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本文作者:張弘南工作單位:北京鐵建工程監(jiān)理有限公司
影響鐵路路基的因素
鐵路路基工程在建設(shè)過程中非常容易受到各種因素的影響,給工程的進(jìn)展造成很大的麻煩,那么鐵路路基工程都會受到那些因素的影響呢,以下進(jìn)行具體的介紹:(一)水分因素的影響在鐵路路基工程建設(shè)中經(jīng)常會受到水分因素的影響,例如在地質(zhì)巖性比較明顯的地段,由于土壤本身排水能力比較好,這時(shí)一旦出現(xiàn)大面積降水,則對鐵路路基的排水影響是非常小的。但是如果鐵路的周邊土壤的地質(zhì)條件巖性較弱,土壤過于松軟,濕潤性較強(qiáng),則會直接影響到鐵路路基的穩(wěn)定性和安全性,對路基的沉降起到?jīng)Q定性的作用,對于水分較多土壤松軟的地質(zhì),一旦發(fā)生強(qiáng)降雨,則十分容易將鐵路路基兩側(cè)的土質(zhì)沖刷掉,引發(fā)路基下沉,或者使路基的承受能力和牢固度受到較為明顯的下降。(二)土壤性質(zhì)因素的影響鐵路建筑工程具有覆蓋面積廣泛,規(guī)模較為龐大,路線長等特點(diǎn),所以在鋪設(shè)鐵軌過程中,會遇到各種各樣的土壤地質(zhì)類型,這些土壤地質(zhì)類型情況各異,是造成鐵路路基沉降的主要原因。例如,在黃土高原地區(qū),因?yàn)辄S土的濕潤性比較好,且較為松軟,所以很容易引發(fā)鐵路路基的塌陷。(三)邊坡因素的影響對鐵路周邊邊坡的毀壞,直接影響到鐵路路基的安全性,使路基的穩(wěn)固程度難以受到應(yīng)有的保證。影響邊坡的原因很多,主要?dú)w結(jié)為兩個(gè)方面,分別為降雨和風(fēng)蝕等等。在鐵路路基建設(shè)中,工程人員一定要設(shè)計(jì)出較為科學(xué)的邊坡結(jié)構(gòu),做好邊坡的維護(hù)保養(yǎng)工作,確保鐵路路基不受損壞,同時(shí)還能夠起到美化環(huán)境的作用。(四)路基工程的質(zhì)量因素影響路基工程建設(shè)施工質(zhì)量因素屬于人為因素,施工質(zhì)量好壞能夠反映出路基的實(shí)際情況。因此在路基施工過程中,要做好路基材料的選取,填筑的厚度以及受壓能力等等,最大程度的確保鐵路運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。
鐵路路基加固技術(shù)的探討
在鐵路工程建筑過程中,為了確保鐵路路基的穩(wěn)定性和安全性,必須對鐵路路基進(jìn)行必要的加固和防護(hù)措施。以下就目前幾種常見的鐵路路基加固措施展開討論,具體如下:(一)加固的方式鐵路路基在建設(shè)中加固的方式主要有兩個(gè)方面,一方面為路基預(yù)加寬,另一方面為路基預(yù)加高。路基加寬的方式一般是從鐵路下部開始,即和地面接觸的部位。鐵路下部路基的加寬過程,一般要求一次完成,并且按照層次分割明確。路基的預(yù)加高方式,一般是根據(jù)鐵路邊坡的穩(wěn)定程度,由低處向高處,逐漸成收縮形狀,在預(yù)加高的過程中,要求路基之間要搭接牢固,同時(shí)對鐵路的界限要嚴(yán)格注意。(二)排水系統(tǒng)在鐵路路基加固的措施中,排水系統(tǒng)是非常重要的一部分,路基工程必須要保證鐵路四周排水系統(tǒng)的通暢。在路基加固中,應(yīng)先建好延長涵洞,同時(shí)將沉降縫留出。(三)粘土固化漿液注漿加固技術(shù)粘土固化漿液注漿加固技術(shù)是目前鐵路路基加固工程中使用較為常見的一種新技術(shù),這種技術(shù)可以發(fā)揮其強(qiáng)大的防滲堵漏的特點(diǎn),為土質(zhì)松軟的地區(qū),進(jìn)行鐵路路基改良和加固。粘土固化漿液具有較強(qiáng)的吸水性和抗流變能力,它能夠在地下水流動較快的情況下完成注漿過程。根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明,粘土固化技術(shù)具有較強(qiáng)的抗震性能,很好的保證了鐵路路基的穩(wěn)定性和抗干擾能力。此外粘土固化漿液主要由十分細(xì)致的粘土顆粒組合而成,因此具有較好的滲透性,能夠稱帝深入到鐵路路基的巖層中去,起到良好的加固作用。
在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的社會背景下,承擔(dān)著重要運(yùn)輸職責(zé)的鐵路建設(shè)同樣迎來了十分廣闊的發(fā)展空間。特別是在我國十分重視鐵路工程建設(shè)的今天,大力提高鐵路工程施工技術(shù)水平,尤其注重鐵路路基工程的技術(shù)管理質(zhì)量,是國內(nèi)鐵路運(yùn)輸工程發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。然而,目前我國在鐵路建設(shè)的路基工程技術(shù)管理方面仍存在著一系列問題,例如設(shè)計(jì)管理投入不足、咨詢力度較弱、技術(shù)管理模式老舊、創(chuàng)新意識較差等。只有加強(qiáng)對鐵路路基工程技術(shù)管理方法的研究,并將其付諸實(shí)際應(yīng)用之中,方能促進(jìn)我國鐵路路基工程建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。
2目前我國鐵路建設(shè)中路基工程技術(shù)管理存在的問題
自我國鐵路建設(shè)工程開始發(fā)展以來,已取得了顯著的技術(shù)成就,但諸多技術(shù)難題、問題仍廣泛存在。特別是在路基工程技術(shù)管理方面,尚有較多亟待提升之處。這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1)設(shè)計(jì)管理缺失,咨詢支持不完善。“路基建設(shè),設(shè)計(jì)先行”。設(shè)計(jì)為鐵路路基建設(shè)提供宏觀指導(dǎo),且是工程施工的前提。然而,目前國內(nèi)對于工程設(shè)計(jì)尚缺乏嚴(yán)格、規(guī)范的管理制度,導(dǎo)致部分工程出現(xiàn)前期區(qū)域地質(zhì)勘探不深入,甚至流于形式等現(xiàn)象,對于后期路基工程的開展造成嚴(yán)重誤導(dǎo)。此外,對于工程設(shè)計(jì)的咨詢支持亦遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,使得部分設(shè)計(jì)單位在前期勘察、方案設(shè)計(jì)過程中遇到困難后面臨“無處可問”的困惑局面。
2)技術(shù)管理觀念守舊,創(chuàng)新意識不強(qiáng)。行業(yè)在進(jìn)步,相應(yīng)的技術(shù)管理理念亦應(yīng)隨之不斷發(fā)展,然而目前在我國部分地區(qū),特別是偏遠(yuǎn)地區(qū),存在管理理念陳舊、更新?lián)Q代慢的現(xiàn)象。而這些地區(qū)往往同時(shí)是地質(zhì)條件復(fù)雜的施工區(qū)域,更加需要新的管理模式作為支撐,二者間的矛盾導(dǎo)致了這些地區(qū)鐵路路基工程施工技術(shù)的發(fā)展滯緩。
3完善路基工程技術(shù)管理方法的策略
1)創(chuàng)新鐵路路基建設(shè)管理模式。如前文所述,目前國內(nèi)部分地區(qū)的鐵路路基工程技術(shù)管理中存在管理理念陳舊,更新?lián)Q代周期過長的現(xiàn)象,嚴(yán)重制約了路基施工技術(shù)的發(fā)展。為此,行業(yè)內(nèi)應(yīng)積極將與當(dāng)?shù)芈坊こ碳夹g(shù)管理相適應(yīng)的新興管理模式引入到技術(shù)管理之中。創(chuàng)新是一個(gè)行業(yè)不斷發(fā)展的動力所在,對于鐵路建設(shè)中路基工程技術(shù)管理同樣如此。為實(shí)現(xiàn)管理模式的不斷創(chuàng)新,工程施工部門首先應(yīng)積極將更多掌握先進(jìn)技術(shù)及管理技能的高素質(zhì)人才引入到項(xiàng)目之中,并充分發(fā)揮其管理才能。當(dāng)然,相比于原有的施工工作人員,新引進(jìn)的技術(shù)人員通常較少,此種情況下,建議將新引入人員分配到各個(gè)施工小隊(duì)中,并賦予其一定的管理職能,以便其將先進(jìn)技術(shù)、理念傳播給更多的施工人員,引導(dǎo)工程管理模式的不斷創(chuàng)新。與此同時(shí),對于項(xiàng)目中原有的工作人員,特別是管理人員,應(yīng)及時(shí)開展專業(yè)培訓(xùn)及考核,定期組織部門負(fù)責(zé)人及技術(shù)骨干參與到培訓(xùn)課程之中,從而確保其管理理念、工作方法的不斷更新。只有這些工作人員具備較高的創(chuàng)新意識后,才能確保團(tuán)隊(duì)及整個(gè)工程管理理念的及時(shí)更新。這些理念及工作方法應(yīng)包括對地質(zhì)勘視程度的增強(qiáng),所采用技術(shù)方法的不斷發(fā)展、創(chuàng)新;對于工作區(qū)內(nèi)的地質(zhì)條件引起足夠的重視,理論結(jié)合實(shí)際對現(xiàn)場巖石結(jié)構(gòu)、力學(xué)特征等特點(diǎn)進(jìn)行分析;建立起動態(tài)設(shè)計(jì)的理念等。換言之,即便在工程設(shè)計(jì)規(guī)劃完成后,也并不意味著這些設(shè)計(jì)便一成不變了,隨著施工過程的不斷進(jìn)行,對于現(xiàn)場特征的認(rèn)識亦會不斷更新、加深,因此,原先設(shè)計(jì)的圖紙、規(guī)劃等也應(yīng)隨之更新,如此方能確保其具有足夠的實(shí)用價(jià)值。
2)在路基技術(shù)管理中加強(qiáng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、咨詢管理。設(shè)計(jì)單位在前期進(jìn)行地質(zhì)勘查、方案設(shè)計(jì)的過程中,即應(yīng)加強(qiáng)對于這一系列工作的管理、監(jiān)督力度,例如應(yīng)加強(qiáng)對技術(shù)設(shè)計(jì)工作人員的考核力度,確保那些真正具備專業(yè)素養(yǎng)的技術(shù)人員參與到相關(guān)工作之中,從而提升工作質(zhì)量。在對設(shè)計(jì)工作進(jìn)行管理的過程中,應(yīng)充分發(fā)揮考核機(jī)制的實(shí)用價(jià)值,實(shí)現(xiàn)對每一次實(shí)地勘察、方案規(guī)劃、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作的定期考核,且各項(xiàng)工作應(yīng)責(zé)任到人,打破傳統(tǒng)的“大鍋飯”現(xiàn)象,即對每期工作進(jìn)展的考核均對應(yīng)于對個(gè)人業(yè)務(wù)成果的考核,從而激發(fā)技術(shù)人員的工作積極性。同時(shí),對于不合格的工程環(huán)節(jié)應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理、及時(shí)更新,從各個(gè)方面確保鐵路路基工程技術(shù)管理的科學(xué)開展。此外,還應(yīng)建立起具有實(shí)際功能價(jià)值的咨詢機(jī)構(gòu),避免咨詢部門“形同虛設(shè)”,鼓勵更多有能力、有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)骨干參與到技術(shù)咨詢工作中。同時(shí)充分利用目前網(wǎng)絡(luò)、通訊等所提供的便利條件,對于部分偏遠(yuǎn)或咨詢?nèi)藛T不便及時(shí)前往的地區(qū)實(shí)施遠(yuǎn)程咨詢,從而實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)、高效的鐵路路基工程技術(shù)管理咨詢。例如,在內(nèi)蒙古某地區(qū)的鐵路路基施工設(shè)計(jì)過程中,由于工程地處偏遠(yuǎn)山區(qū),不方便大量的咨詢?nèi)藛T前往進(jìn)行長期指導(dǎo),故在設(shè)計(jì)單位中建立了臨時(shí)的遠(yuǎn)程指導(dǎo)會議室,現(xiàn)場施工人員在遇到問題時(shí)及時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)向咨詢中心尋求指導(dǎo),同時(shí)利用遠(yuǎn)程會議設(shè)備進(jìn)行定期匯報(bào),通過這樣的方式可以及時(shí)得到更多先進(jìn)、科學(xué)的技術(shù)支持。
3)建立風(fēng)險(xiǎn)機(jī)制,主動解決征拆等問題。受地質(zhì)條件、氣候特點(diǎn)等因素影響,鐵路路基工程在施工過程中會遇到多種突發(fā)狀況,構(gòu)成工程中的各種風(fēng)險(xiǎn)。為正面應(yīng)對此類風(fēng)險(xiǎn),并將其破壞性降至更低,工程技術(shù)管理方應(yīng)建立起切實(shí)可行的風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制。又如鐵路路基工程施工過程中普遍面臨的征拆問題,長期以來便是困擾路基施工技術(shù)管理的一個(gè)難題。在實(shí)際解決過程中,往往存在組織部門由于缺乏相關(guān)專業(yè)知識而無法為當(dāng)?shù)鼐用裉岢銮袑?shí)有效的解決方案,而技術(shù)部門卻由于征拆問題“不在自身職責(zé)范圍之內(nèi)”而不愿及時(shí)提供應(yīng)對辦法等此類現(xiàn)象,嚴(yán)重延誤了路基工程的施工進(jìn)程。然而通過對多起相關(guān)案例的分析發(fā)現(xiàn),征拆糾紛所涉及的問題通常并非難度過大的技術(shù)問題,只要通過技術(shù)部門對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件等進(jìn)行詳細(xì)考察,往往可以在較短時(shí)間內(nèi)提出妥善的應(yīng)對方案。由此可見,鐵路路基工程施工過程中,各個(gè)部門在各司其職的同時(shí)還應(yīng)進(jìn)行必要的技術(shù)合作,充分發(fā)揮各部門的自身優(yōu)勢,共同確保施工過程的順利開展。
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1玉鐵鐵路工程簡介與路基注漿加固技術(shù)施工要求
1.1玉鐵鐵路簡介玉鐵鐵路工程北起黎湛鐵路玉林站,終到鐵山港,整體歷程約為132km。由2009年12月28日施工,共通過21座隧道。其中,A路段主要經(jīng)過風(fēng)化巖層等復(fù)雜地貌,具有施工難度大、技術(shù)水平要求高等特點(diǎn)。
1.2路機(jī)注漿加固技術(shù)施工要求1)設(shè)計(jì)加固深度與范圍。A路段加固范圍主要為風(fēng)化巖層區(qū)域,孔間距為1.5m,孔深分為2m、4m兩種形式。采用先外后內(nèi)的注漿順序,形成“帷幕”;行“隔行跳打”施工工藝,先排為主、后排補(bǔ)注,避免出現(xiàn)冒漿、跑漿等現(xiàn)象[1]。2)施工設(shè)備。簡單統(tǒng)計(jì)在A路段施工中的施工設(shè)備情況見表1。
2鉆孔與注漿
2.1主要注漿材料主要采用P.042.5袋裝水泥,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水泥采購、入場與儲存管理,保證水泥質(zhì)量滿足A路段施工建設(shè)的實(shí)際要求。水泥漿水灰比為1∶0.9。
2.2施工工藝A路段路基注漿加固工藝具體流程見圖1。圖1A路段路基注漿加固工藝流程
2.3主要施工工序在A路段施工過程中,其施工方法主要有以下幾點(diǎn)。1)準(zhǔn)備注漿、鉆機(jī)設(shè)備。根據(jù)測量點(diǎn)位,當(dāng)鉆機(jī)準(zhǔn)備就緒后,將鉆機(jī)平穩(wěn)安放,將水平鉆頭水平角度調(diào)整為垂直(參照鉆機(jī)水平角度);注意注漿機(jī)、制漿機(jī)及其配套設(shè)施安置,固定注漿管線,通常情況下,注漿管線的長度應(yīng)為(40±10)m,長度過長容易增加壓力損失。現(xiàn)場準(zhǔn)備拌合設(shè)備與材料,如粉煤灰、水玻璃等。2)鉆孔施工方法。采用200型盤式鉆孔機(jī)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn),使用50mm鉆頭,并依靠48普管護(hù)壁。整個(gè)鉆孔過程嚴(yán)格采用干鉆法,切忌在鉆孔過程中加水[2]。3)漿液配置。按照上文分析合理配比水漿泥。根據(jù)制漿機(jī)容量取水;根據(jù)水灰比例選取相應(yīng)重量的水泥,開啟制漿機(jī)后邊攪拌邊添加水泥。通常情況下,攪拌時(shí)間可控制在(5±2)min(漿液無大范圍沉淀即可),攪拌結(jié)束后將水泥漿置入儲漿桶。水泥漿置入儲漿桶后要不斷進(jìn)行人工攪拌,避免漿液沉淀。在A路段施工中,主要水泥漿配置原料為水、P.042.5水泥。先加水,后添加水泥與外加劑,拌合(15±5)min。水泥漿流過過濾篩后應(yīng)過濾2~3邊,再存入漿液池。4)注入壓力。注漿壓力與土質(zhì)強(qiáng)度、重度有關(guān),而這部分?jǐn)?shù)值難以確定,因此在A路段施工中根據(jù)傳統(tǒng)施工經(jīng)驗(yàn),將注漿壓力控制為0.4MPa。5)終孔標(biāo)準(zhǔn)。采用壓力-流量雙控的方法控制注漿量,當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力并穩(wěn)定時(shí)基本原則(穩(wěn)定時(shí)間為4min)。注漿壓力大于2倍設(shè)計(jì)壓力并無法注漿可終孔。個(gè)別注漿孔注漿量偏大應(yīng)停止注漿,分析注漿量偏大的原因后繼續(xù)注漿。6)注漿結(jié)束封孔。注漿結(jié)束后,應(yīng)立即拔出套管并用水泥將漿孔封堵。清洗制漿機(jī)、注漿泵后,移至下一處并施工。7)注漿效果檢查。①注漿結(jié)束后,與物探結(jié)果資料進(jìn)行對比,結(jié)合漿孔縫合效果,判斷注漿效果。②注漿前后,對比鉆孔注水實(shí)驗(yàn)單位吸水量,正常條件下,注漿后單位吸水量應(yīng)略小于注漿前(約為5%),且未發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象。③鉆孔效果檢查,采取抽樣檢測方法,選取4%的注漿孔,根據(jù)芯漿情況判斷注漿效果[3]。
3施工注意事項(xiàng)與常見問題處理
3.1施工注意事項(xiàng)在A路段施工時(shí),為提高施工質(zhì)量,主要進(jìn)行以下幾方面控制:①施工之前正確判斷管溝具置。②在高壓線下施工過程中,鉆探機(jī)根據(jù)具體施工條件進(jìn)行相應(yīng)改裝,并重視保護(hù)高壓線路。③注漿孔應(yīng)采取跳孔施鉆的方式,切忌出現(xiàn)鉆完全部注漿孔在注漿的情況,避免孔位串漿。注漿流程應(yīng)按照“自路基坡腳向線路中心”的順序,先兩側(cè)注漿再中間注漿,保證注漿質(zhì)量。④注漿鉆孔的孔位移動距離為0.5±0.1m,大于這個(gè)范圍時(shí)必須進(jìn)行處理。⑤注漿過程中,要重視地面觀測記錄;記錄鉆孔與注漿流程。⑥注漿過程應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作,為日后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析提供具有參考價(jià)值的資料。⑦注漿過程中應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),及時(shí)處理漿液廢棄物。例如,在整理好場坪后,應(yīng)在注漿場坪四周修建排水設(shè)施,保證污水能及時(shí)。⑧注漿結(jié)束后及時(shí)采用水泥砂漿、C15混凝土將注漿孔封填,并飽滿至孔口[4]。
3.2路基注漿加固技術(shù)常見問題處理1)在A路段施工中,主要出現(xiàn)以下幾點(diǎn)問題:①在注漿孔定位中,鉆機(jī)受施工場地的影響,回轉(zhuǎn)半徑變小,定位速度減慢;同時(shí)鉆塔較大,增加鉆孔難度,經(jīng)常出現(xiàn)鉆孔偏離的現(xiàn)象。面對這一問題時(shí),在鉆孔過程中要盡量靠近最初的設(shè)計(jì)位置,對一些容易出現(xiàn)偏差的地形可進(jìn)行簡單加工后在進(jìn)行處理。②由于A路段鉆孔地層雜質(zhì)較多,若鉆孔振動較大可引發(fā)塌孔等現(xiàn)象,因此在施工過程中借助PVC管護(hù)孔,可有效避免塌孔等現(xiàn)象。③在注入漿液時(shí),容易出現(xiàn)攪拌漿液不均勻與儲漿桶內(nèi)漿液沉淀現(xiàn)象,因此必須要緊抓攪拌環(huán)節(jié),避免沉淀現(xiàn)象發(fā)生。④在注漿孔裂縫處理中,要不斷觀察裂縫變化問題,及時(shí)調(diào)整注漿壓力值,必要時(shí)可停止注漿。2)要特別注意是注漿流程的連續(xù)性,若受外力因素而中斷可采取一下措施進(jìn)行處理:①應(yīng)盡快恢復(fù)注漿,若注漿間隔時(shí)間過長應(yīng)沖洗鉆孔再進(jìn)行注漿(若無法沖洗,應(yīng)清理鉆孔后再注漿)。②恢復(fù)注漿時(shí),應(yīng)繼續(xù)使用同級水泥漿(注漿率與中斷前相近即可),使用中斷前同級水泥漿灌注最佳,注漿率與中斷前相比減少較少則應(yīng)使用加濃漿液灌注。③注漿后,若注漿率低于中斷前且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿,必須立即采取補(bǔ)救措施。例如,可增加相鄰孔注漿壓力或適當(dāng)增加注漿孔數(shù)量。
3.3施工質(zhì)量控制與檢驗(yàn)方法1)分期、分批供應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求的水泥與外加劑等材料,在每次原材料供給之前應(yīng)及時(shí)檢查驗(yàn)收,并做好管理、發(fā)放工作。水泥與中砂等施工材料必須接受檢驗(yàn),試驗(yàn)師檢驗(yàn)合格后,方可用于施工。2)注漿后,對比鉆孔注水實(shí)驗(yàn)單位吸水量,正常條件下,注漿后單位吸水量應(yīng)略小于注漿前(約為5%),且無法發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象,若發(fā)現(xiàn)漏水情況,應(yīng)立即進(jìn)行處理。
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