定划线管13和活动划线管15的内壁。
进一步地，在使用时，通过固定划线管13与固定连接管11固定连接，并通过螺栓连接有间距调节管14，在需要调节划线时，网格之间的间距时，通过更换不同长度的间距调节管14，调节活动划线管15和固定划线管13之间的距离，从而调节划线网格的大小。
螺纹杆18的一端固定连接有从动锥形齿轮19，固定划线管13和活动划线管15的内壁均固定连接有支撑架20，四个支撑架20的内壁均通过轴承转动连接有驱动管21，驱动管21的表面固定套接有主动锥形齿轮22，主动锥形齿轮22的表面与从动锥形齿轮19的表面啮合，驱动管21的内壁固定开设有键槽23。
升降调节管17的一端固定连接有划线弧形绒布板24，划线弧形绒布板24的表面固定开设有插接槽25，插接槽25的内壁呈梯形状，插接槽25的内壁滑动插接有划线直线绒布板26，划线弧形绒布板24和划线直线绒布板26的表面均与出料绒布辊10的表面滑动连接。
进一步地，在对不同规格方格网划线时，通过更换不同长度的间距调节管14，调节划线弧形绒布板24划线的间距，同时通过带有键块的转动杆插入驱动管21内，通过转动杆和键块配合，带动驱动管21转动，驱动管21带动主动锥形齿轮22转动，主动锥形齿轮22带动从动锥形齿轮19转动，从而带动螺纹杆18转动，通过螺纹杆18正转或反转，带动升降调节管17在固定方管16内上下运动，调节划线时，两个划线直线绒布板26之间的划线间距，从而达到便于对不同规格的方格网进行划线的效果。
进一步地，在使用时，通过划线弧形绒布板24和划线直线绒布板26运动，并与出料绒布辊10滑动连接，带动出料绒布辊10转动，在转动接触过程中，出料绒布辊10上的石灰粉掉落到划线弧形绒布板24和划线直线绒布板26上，并通过划线弧形绒布板24和划线直线绒布板26运动与地面接触，对地面进行石灰粉网格划线。
通过设置划线弧形绒布板24和划线直线绒布板26，在对路基填筑过程中，通过划线弧形绒布板24和划线直线绒布板26同步运动，对填筑路面进行方格网划线，从而具有提高划线效率和填筑松铺的效率的效果，并且，与传统划线方式相比，传统划线时，采用人工先横向划线在纵向划线，需要一次性将一个区域全部划线完成，并常常出现填料运输过程中，对划线方格网造成破坏，影响松铺效果，采用本申请中的施工装置，可以一次性画出一个单行网格，在松铺时，可以一边划方格网，一边送料松铺，从而具有大大提高划线松铺的效率和提高松铺的均匀性的效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、测量放线，根据实际提供的线路参数和导线网，进行路基中线和两侧边线测量放样；
步骤二、表土清除，路基填筑施工前，首先必须进行清表；
步骤三、填前碾压，清表后采用压路机对基底进行填前碾压；
步骤四、台阶开挖，当地面横坡为1:5～1:2.5时，原地面开挖宽度为3m，内倾坡度为4％的台阶；
步骤五、方格网布设，用石灰粉画出8m×5m方格网；
步骤六、填料运输，用挖掘机或装载机装料；
步骤七、填料铺设，当填料按方格网堆砌完后，用推土机将填料摊铺平整；
步骤八、松铺厚度检查，采用水准仪测量填层顶标高，根据填层顶标高与下层填层对应点的标高差检测松铺厚度是否满足要求；
步骤九、碾压，填料填筑完成后，先采用压路机将填筑表面大致碾平，再采用振动压路机碾压。
2.根据权利要求1所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于：所述步骤一测量放线中，根据实际提供的线路参数和导线网，进行路基中线和两侧边线测量放样，直线段和大半径曲线段每20m一个断面桩，小半径曲线段每10m一个断面桩；
在施工区域外再布设两个控制桩，为恢复提供依据，在结构两侧要另放一个断面控制桩，防止中线桩和边线两侧桩损坏时，能够提供恢复依据，同时在路基边侧每50m设置一个15cm×15cm、高1m的水泥里程桩，标出桩号，以便施工时检查。
3.根据权利要求1所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于：所述步骤二中表土清除包括采用人工对路基范围内的树木进行全部砍伐，路基范围外的植被尽可能进行保护；
表土清除采取条带耕作层外移法进行施工，即按条带由内向外进行剥离、运输；
表土清除深度必须达到设计要求，清表后重新放样填筑边界线。
4.根据权利要求1所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于：所述步骤三中填前碾压，对基底进行填前碾压，碾压后即进行压实度检测；
基底压实度不小于90％，压实厚度按15cm计，若压实度不能满足要求则继续进行碾压，每碾压一遍进行压实度检测一次，直至压实度不小于90％。
5.根据权利要求1所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于：所述步骤四中台阶开挖，当原地面横坡缓于1:5时，在清除表土后，可直接在天然地基上填筑路基；
当基岩上的覆盖层较薄时，宜先清除覆盖层再挖台阶；
当覆盖层较厚且稳定时，可予保留。
6.根据权利要求1所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于：所述步骤五中方格网布设，每层松铺厚度50cm，松铺系数1.08，用石灰粉画出8m×5m方格网，在上料完成后横向拉通线检查中间位置的松铺厚度确保厚度均匀。
7.根据权利要求1所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于：所述步骤六中填料运输，用自卸汽车从安排好的运输路线运至施工现场，倒入已布置的方格网集中堆放，以保证推土机平整后，下路堤松铺厚度不大于50cm的要求。
8.根据权利要求1所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于：所述步骤七中填料铺设，在推土机摊铺时，其摊铺层厚略小于摊铺厚度，以便于后期平整和局部补充细料，对于个别粒径超大的石块，用人工配合装载机挑出；
所述步骤八中松铺厚度检查，每40m一个断面，每断面3～5点，采用水准仪测量填层顶标高，根据填层顶标高与下层填层对应点的标高差检测松铺厚度是否满足要求，对于松铺大于要求的范围，采用推土机或装载机推铺到需填补的段落或运出场外；
所述步骤九中碾压，填料填筑完成后，先采用压路机将填筑表面大致碾平，再采用振动压路机碾压，要遵循先两边后中间，先静后振、先慢后快，在直线段压路机的运行路线从路缘向路中心，再从路中心向两旁顺序碾压，以便形成路拱；
弯道设有超高坡度时，由低一侧向高一侧碾压，以便形成单向超高坡度；
碾压速度控制在2～4Km/h，交接处应互相重叠压实，纵向搭接长度不小于2m，沿线路纵向行与行之间的轮机重叠压实不小于1/3轮宽，横向同层接头处重叠压实不小于1m；
上下两层填筑接头错开不小于3m。
9.根据权利要求1所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法，其特征在于，还包括高填方施工方法，包括以下步骤：
步骤一、当高路堤段基底存在软弱下卧层时，首先处理加固地基，对基底进行换填开山石渣粗粒料或采用设路堤挡土墙或路肩挡土墙支挡结构物；
步骤二、当地基为一般土质地基时，应先清除表土至地基天然硬土，后夯实基底；
步骤三、为减少路基沉降，采取强夯、冲击碾压措施增强补压，以消减高路堤的差异变形；
步骤四、为保证高路堤的路基稳定性和减少不均匀沉降，在距路床顶部以下0.3m和0.8m处铺设2层土工格栅；
步骤五、强夯、冲击补强，对于高路堤，当连续长度大于100m时，且单块最小补强施工面积不小于1000㎡时，采用冲击补强，否则采用强夯补强。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种炭质泥岩路基填筑施工方法用施工装置，其特征在于：包括划线架(1)，所述划线架(1)的表面呈U形状，所述划线架(1)的表面固定连接有支撑柱(2)，两个所述支撑柱(2)以划线架(1)的轴线为中心呈对称分布；
所述支撑柱(2)的表面固定连接有加强固定板(3)，所述加强固定板(3)的两端与两个所述支撑柱(2)的表面固定连接，所述支撑柱(2)的表面固定开设有调节槽(4)，所述调节槽(4)的内壁滑动连接有调节锁紧杆(5)，所述调节锁紧杆(5)的一端固定连接有储料箱(6)，所述储料箱(6)的表面与支撑柱(2)的表面滑动连接；
所述调节锁紧杆(5)的另一端螺纹连接有锁紧螺母(7)，所述锁紧螺母(7)的表面与支撑柱(2)的表面滑动连接；
所述储料箱(6)的表面铰接安装有密封盖(8)，所述储料箱(6)的内底壁固定开设有出料槽(9)，所述储料箱(6)的内壁通过轴承转动连接有出料绒布辊(10)，所述出料绒布辊(10)的表面与出料槽(9)的内壁滑动连接，所述出料绒布辊(10)的表面延伸至储料箱(6)的下表面，所述储料箱(6)的内部设置有石灰粉；
所述划线架(1)的内壁通过轴承分别转动连接有固定连接管(11)和活动连接管(12)，所述固定连接管(11)的表面固定套接有固定划线管(13)，所述固定划线管(13)的一端通过螺栓固定连接间距调节管(14)，所述间距调节管(14)的内壁通过螺栓固定连接有活动划线管(15)，所述活动划线管(15)的内壁与活动连接管(12)的表面滑动连接；
所述固定划线管(13)和活动划线管(15)的表面均固定连接有固定方管(16)，多个所述固定方管(16)以固定划线管(13)和活动划线管(15)的轴心为中心呈环形阵列分布；
所述固定方管(16)的内壁滑动连接有升降调节管(17)，所述升降调节管(17)的表面与固定方管(16)的内壁滑动连接相适配，所述升降调节管(17)的内壁螺纹连接有螺纹杆(18)，所述螺纹杆(18)的表面通过轴承分别与固定划线管(13)和活动划线管(15)的表面转动连接，所述螺纹杆(18)的一端贯穿并延伸至固定划线管(13)和活动划线管(15)的内壁；
所述螺纹杆(18)的一端固定连接有从动锥形齿轮(19)，所述固定划线管(13)和活动划线管(15)的内壁均固定连接有支撑架(20)，四个所述支撑架(20)的内壁均通过轴承转动连接有驱动管(21)，所述驱动管(21)的表面固定套接有主动锥形齿轮(22)，所述主动锥形齿轮(22)的表面与从动锥形齿轮(19)的表面啮合，所述驱动管(21)的内壁固定开设有键槽(23)；
所述升降调节管(17)的一端固定连接有划线弧形绒布板(24)，所述划线弧形绒布板(24)的表面固定开设有插接槽(25)，所述插接槽(25)的内壁呈梯形状，所述插接槽(25)的内壁滑动插接有划线直线绒布板(26)，所述划线弧形绒布板(24)和划线直线绒布板(26)的表面均与出料绒布辊(10)的表面滑动连接。
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| CN117418422B (zh) * | 2023-12-19 | 2024-03-08 | 中交建筑集团东南建设有限公司 | 一种砂土混合翻拌的再生路基填筑施工工艺 |
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