中铁大桥局集团六公司 湖北武汉 430100
摘要：高速铁路已在整个旅客运输行业占据核心地位，以其高速、高效、正点、舒适等特性深得人们喜爱，发展潜力巨大。作为高速铁路里程的重要组成部分，路基工程是高速铁路质量最难把控的环节之一，也是潜在危害最容易爆发的路段。试验检测是工程质量最直接的监控方，从质量控制的角度去剖析路基检测中的要点、难点、干扰因素，并综合分析路基实体检测的新手段连续压实，以便今后建造更安全可靠的高速铁路。
关键词：高速铁路路基；试验检测；填料；全风化；连续压实
1 绪论
随着中国经济社会持续快速发展，普通铁路已不能满足运输能力及时效要求，铁路瓶颈制约矛盾日益突出，更快的运行速度及更全面的铁路网布局亟待所需。作为世界上第一条真正意义上的高速铁路，1964年日本东海道新干线正式通车，标志着世界高速铁路新纪元的到来。随后法国、意大利、德国纷纷修建高速铁路。中国的高速铁路起步相对较晚，但发展势头异常迅猛，自2008年京津城际高速铁路建成通车以来，中国掀起了兴建高铁的浪潮。据统计，截至目前，中国已成为世界上高速铁路集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家[1]。
2 工程概况
在建铁路北京至沈阳铁路客运专线，我公司承建地段路基包含一个2100m站场及600m区间正线路基，全长为填方段，总填方量140万方。地层松软，以粉土、粉砂为主，属于软基。
3 路基试验检测
3.1 施工前准备
3.1.1 核对设计要求
任何工程的建设都是围绕设计图展开，虽说有国家统一下发的规范标准作为依据，但这种指导是宏观的、常规的。具体到每一条线路、每一个工点、每一个节点，工程要求可能因多方面因素综合而发生改动，这些改动便体现在设计图中。从试验的角度，我们需要重点关注检测项目及检测指标的改动、这是保证试验工作准确、顺畅开展的前提。
3.1.2 施工组织
如果说设计图是施工的核心依据，施工方案与技术交底则是工程高质、高效、经济、有序进行的有力保障。施工方案与技术交底应联合各相关部室一起制定与学习，不能把施工方案与技术交底纯粹当作应付检查而流于形式的存在，里面很多内容与试验工作息息相关。根据施工方案，试验室可按施工项目与施工进度提前制定试验方案，包括人员的数量与检测工作的安排。
3.2 填料选取
3.2.1 填料指标
填料的选取需考虑的因素很多，如开采难度、运输距离、土方价格、地方干预等，对于试验检测来说，最主要的是填料是否符合要求。那么，什么样的填料是合格的？通常国家标准、规范等对填料的要求就提到了最大粒径、颗粒级配、细粒含量、天然含水率、最优含水率、最大干密度、颗粒密度等几项简单指标[2]、[3]，并且基本都是为填料现场压实质量服务。显然，仅凭这几项指标无法完全成为我们判断填料是否合格的依据，而土的物理、化学试验指标又多达几十项，我们需要从中筛选出必要指标。
1、查询设计图中对填料的相关要求，根据要求确定填料检测指标。如我在京沈线这边的路基设计图中就明确指出，设计冻胀深度范围内需填筑非冻胀填料，而非冻胀填料的试验指标是渗透系数与细粒含量[4]，因此在选择非冻胀区域路基填料时，我们就必须做填料的渗透试验。
2、通过设计图或互联网查找工程所在区域地质情况是否存在特殊土类。特殊土主要指黄土、红黏土、膨胀土、软土、盐渍土、多年冻土等[5]，这类土直接用作填料对路基工程质量危害甚大。因而，当发现工程所在区域与某特殊土分布范围吻合，我们有必要根据这种特殊土的地貌、特征或试验指标去判定所选填料是否为特殊土，一旦确认，或对填料进行改良，或另选料源。
3.2.2 强风化填料的运用
填料的风化程度对路基实体质量有重要影响，现在的高速铁路路基大都采用砾石类或砂类土作为填料，如在京沈项目选用的细角砾土。细粒土相对较少，主要因为细粒土稳定性较差，需要进行改良后才能作为路基填料，这样不但提高工程成本，且影响施工进度，因此，只有当地缺乏合适填料时，才会采用改良的细粒土作为填料。
在砾石类填料中，砾石、碎石颗粒（主要指粒径为2mm～60mm的颗粒，下文称为粗颗粒）所占比重超过一半，且往往具备一定风化程度。那么，强风化岩类能否作为高速铁路路基填料，我曾查阅了很多相关资料，发现这类情况相对复杂，影响因素很多，随工程要求、填筑部位、岩石类别及粗颗粒含量等不同而异，我对此总结了几点如下，仅作参考。
确保压实质量。风化岩在施工碾压过程中会因受到挤压而破碎，导致填料颗粒级配发生改变，其破碎程度取决于施工工艺及粗颗粒风化程度。而颗粒级配是影响压实质量的重要因素，填料的压实过程即填料中孔隙减少的过程，通过填料颗粒密度及灌砂试验计算碾压后填料的孔隙率，若孔隙率较小，说明粗细颗粒嵌合紧密，从压实质量角度考虑强风化填料是可行的[6]。
路堤浸水部位及渗水区不得使用强风化填料[7]。强风化填料对路基的主要危害在于，填充于路基内部的粗颗粒进一步风化崩解，形成大大小小的孔隙，当这种孔隙累计到一定数量，在列车荷载作用下，路基面下沉，轨道承受巨大的竖向切应力，并最终变形甚至断裂，这对高速行驶的列车来说是致命的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但强风化填料处于路基内部密闭空间内，若能避免水的侵蚀，其本身相对稳定，并不会造成缺陷，因此，结合当地环境因素影响可酌情使用这类填料。
通过化学改良方法优化强风化填料。化学改良指在原土料中添加水泥、石灰、粉煤灰等外掺料，目的是改善原土物理、化学性能，使其可用于路基填筑。添加外掺料后形成的的混合料称为化学改良土。化学改良土的机理是利用外掺料的特性，使土体胶结在一起，形成一定的强度，保证路基整体稳定性。在使用化学改良土时，一定要重视其延时效应（即其强度和干密度随时间延长发生明显变化的现象），结合现场施工情况，作出延迟时间与最大干密度及无侧限抗压强度的关系曲线，以确保现场施工质量得到有效控制[4]。
3.2.3 料源地勘察与取样
填料的优劣直接关系到路基工程质量的好坏，因而对填料选取必须严格把控。在这，有必要提到一个容易疏忽的地方，那便是料源地的勘察与取样。很多时候，料源地都是一些未经开发的山头，有的人在确认料源时，只是简单的清掉表层土，然后装几袋土样，试验检测合格后，便判断此料源填料可用，显然，这样的土样是完全不具备代表性的。地质情况本就复杂多变，单凭一个层面上的土样根本无法判断其他层面土质情况，贸然开采很容易造成不必要的经济浪费。那么，如何才能取到合适的土样呢？首先，如果山头中能找到断层，可根据断层的颜色一致性初步判断整个山头岩类分布情况；其次，选择几个有代表性的点，用机械挖进一定深度，查看不同区域内外填料是否一致，若相同，每个点分别取样然后混合作为代表土样，若不同，则分成不同土样分别进行检测。对于那些没断层、也不方便用动用机械的山头，可邀请设计院地质专家协助。
3.3 现场质量控制
3.3.1 影响检测因素
路基现场质量控制是路基工程质量好坏的核心因素，其重要性不言而喻，然而，其实际可控性并不理想，主要体现在三方面：1、与工作任务不成比例的人员配备；2、与工作职责义务不相对应的岗位权力；3、试验检测人员的专业水平与职业素养能否胜任工作。
3.3.2 检测要点
首先对检测指标项目必须确认无误。虽然同是高速铁路，但不同工程同一区域的检测指标不尽相同，如果单凭经验去套用指标很出错。如在京沈线原地面验收采用压实系数与地基系数两项指标共同控制，而在吉珲线则用地基承载力指标控制，这是由工程所处区域地质情况不同所造成设计上的差异。
其次，综合运用各种手段协助控制。路基现场质量控制的重点无外乎两点，填料是否合格且一致，压实质量是否达标。在检测前先仔细观察整个检测区域，这样做有三大好处：1、通过表面及台阶断面颜色判断是否有未知填料混填；2、通过平整度和台阶厚度可初步判断压实质量；3、可以找到压实相对薄弱区域。然后把测点重点放在相对薄弱区域，这些区域的质量情况非常有助于我们对整个测区质量的把控。
3.3.3 连续压实技术
所谓连续压实控制，指将振动压实机作为加载设备，根据土体与压路机相互动态作用原理，通过连续量测压路机振动轮响应信号，建立检测评定与反馈控制体系，实现对整个碾压面压实质量的实时动态监测与控制[9]。
其得以实现的关键在于，振动轮振动响应信号与路基对振动轮抵抗力具备一致性，且大量试验证明，抗力与常规检测指标（主要指K30、Ev2、Evd、K）具备正相关性。通过采集振动响应信号并转化为振动压实值，由此建立振动压实值与常规质量验收指标之间的相关关系，相关性越高，测试值越准确，最终以振动压实值反馈路基压实质量。
与常规检测相比，其优势主要有4点。1、对质量控制由传统的点到面全方位体现；2、在压实过程中压实质量能实时反映，以此指导施工，可以避免过压及优化碾压遍数；3、高效率，常规点的抽样费时费力、并且占用机械，给施工过程带来明显干扰。4、以压实程度、均匀性及稳定性三项标准进行质量控制，对路基工程质量监控更全面。而其缺陷在于，振动压实值与常规检测指标之间的相关性难以把控，且相关系数随压路机吨位、振动频率及填料类型等不同而发生变化，其稳定性有待提高。唯一遗憾的是，京沈线属于连续压实技术的试点工程，因为一些原因，我公司所在标段并没有采用这种技术，因此不能提供更多相关的实践经验。
4 结束语
今后的高速铁路网，必然会遍布全国，这是一种大趋势，高质量的工程，则是加速这一进程的强有力保障。高质量得益于良好的控制，因此，在今后的发展中，一方面希望能够具备一个良好的试验检测环境与风气，另一方面也希望试验检测人员不断地学习、总结，提高自身专业水平，工作尽职尽责，把一切不利因素扼杀在摇篮中。
参考文献
[1] 百度百科: 高速铁路.
[2]《铁路路基设计规范》 (TB 10001-2005).
[3]《高速铁路路基工程施工质量验收标准》 (TB 10751-2010).
[4]《高速铁路路基工程施工技术规程》 (Q/CR 9602-2015).
[5]《铁路工程岩土分类标准》 (TB 10077-2010).
[6] 吴东潮. 强风化岩路基填料的击实及检测, 2003.
[7]《高速铁路路基工程施工暂行规定》, 2004.
[8]《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》 (Q/CR 9210-2015).
论文作者:龚海强
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/21
标签：填料论文; 路基论文; 压实论文; 高速铁路论文; 指标论文; 颗粒论文; 工程论文; 《基层建设》2016年第34期论文;