高速铁路改良土填筑施工技术探讨
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摘要：高速铁路的改良土填筑技术通常可分为场拌法、厂拌法和路拌法三种，本文就这三种改良土填筑施工技术进行简单的介绍和探讨。
关键词: 高速铁路；改良土；填筑施工技术
一、引言
由于高速铁路具有安全、舒适、高效、节能、利润高、污染小等特点，提高列车的行车速度已经成为各国铁路发展的一个共同趋势，近年来我国也在大力发展高速铁路网络。而要使列车高速、平稳、安全地运行，其线路的平顺和稳定是不可或缺的前提条件。因此，高速铁路对其线路的路基提出了比以往更高的要求，既要刚度大、强度高、耐久性和稳定性好，还要沉降变形小、纵向变化缓慢而均匀。为了满足高铁的这些要求，其路基在设计和施工中就必须采取一系列的有效措施，其中，高速铁路的改良土填筑技术是一项必不可少的应用项目。而改良土的填筑技术通常可分为场拌法、厂拌法和路拌法三种，本文就这三种高速铁路改良土填筑施工技术进行简单的介绍和探讨。
二、改良土场拌法施工技术
改良土的场拌法是指将待搅拌的材料运至一个集中的搅拌场地，将掺合料、填料进行破碎、搅拌之后再将搅拌好的填料运至待填筑的路基处，然后进行填料的平整、摊铺和压实的施工方法。其总的要求是：先测量控制、基层施工、搅拌运输、摊铺平整、层厚控制、检测平整度和压实度并达到要求。其具体的操作方法分为三阶段和八流程。三阶段包括路基基层面准备阶段、摊铺碾压阶段和检测阶段。八流程包括测量放线控制、基底处理、填料搅拌、分层摊铺、平整、压实、检测以及边坡修整等。在各个阶段和流程之内只能做该阶段和流程的作业，严禁几种作业交叉进行。
1、控制含水量
在改良土的场拌法施工工艺中，其含水量的大小将直接影响到粉碎机械的粉碎质量和功效，所以为了正常发挥粉碎机械的能力，就需要确保粉碎机的选型能够达到设计产量所需的含水量。通常含水量和粉碎机械之间的关系如下：含水量对于粉碎机械的粉碎质量有着显著的影响，当含水量为16%时，即达到了中弱两种膨胀土的最佳含水量，此时的粉碎质量最高，一般能超过15mm的颗粒含量很少；同时含水量又与粉碎机械的能力有较密切的关系，当含水量过小或者过大时，其产量都不高，只有当含水量达到最佳含水量时，其产量越高。
2、控制颗粒粒径
一般通过场拌法工艺进行粉碎的颗粒粒径不得超过15mm，但是试验证明，无论采用何种粉碎机械，在达到其粉碎的最高质量时，仍然都会存在粒径超过15mm的颗粒，并且其比重随着含水量的差异而有所不同，因此要使填料颗粒的粒径能够达到规范要求，就必须在出料口处再加上筛子。
3、控制含灰量
在场拌法施工工艺中，应依据设计提供的掺灰比来对稳定土拌和设备的改良土设定计量，以便更易于控制其含灰量。但是在施工的过程中，由于石灰扬尘导致润滑部件的损毁，并因此而导致其掺灰比的自改变，所以，应定期对稳定土拌和设备的改良土进行含灰量的检测，以确保其施工质量。
4、确定松铺系数和碾压遍数
在施工中通常按照250mm、300mm、350mm、400mm四种松铺厚度来控制填料的摊铺，通过试验发现采取400mm的松铺厚度时即使采用压路机碾压5遍之后，部分点的地基系数仍然达不到要求，而250mm、300mm、350mm厚的压实效果都能够达到规范的要求。因此，压实的最佳松铺厚度应当为350mm，而松铺系数应控制在1.1～1.2。同时通过在碾压时对碾压遍数进行的研究，采取350mm的松铺厚度时，当采用压路机碾压到第3遍时，虽然其力学指标能够满足要求，但是其压实系数还不能满足规范的要求；而当碾压到第4遍时，则其两项指标都能够满足；而当碾压到第5遍时，其两项指标都有所增加；但是继续再增加碾压遍数时，其两项指标却均呈下降趋势。因此，碾压遍数为4遍时最为经济合理。
5、工料机消耗
根据试验，每通过场拌法施工完成100方改良土，平均需要液压碎土机作业12小时、稳定土拌和机作业20小时、压路机作业8小时；而人工消耗总工时为230小时。总的来说，其机械费用较高，而人工消耗较小。
三、改良土厂拌法施工技术
改良土的厂拌法施工，应按照根据施工工艺大纲而制定的厂拌法施工工艺细则来进行，其施工工艺的要求及流程与改良土的场拌法基本相同。
1、拌和填料
在改良土厂拌法的施工工艺中，应根据拌和机的容量来计算其所需的湿土及各种掺加料的重量，并由远至近依此一段一段地进行投料搅拌，且应采用电子计量器称量，对于土中的超尺寸颗粒要进行清除。在搅拌过程中要均匀，并确保其搅拌时间不能少于两分种。然后将拌和均匀的填料通过翻斗车运至摊铺地段，且应控制每车的装载量大致相等。最后按照事先计算好的每车摊铺面积来将混合料等距离地倾倒在填筑地段，倾倒过程中应先横向倒满路基全宽之后再纵向推进。
3、摊铺和平整
将混合料纵向倒满20m左右时，就应立即采用推土机进行粗平，并在改良土的粗平完成之后即采用自动平地机来进行平整，同时将坑洼处人工填平和补齐，在平整过程中应按照拴挂的摊铺线来进行，并按照设计要求做出路拱。
4、碾压
改良土进行平整之后，应采用两台自行式压路机来进行碾压，该两台压路机应分别从两边往中间交错地进行，第一遍碾压采用较快速度的静压；自第二遍开始则采用较慢速度进行振动碾压。在碾压的过程中，还应一边碾压一边采用核子密度仪进行压实系数的快速测定，当接近设计要求的压实系数时，通过灌砂法或环刀法来检测压实系数，直至满足要求之后才可停止碾压，并进行地基系数试验。
四、改良土路拌法施工技术
在改良土的路拌法施工中，由于没有使用大型的综合厂拌设备，而仅仅采用强制式搅拌机来进行混合料的搅拌，基本上属于单工序作业，效率相对较低，要完成一层改良土的施工，需要五天时间。但是，路拌法的施工操作极为灵活，可以采用分段搅拌和分段碾压来进行流水作业。并且通过试验证明，路拌法也完全能够搅拌均匀，其搅拌深度同样也满足要求。
1、准备下承层
在改良土的路拌法施工工艺中，其基床下层的底部应平整、坚实，并且地基系数试验和密实度检测均符合要求，同时还要有设计规定的路拱。
2、测量放线
进行高程和中线的测量过程中，应在两侧路肩每20m设置一根指示桩，相应地在中线也设一桩，并根据对各点的高程测量结果，在两侧的指示桩上挂好摊铺线，以此来控制虚铺厚度。
3、备料
土料应在预定的深度内进行采集，且不应进行分层采集，然后将采集土中的树根、草皮及其超尺寸颗粒都予以筛除。根据各层土的厚度、宽度和预定的干密度来计算每层所需要的干土量，然后根据所用运土车的吨位和料场土的含水量，计算出每车土堆放的距离，并根据土的厚度、宽度、预定的干密度及其固化剂的剂量，计算出每平方米改良土所需的固化剂用量。
4、填土
在填土的前一天傍晚应在预定堆土的下承部位上均匀地洒水，但不得使其过分地潮湿而造成泥泞。通过自卸车将存土场的土料运至摊铺地段，并根据之前计算好的距离将土由远至近地堆放在路基上，同时将其含水量控制为稍大于最佳含水量。
5、平整和轻压
上完填土后，即开始进行平整。先采用推土机粗平，然后再根据摊铺线采用平地机进行精平，并对局部坑洼处人工找平，最后采用压路机轻压两遍。
6、搅拌
应采用搅拌机进行搅拌，其搅拌深度应达到土层的底部，并在搅拌过程中随时检查其搅拌深度，凡是没有达到层底的，应立即停机调整，直至达到层底为止，严禁在搅拌层的底部还留有素土层。搅拌的遍数应达到四遍，即往返各为两遍，往返过程应交错进行。搅拌过程中还应随时检测混合料的含水量，并使其保持为稍大于最佳值。混合料应达到无灰团、灰条和花面并色泽一致才算搅拌均匀。
7、碾压
混合料搅拌均匀之后，采用两台自行式振动压路机来进行碾压，碾压过程自两侧路肩往路基中心进行，并在碾压时保证重叠1/3轮宽。碾压的第一遍为静压，而从第二遍开始采用振动碾压。对于两侧路肩应多碾压两遍，以确保路基边缘的压实度能够满足要求。在第一层的碾压过程中应进行压实系数与碾压遍数的关系试验，从而确定经济有效的碾压遍数。一般需要碾压10遍。
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