3.3.1 高速铁路路基加固
强化基床表层是消除基床病害、保证高速铁路运营的根本措施。国外高速铁路都在基床表层和道床之间设置了过渡层以防止基床病害,保证线路平顺。
3.3.1.1 沥青混凝土硬化层技术
我国高速铁路建设也借鉴了国外相关建设经验。在速度为300~350km/h的客运专线有砟轨道中,路基面上设置沥青混凝土防渗层,一般情况下基床表层由5~10cm厚的沥青混凝土和60~65cm厚的级配碎石(级配砾石)组成,有砟轨道路基面全宽设置沥青混凝土。无砟轨道基床表层与混凝土支承层的总厚度不小于0.7m,在混凝土支承层至路肩和两线间路基面设置沥青混凝土防渗层。
3.3.1.2 复合土工膜防渗技术
我国在速度300km/h以下的高速铁路中没有设置沥青混凝土防渗层。而级配碎石的防渗性能有限,长期运营可能出现路基病害隐患。为此,可利用两布一膜的隔水、防渗性能,在多雨地区将两布一膜铺设在基床表层,封闭路基基床,用廉价的方法防止基床填料浸水软化。该方法已经在石太客运专线、太中银铁路上采用。
两布一膜防渗路堤的现场铺设工艺和质量控制方法如下。
(1)路基面检测及整平。路基面必须达到设计标准,做成流向路基外侧不小于4%的排水坡。
路基面检测要求确保压实系数K≥0.95,K30≥110 MPa/m。
路基面整平,不应含有尖锐杂物及碎石。
(2)铺设底层砂垫层。使用的河砂要求级配良好,不含大粒径的石子、尖石、树根等。由专人清除大块颗粒。
机械运输、摊铺、压实,要求孔隙率小于20%,刮平、压实后的砂垫层厚度为10cm。
(3)铺设两布一膜。两布一膜在运输和储存过程中不得受到沾污、雨淋、暴晒。应放置在干燥处,周围不得有酸、碱等腐蚀介质。注意防水、防潮。
铺设准备。厂家提供的土工膜自动爬行机;电动塑料焊枪;手提缝纫机;20cm×400cm木板;220V交流电源。
铺设顺序。横向铺设、切割、焊接及缝合、纵向卷起。横向长度达到路基面宽度。
铺设施工。两布一膜的铺设应选择在干燥无雨的天气进行。关键工序为接缝处理。焊缝搭接宽度不小于10cm。焊接前要调整好两布一膜边上的PE膜,使之满足搭接宽度,且平整无折皱,接缝处的PE膜上不能有油污、水分、尘土等杂物。调整好自动焊接爬行机的速度、温度,保证接缝密实牢固,强度要满足设计要求;保证无缝隙,抗渗性达到设计要求;焊接不慎造成的缺损必须用焊枪修补好;注意施工人员用电安全。每五幅接缝处理好以后,将两布一膜从一端沿纵向卷起,以利于上层砂垫层的摊铺。
(4)摊铺上层砂垫层。
使用的河砂要求级配良好,不含大粒径的石子、尖石、树根等,必要时过20mm的筛子;要求含泥量小于5%。
上层砂垫层铺设:将卷起的两布一膜纵向展开,机械运砂、卸砂,均匀分布砂堆。
摊铺:人工摊铺,严禁用铁锹等锐器磕碰两布一膜,严禁穿着钉鞋作业。
压实:采用轻型机械刮平和压实,压实后的砂垫层厚度为20cm。
纵向50m铺设压实以后,依次循环作业铺设下一段。
全部铺设压实完后,复测砂垫层的尺寸及质量,应满足设计要求。复测砂垫层顶面标高,应为路基底层的顶面标高。
(5)摊铺基床表层级配碎石。
基床表层级配碎石的铺设不在此施工工艺之内,但为了避免引起两布一膜的损坏,特提出基床表层的下层35cm厚级配碎石底的施工工艺附加要求。
运输、摊铺:用轻型机械运输,向两布一膜及砂垫层上倾倒级配碎石;横向均匀分布级配碎石堆,然后用轻型推土机从起始端向另一端摊铺。压实可采用常规压实机械,但禁止使用羊足碾。