改良土施工作业手册.docx
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改良土施工作业手册.docx
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改良土施工作业手册
新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段Ⅱ标
DK1435+150~DK1451+523.48
改良土填筑
施工手册
编制:
复核:
总工:
中铁大桥局武广客运专线项目经理部第二项目队戴屋场综合工区
二00七年元月
一、工程概况
1.1.编制依据
《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》
《客运专线铁路路基工程施工技术指南》
《新建铁路武汉至广州客运专线乌花段新建工程施工图设计文件路基设计图集》
1.2.适用范围
适用于武广客运专线第二项目队戴屋场综合工区路基改良土施工。
1.3.工程量
表1戴屋场综合工区改良土工程量
序号
分部工程
分项工程
填筑部位
所属分工区
1
142
6048
基床以下路堤
三分工区
2
149
9251
基床以下路堤
一分工区
合计
15299
1.3.改良土简介
本线填料改良主要分为化学改良及物理改良两种。
化学改良系指在细粒土中掺入3~5%的水泥或5~8%石灰进行改良,物理改良系指在细粒土中掺入10~25%粗骨料(如砂卵砾石土、碎石土)进行改良。
第四系全新统冲积层粉质黏土、黏土,改良方法根据其塑性指数确定,当塑性指数小于11时,采用掺入5%的水泥进行改良,当塑性指数大于11时,采用掺入5~8%的石灰进行改良,具体掺入比可据现场试验确定。
本线改良土主要用于基床以下路堤填筑,其压实标准见表1。
表2基床以下改良土压实标准
项目
地基系数K30(MPa/m)
压实系数K
变形模量Ev2(MPa)
标准值
≥90
≥0.92
≥45
1.4.一般技术要求
1.4.1.施工前对需改良的土料种类应进行核实,路堤填料种类、改良土外掺料(石灰或水泥)的种类及技术条件应符合设计要求。
1.4.2.填筑前对取土场填料进行取样检验;填筑时对运至现场的填料进行抽样检验。
当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。
1.4.3.原材料应符合设计要求,设计未明确时应符合以下要求:
1.4.3.1.石灰改良
石灰应选用消解石灰或钙质生石灰,其指标应达到合格标准,石灰在使用前4~7天充分消解;
土中硫酸盐含量应小于0.8%,有机质含量小于5%。
1.4.3.2.水泥改良
土中硫酸盐含量应小于0.25%。
初凝时间应大于3h,终凝时间宜大于6h。
1.4.4.在设计规定范围内取土,取土时应清除树木、草皮以及表面腐殖土。
当土源发生变化时必须按要求重做配比试验。
对符合要求的土质进行过筛处理,使石灰颗粒与黄土颗粒尽可能小,增加其表面积,并拌和均匀,能充分接触并发生反应。
1.4.5.施工用水质应符合工程用水标准。
1.4.6.石灰、水泥等化学改良土外掺料的运输、使用应有环境保护的措施,外掺料应分类堆放、与原地面架空隔离,并有防风、雨设施,防止材料受潮、变质。
此外冻土不能作为路基改良填料。
二、施工方案
改良土现场填筑前必须进行工艺性试验,确定掺料比例、施工参数及检测方法。
本线改良土均采用场拌法生产,运输至各使用工点,改良土拌和站点设置在DK1440+320右侧60m处右。
2.1.试验段
正式铺筑前14天应进行施工工艺试验。
试验路段长度为100m。
试验路段是检验施工方案、测定虚铺厚度及机械组合、机械性能的重要手段。
试验分层压实厚度目标值为25~30cm,设计几种不同的松铺厚度以测定混合料的松铺系数、最佳含水量、最大干密度。
混合料达到最佳含水量时,测出不同压实机械的压实系数、压实遍数、压实的施工工艺。
通过试验路段检查施工设备能否满足备料、摊铺、压实等指标要求。
采用压实系数K和地基系数K30和变形模量Ev2作为控制依据。
试验段的施工在监理工程师在场的情况下进行,试验路段的试验结果报监理工程师备案。
2.2.配合比
改良土的具体配合比根据设计要求和取土场土料的塑性指数及液限、塑限等指标通过试验室进行试验确定。
2.3.劳动力、机械设备配置
改良土施工劳力与机械设备配置分为两大部分:
改良土拌和站和路堤填筑区的各个施工单元。
改良土拌和站的主要机械设备:
改良土厂拌和设备、挖掘机、装载机、碎土设施。
每个改良土拌和站供应数个路堤填筑区的施工单元。
每个施工单元为一个完整的作业区,包含四个区段既:
填土区段、平整区段、碾压区段、检测区段。
每个施工单元人员配置:
领工员2名;指挥卸土位置人员2名;测量及试验检测人员4~6人;其他机械工、普工30~50人。
路堤填筑区施工单元的主要机械设备:
推土机、平地机、压路机、自卸汽车。
2.4.施工工艺
2.4.1.施工准备
做好拌和站的规划建设和碎土设备、拌和设备安装调试、计量设备标定等工作。
做好室内配合比、施工配合比设计,试样检测试验。
利用全~强风化基岩(呈土状)作原料土,为了保证拌合质量,满足石灰改良土的细度要求,拟采用YST-600A液压碎土设备先进行破碎,然后用WCB600型自动计量拌和站拌和。
先破碎后拌和的机械布置见图1。
2.4.2.破碎
碎土设备与改良土拌和站按“L”型进行平面组合,如上图所示。
碎土直接进入拌和站配料仓。
正式破碎前须与下级稳定土拌和站进行联动联调,使两级设备的生产能力协调一致,以便达到最佳的质量和经济效果。
原料土的粒径须小于碎土设备的破碎能力,超过此限的土团剔除或改小。
植物根茎在取土源处予以清除。
破碎出料运输皮带的落料口对准下级稳定土拌和站的配料仓漏斗,破碎土可快速通过漏斗进入搅拌筒。
添加改良剂,配备2只100t的粉体罐,一只储存石灰粉体,一只备用作水泥粉体罐。
改良剂粉体通过螺旋输送器添加到配料仓。
2.4.3.拌和
在正式拌和前,采用YST-600A液压碎土设备对填料进行粉碎基质土处理,并调试所用的厂拌设备,保证拌和均匀。
采用WCB600拌和站对已破碎的填料进行拌和。
在设定拌和产量时,将拌和产量设定在略大于破碎机产量的工况,使拌和站配料仓保持较少的存料,防止拌和站配料仓因进料过快而出现“粘”、“堵”、“拱”、“卡”的现象。
改良土的含水量低于设计要求时,在拌和站这一级设备加水拌和。
采用雾化加水技术,加水量通过精密计量装置加以控制。
跟班检测基质土和改良土混合料的实际含水量,以便实时调整。
拌和成品混合料经皮带机运送进入储料仓。
图1改良土二级厂拌法机械布置图
2.4.4.混合料运输
采用15t以上大型自卸车运输,及时运送成品仓内拌和料,防止成品仓储料过多时间过长造成“粘”、“堵”、“拱”、“卡”现象。
在气候干燥、水分蒸发过快的天气条件下运输时,车斗加苫布覆盖,以保证混合料的含水量维持在允许的误差范围内。
运料车不得在新铺且未碾压成型的层面上行驶。
2.4.5.工艺流程
见图2。
3.路堤改良土填筑
3.1.工艺流程
厂拌法改良土进行路基填筑采用“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺流程,如图3。
图2厂拌法改良工艺流程图
图3厂拌改良土路堤工艺流程图
3.2.基底处理
地基为复合地基或刚性桩-网结构加固的,填筑改良土前对临时排水系统作一次全面的清理修整,保持临时排水系统的畅通;同时分两层铺筑碎石褥垫层(设土工格栅),并整平压实。
3.3.摊铺
改良土摊铺采用推土机配合平地机摊铺。
3.4.碾压
碾压流程为轻压、静压(初压)→重压、振压(复压)→静压(终压)整形。
摊铺后,立即用YZ18振动压路机初压,然后用YZ20振动压路机复压,最后静压收光。
碾压时从两侧向中心碾压,轮迹搭接≮20cm。
碾压一直进行到要求的密实度为止。
压路机碾压速度开始两遍采用1.5~1.7km/h,以后采用2.0~2.5km/h。
压路机不得在已完成或正在碾压的地段调头和急刹车。
3.5.养生
第一层碾压完成后,应立即进行养生,养生期不少于7天。
采用塑料薄膜满盖洒水养生,洒水次数根据气候及路面水分蒸发情况而定,始终保持表面湿润。
3.6.土工格栅铺设
当路基设计为边坡土工格栅加筋加固时,每层续铺上层之前,路基从坡面开始人工铺设土工格栅,并用U型钉固定。
3.7.续铺上层
养生期每天观测路基沉降量,计算沉降速率。
如果沉降速率满足路基沉降控制指标也可连续摊铺上覆层而不必等到养生7d之后续铺上层。
3.8.质量控制措施
3.8.1.碾压时含水量控制
混合料出厂时和碾压前用数显密度湿度仪快速检测含水量,不合格的则采取调整措施。
高温季节摊铺后表层失水过快,用喷雾器适量洒水,以便于压实。
3.8.2.平整度厚度坡度控制
碾压结束后,用6m直尺检查平整度;测量小组用自动安平水准仪跟踪检测层面标高,计算出坡度和厚度。
3.8.3.边角地带及缺陷处人工修整
在边角地带,采用人工摊铺,手扶振动冲击夯压实。
厚度、标高、平整度、横坡不合要求时,在终压成型前及时修整。
3.8.4.检验签证
分层填筑碾压,分层检验。
含灰率检测采用钙离子直读仪。
碾压过程中的压实度用核子密度仪快速检测;终压后的压实度采用环刀法或灌砂法进行检测。
地基系数采用K30承载板试验进行检测。
用钻芯取样机在现场按规定频率钻芯取样,以备检测灰土7d、28d无侧限抗压强度。
3.8.5.整修养生
路基成形,达到规范要求的,在下层完成经检验质量合格后,若不能立即铺筑上层的或暴露于表层的改良土必须保湿养生,采用洒水或用草袋覆盖养的方法养生,养生期一般不少于7天。
四、施工注意事项
4.1.在设计规定范围内取土,取土时应清除树木、草皮以及表面腐殖土。
当土源发生变化时必须按要求重做配比试验。
4.2.拌合好的混合料应尽快运送到铺筑现场。
混合料在运送过程中应覆盖,减少水分损失;水泥改良土从拌和站的拌和开始至碾压完成的时间控制。
一般不宜大于4个小时。
4.3.底层应平整、密实,具有规定的路拱,表面无松散材料和软弱地段。
4.4.根据松铺厚度计算每车混合料的摊铺面积,确定堆放密度。
混合料应先初平,后精平,设专人及时铲除离析混合料,补以新混合料。
当下层为细粒土时,应先拉毛,再摊铺混合料。
4.5.混合料应全断面均匀摊铺,不得出现纵向接缝,不宜中断。
当因故中断超过2h时,应设置横向施工缝,横向接缝应采用搭接施工。
4.6.整型应按规定的坡度和路拱进行,并特别注意接缝处的整平。
在整型过程中,严禁车辆通行。
初步整型后,检查混合料的松铺厚度,必要时应进行补料或减料。
4.7.当混合料接近最佳含水率时,应用重型压路机在路基全宽内碾压至要求的压实密度,且表面无明显的轮迹。
碾压时纵向应重叠40cm。
4.8.碾压过程中,表面应始终保持湿润,严禁有“弹簧”、松散、起皮等现象产生。
碾压结束之前,应用平地机终平一次,使其纵向顺适,符合设计要求。
4.9.两作业区段之间的衔接处应搭接拌和。
4.10.对地面纵坡与线路纵坡不平行的段落,应由地面最低处逐段进行调整,但每层的最大松铺厚度应为经路基填筑试验段确定的最大松铺厚度,最薄处的松铺厚度不得少于15cm,纵坡调整应在基床下部的路堤顶层填筑前完成。
五、质量要求及检验
5.1.质量要求
5.1.1.质量控制要点
①原材料(土、石灰、或水泥);
②配合比(根据不同的土质需掺入的石灰、或水泥量);
③改良土含水量控制;
④混合料的均匀性(避免改良土中出现素土现象);
⑤压实度(通过试验段确定适宜的施工参数)。
5.1.2.对需改良的土料种类应进行核实,路堤填料种类、质量应符合设计要求。
填筑前对取土场填料进行取样检验;填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。
当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。
对石灰及水泥进行检测确保其符合质量要求。
5.1.3.改良土填筑前按设计提供的配比进行室内试验,确定施工配合比。
改良土的配合比应保证混合料的无侧限抗压强度及压实质量能达到设计要求。
改良土外掺料的种类及技术条件应符合设计要求。
混合料中不应含有大于15mm的土块、未消解石灰颗粒和素土层。
改良土应色泽均匀,无灰条、灰团。
改良剂剂量允许偏差为试验配合比的-0.5%~+1.0%。
5.1.4.改良土的收缩裂缝会引起排水面破坏,易引起水侵入路基。
要严格控制压实含水率,确保压实度,注意养生,以控制改良土本身的收缩裂缝。
最佳含水量控制方案是如土的天然含水量距最佳含水量差距不大时,在厂拌设备拌和时将水成雾状均匀地喷入改良土中拌和均匀;如土的天然含水量距最佳含水量差距较大时考虑在取土场分块灌水焖土。
5.1.5.路堤填筑改良土施工中,拌合料的均匀性是关键因素,应严格控制拌合过程中的施工质量,确保拌合熟料的均匀性。
使石灰颗粒与黄土颗粒尽可能小,增加其表面积,并拌和均匀,能充分接触并发生反应。
这是化学改良土填料质量控制的关键,为了获得预期的效果,尚需对含水量、含灰率(水泥含量),石灰颗粒粒径、改良土颗粒粒径、松铺系数、碾压遍数这些工艺参数进行严格控制。
5.1.6.对初步确定使用的混合料,应进行重型击实试验,计算最佳含水率和最大干密度,并进行7d无侧限抗压强度的试验,无侧限抗压强度必须符合设计要求。
5.2.检验
以下摘自《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》(铁建设160号)
5.2.1.主控项目
5.2.1.1.对需改良的土料种类应进行核实,其检验应符合本标准第5.2.1条的规定。
5.2.1路堤填料种类、质量应符合设计要求。
填筑前应对取土场填料进行取样检验;填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。
当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。
检验数量:
施工单位对填料的检验项目、检验数量应符合表5.2.1的规定。
监理单位应检查试验结果,在每填筑50000m3时平行检验一组。
表5.2.1基床以下路堤填料复查项目及频次
填料类别
试验项目、频次
颗粒级配
液塑限
击实试验
颗粒密度
细粒土
——
5000m3(或土性明显变化)
5000m3(或土性明显变化)
——
粗粒土、碎石土
10000m3(或土性明显变化)
——
——
10000m3(或土性明显变化)
注:
表列数字为进行一次试验的填料体积。
检验方法:
按《铁路工程土工试验规程》(TB10102)规定的试验方法检验。
5.2.1.2.物理改良土外掺料应符合设计要求,外掺中粗砂的检验应符合本标准第4.3.3条的规定,外掺粗粒土、碎石土的检验应符合本标准第5.2.1条的规定。
4.3.3砂垫层应采用天然级配的中、粗、砾砂,不含草根、垃圾等杂质,其含泥量不得大于5%,用作排水固结地基的砂垫层其含泥量不得大于3%。
检验数量:
同一产地、品种、规格且连续进场的砂料,每3000m3为一批,当不足3000m3时也按一批计。
施工单位每批抽样检验1组。
监理单位按施工单位抽样数量的10%平行检验或20%见证检验。
检验方法:
现场抽样检验砂子含泥量,并进行筛分试验,在施工过程中观察检查有无草根、垃圾等杂质。
5.2.1.3.化学改良土外掺料的种类及技术条件应符合设计要求。
检验数量:
同一厂家、品种、批号的外掺料,每200t为一批,不足200t时也按一批计。
施工单位每批抽样检验1次。
监理单位见证取样检测。
检验方法:
检查每批产品的生产检验报告和产品合格证,并在料场的5个不同部位等量取样,总计取样不少于12kg,按有关规定的试验方法进行检验。
5.2.1.4.物理改良土应充分拌合均匀,混合料配合比应符合设计要求。
检验数量:
每工班每5000m3为一批,当不足5000m3时也按一批计。
施工单位每批抽样检验1组。
监理单位按施工单位抽样数量的10﹪平行检验或20%见证检验。
检验方法:
现场抽样筛分试验。
5.2.1.5.物理改良土填筑压实质量的检验应符合本标准第5.2.2条的规定。
5.2.1.6.化学改良土填筑压实质量应符合表5.2.2的规定,无侧限抗压强度应符合设计要求。
检验数量:
施工单位按每检验批每压实层抽样检验3处无侧限抗压强度(左、中、右各1处);监理单位每检验批平行检验1处无侧限抗压强度。
压实质量的检验数量应符合本标准第5.2.2条的规定。
施工单位沿线路纵向每100m每压实层抽样检验压实系数(改良细粒土)或孔隙率(粗粒土和碎石类土)6点,其中:
左、右距路肩边线1m处各2点,路基中部2点,有反压护道地段每100m增加1个检测点;每100m每填高约90cm抽样检验地基系数4点,其中:
距路基边线2m处左、右各1点,路基中部2点。
监理单位按施工单位抽样数量的10%平行检验压实系数或孔隙率;见证全部地基系数K30检测。
检验方法:
按《铁路工程土工试验规程》(TB10102)规定的试验方法检验。
从已摊铺好填料的地段现场抽样,在室内按要求的压实密度成型,进行无侧限抗压强度试验;压实系数检验宜用环刀法。
5.2.2.一般项目
5.2.2.1.改良土混合料摊铺、拌合、整形及碾压应符合下列规定:
1.改良土填料应分层填筑压实,每层填筑压实厚度不宜超过30cm,具体的摊铺厚度及碾压遍数应按试验段确定并经监理确认的参数进行控制。
2.两工作段的纵向搭接长度不应小于2m。
3.混合料中不应含有大于15mm的土块、未消解石灰颗粒和素土层。
4.碾压时,各区段交接处应互相重叠压实,纵向搭接长度不得小于2.0m,纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm,上下两层填筑接头应错开不小于3.0m。
检验数量:
施工单位沿线路纵向每100m每层抽样检验6处(左、中、右各2处)。
检验方法:
观察、尺量。
5.2.2.2.化学改良土填层掺料剂量允许偏差为试验配合比-0.5%~+1.0%。
检验数量:
施工单位沿线路纵向每100m每层抽样检验3处(左、中、右各1处)。
检验方法:
滴定法或仪器法检测。
5.2.2.3.改良土填筑基床以下路基中线至边缘距离、宽度、横坡、平整度的允许偏差应符合本标准第5.2.11条的规定。
表5.2.11基床以下路堤中线至边缘距离、宽度、
横坡、平整度的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
中线至边
缘距离
±50mm
沿线路纵向每100m抽样检验5处
尺量
2
宽度
不小于设计值
沿线路纵向每100m抽样检验5处
尺量
3
横坡
±0.5%
沿线路纵向每100m抽样检验5个断面
坡度尺量
4
平整度
不大于15mm
沿线路纵向每100m抽样检验10处
2.5m长直尺量测
六、安全措施
⑴施工区域应设警示标志,严禁非工作人员出入;
⑵施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修;
⑶为保证施工安全,现场应有专人统一指挥,并设一名专职安全员负责现场的安全工作,坚持班前进行安全教育制度。
⑷改良土施工中,现场设专人指挥、调度,确定合适的机械车辆走行路线,并设立明显标志,防止相互干扰碰撞,机械作业要留有安全距离。
制订作业程序和运行路线,确保协调施工,安全生产。
七、环保措施
7.1.改良土施工中,容易造成对环境的污染。
是改良土施工中应注意的首要问题。
为了保护自然环境,在化学改良土改良过程中,减少甚至避免石灰(或水泥)扬尘,需从两个方面着手,一是思想上高度重视,管理上加强监督;二是在技术上严格把关。
改良土施工中,需要各级负责人思想上高度重视对环境的保护,加大在环境保护方面的投资力度,能把各项环保措施落实到位。
技术上,应对石灰在运输、储存、磨细、消解、撒布、拌和等各环节制定相应环境保护措施。
制定的原则是尽量避免石灰与外界的直接接触。
消解石灰时,选择在一避风近水的地方,在其周围进行封闭。
另外,与石灰接触的工作人员,需穿戴防护工作服。
生产中的废弃物及时处理,按时专门用车运到当地环保部门指定的地点弃置。
试验及生活中产生的污水及废水,应集中处理,符合环保部门规定要求。
7.2.雨、雪施工防护措施
施工前,应与地方气象部门联系,掌握当地的气候变化情况,避免雨天施工,并在雨、雪天气做好防护措施。
因水对化学改良土工程性质影响较大,所以必须做好雨、雪天施工防护措施。
施工前在路基(路堑)边坡范围外挖临时排水沟使雨水能及时排走,施工过程中,应保持排水临时排水系统的完善和畅通,同时应备适量的隔水膜(布),能满足雨、雪天气时,对受雨水影响大的部位的面覆盖,使雨停后能立即恢复生产,把雨雪天气对施工的影响降到最低程度。
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