中老铁路万象南机务段路基水田软弱不透水层降水技术

中老铁路万象南机务段路基水田软弱不透水层降水技术

伍志光

中铁五局集团第二工程有限责任公司 衡阳 421000

摘　要：介绍了由中铁五局第二工程有限责任公司承建的磨万铁路万象至万象南机务站场路基工程水田中软弱土层施工前的降水工程中，采用了集中抽排翻挖晾晒处理方式，成功的解决了超大面积浜塘区域土石方施工进度很难达到要求的难题，通过事前推进征地拆迁，事中事后加强工序衔接，实现了地基承载力达到设计要求，为机务段站场房屋建筑工程提供作业空间争取到时间，从而实现了工期目标。

关键词：中老铁路、水田地区、翻挖晾晒、不透水软弱土层

1　概述

1.0.1磨万铁路万象至万象南机务折返段工程位于老挝人民民主共和国首都万象市哈赛峰，线路长度5km，土石方233万m³，占标段土石方工程的62.6%。工程所在气候属热带季风气候。全年明显地分为两个季节：5～10月为雨季，11～4月为旱季，雨季降水集中，年平均降雨量1586.8mm，7～9月为降水高峰，然后又逐月减少。工程施工在2020年雨期开始启动，月平均降雨量为300mm。国内针对季节性浸水软土区路基稳定性的研究、填水田路堤施工技术均有较多的研究，然后对水田地区往往常见的不透水软弱土层的排水与改良未有深入研究，相关论文和研究未见报道。

1.0.2以作者为首的团队，立足磨万铁路水田、低洼排水不畅地域湿地上施工磨万铁路万象南机务折返线站场路基施工现场，从理论结合实际出发，以问题为向导，经过现场调研及方案比选，针对将翻挖晾晒作为地基处理方式的情况，从分析和调研翻挖晾晒工艺出发，以水田软弱不透水土层降水技术验收和改良技术研究为课题，发现翻挖晾晒是一种比较罕见的地基处理方式，且晾晒周期长、时间成本高。面对工期短、面积广的情况下，在浅塘、低洼地段路基基底处理采用翻挖凉晒是万象南项目的难题。

2　技术优点

2.0.1 本技术揭露的降水技术，从研究普通明沟和集水井排水法出发，研究出的集中抽排翻挖晾晒处理方案，能充分加快施工速度，极快的实现了地基的沥干效果，迅速的实现了地基承载力达到设计要求，节约了施工成本，大大缩短了施工工期。

2.0.2 该技术较普通明沟和集水井排水法的施工工序步骤，增加了不少工序，适应大面积站场路基降水作业，能有效的解决传统施工工艺中遇到的新问题的问题，保证了施工质量。

2.0.3 该技术通过翻挖晾晒处理、掺良好级配中圆砾石灰土处治，实现了无需清表即可填筑路基的设计要求，同时也实现了站场场坪软基地段的基底直接填筑，极大的节省了诸如压填片石处理、换填片石处理等相关工序。节约了业主投资。

3　施工技术

本技术应用于东南亚水田、湿地路基站线、场坪基底地基处理，通过采用深挖网格集水明渠，集中引抽排水迅速沥干基底土层后，进行翻挖晾晒、掺良好级配中圆砾石灰土进行改良的方式，实现了地基承载力满足设计要求，快速实现了浅塘、低洼地段路基基底处理，实现了站场场坪软基地段的基底直接填筑，起到降低施工成本、提高施工质量、节省工期的目的。

3.1施工流程

现场实地测量→开挖截水沟→筑挡水埝→网格集水明渠施工→集中排水点施工→抽排降水→翻挖晾晒→地基土改良→基底地基承载力检测→原地面地基碾压→压实度检测→验收。

3.2施工方法

3.2.1 现场实地测量

1. 对设计导线点、水准点进行复核。对施工设计图进行图纸会审和现场复核，做好征地红线测量放样。

2. 采用南方RTK进行现场桩位放样，采用小木桩标示桩点。直线每隔20m、曲线每隔10m定出边线。

3. 对浅塘路基填筑区域进行复测原地面标高，并整理标高数据库，将用于选出几个最低点作为集中抽水点；

4. 项目所在区域，雨期水深0.7～2.5米，旱季水深0.4～0.9米。

图3.2-1 水田地貌

3.2.2 开挖截水沟

(1)根据收集的实地测量数据，以自然地势形成的地表水水流方向及地势低洼处设置集中排水点为原则，经过现场勘察，经过3次大修，最终得出以红线为外界，将截水沟开挖出土方，就近修筑挡水埝。

(2)采用220型挖机，在红线边界内4m开始开挖截水沟。截水沟宽1.5～3m，深2～3.5m。

(3)随着抽排进程，湿地的土体内的地表水的抽排、地下水的降低，表层土体将逐步沥干，采用3～4次方可完成不再垮塌的截水沟施工。根据现场情况，土体是否垮塌情况逐步分批次的修整。

3.2.3 筑挡水埝

将开挖截水沟的土方，采用挖掘机堆置在截水沟与红线接界限之间，作为挡水埝。

随着外露土体逐步失水硬化后，挡水埝修整需要多次方可成型。

图3.2-2 挡水埝第二次修整

3.2.4 网格集水明渠施工

1. 以作者为首的团队，在地表水抽排收集沥水、降水数据的基础上，分两步进行集水明渠开挖，以沿红线纵向设置的截水沟为主集水明渠，第一步，按照50m为间距进行网格纵横线集水明渠开挖，明渠按照宽1.6m×1.6m为截面进行。第二步，待地表水和地下水降到一定的程度，大约7d后，根据地下水位情况、地基土体情况对纵横线集水明渠进行加深，将网格加密，间距15～25m，深度2.5米以上。

2. 通 过在路基填筑范围内开挖纵横水沟，将地表水及浅层地下水引至集中排水点，研究发现能有效降低地下水位。

图3.2-3 网格集水明渠平面布置 图3.2-4 网格集水明渠开挖

3.2.5 集中排水点施工

1. 在地势低洼处设置。

2. 集水点采用大型挖机开挖，多次成型，以功能为首要目标，前期无法成型。

3.2.6 抽降排水

(1)采用15KW大功率潜水排污泵进行抽排，每小时抽排500+m³，设置型钢支架和水位刻度监测标。

(2)以作者为首的团队，经过3次更改抽水泵效率、加密集中排水点等措施，多次检测、监测才实现了降排水速率的要求。

3.2.7 翻挖晾晒

（1）首先采用人工对翻挖范围内的草皮进行清理，清除的草皮要集中堆放进行运弃。表面草皮清理完后，开始进行翻挖。

（2）原地面表层0.5米进行翻挖晾晒，采用华犁进深耕，旋耕机进行打碎，反复翻挖晾晒。

（3）地下水位降低后，通过翻挖晾晒，基底土体含水率有明显变化，大部分在地下水位降低至1米后，通过翻挖晾晒一周左右便能达到最佳含水率。

（4）降低地下水位线后，试验室及架子队根据土质的最佳含水率和翻晒时间总结出软基翻晒处理施工工艺并指导现场施工。

3.2.8 地基土改良

1. 技术应用机务站场和场坪无不良地质现象，其特殊岩土为软土、膨胀土、硬石膏岩。本项目采用掺良好级配中圆砾石灰土处治土进行改良，起到良好的改良效果，经检测合格。

2. 掺良好级配中圆砾石灰土处治土的施工质量是路堤施工的关键，应按如下技术要求进行施工控制。

   1. 石灰处治土施工的工艺流程

以良好级配中圆砾土为基料，在土场按比例掺灰(控制总量的40%)→挖掘机翻拌1～2次，确保灰土均匀运料至现场→平整稳压(压实度80%)→按比例洒余下的消石灰(可采取划格或层厚控制灰计量)→旋耕机翻拌1～2次 →平整稳压→路拌机翻拌一次→随即检查含水量和粗颗粒含量(粒径2cm～5cm＜10%)→平整碾压密实、达到规定层位压实度要求→视情况洒水养生、报验。

1. 2. 石灰处治土施工注意事项

      1. 含水量控制为最佳含水量±1%，压实厚度控制在20cm以内；

      2. 石灰消解必须按规范实施，消石灰必须过筛，筛孔不大于2cm。严格控制未消解的颗粒掺入灰土中，以免引起爆裂而影响路基压实度；

      3. 灰剂量和相应压实度是影响灰土填筑的关键，需通过多组击实试验，确定灰剂量和标准击实关系曲线，控制施工压实度；

      4. 石灰处治土表层长期暴晒后，会温裂松散。雨后未完全消解的石灰微粒水化后膨胀，易导致灰土表层松散，因此进行下层施工前要求检查表层松散情况，采取洒水复压或雨后复压的措施。若松散较严重，应铲除表层松散部分，确保灰土无软弱夹层。

3.2.9 基底承载力检测

本技术所应用路基填土高度在4～6米之间，属于H≥2.5m 的路堤，其地基表层为软弱土层，经报请设计院和业主核准，采用轻型静力触探法进行检测，静力触探贯入阻力 PS值≥1.0MPa。

3.2.10 原地面地基碾压

（1）经地基承载力检测合格后进行原地面地基碾压。

（2）初始碾压、检测顺序为：静压1遍，微振1遍、强振3遍。碾压结束后进行孔隙率n、地基系数K30检测，根据检测结果确定是否满足要求，如不能满足压实标准，则再次强振动1遍，进行检测，如此循环，直到检测结果满足设计要求，再静压1遍进行收面，并做好相关记录。

3.2.11 验收

按照验标要求进行压实质量进行检验，合格后方可进行路基本体分分层填筑。

4　技术进步性

国内高速和普通铁路路基站场工程中以农田、鱼塘为主的典型的冲洪积及湖积地貌的水田区域，其路基降排水通常采用普通明沟和集中排水法、轻型井点降水法、插打路基排水板等措施。

以软土、膨胀土、硬石膏岩为特征的特殊土的做法是通常做法是将作为弃方，软基地段基底采用换填片石、压填片石、水泥搅拌桩地基加固、混凝土预应力PHC管桩地基加固等措施。

万象南机务段路基工程地基处理技术的主要表现在以下几个方面：

(1)因地制宜：与国内站线和场坪同地貌地质软弱不透水土层降水和地基处理相比，投入设备和材料均能从老挝当地建筑机电市场租赁和采购，使用的设备有挖掘机、大功率潜水排污泵、重型压实机具（压路机静压≥20t，最大激振力≥40t）均为常规设备即可完成工序施工，从根本上从根本上避免了特种设备进场产生相关危险因素。

(2)重点突出的进度效益：老挝境内每年4～10月为雨季，雨季降雨量大且频繁。万象南项目土石方共计370万m³，其中万象南机务折返段土石方约232万m³，占全段土石方的62.6%，万象南机务折返段面积大，土石方量集中，且多在农田、荷花塘区域，地势低洼，地下水位线高 ，并需在2～3个月内全部完成土石方工程，为后期房建施工提供作业空间。本段路基地基处理方式为翻挖晾晒，且翻挖晾晒是一种比较罕见的地基处理方式，且晾晒周期长、时间成本高。面对工期短、面积广的情况下，在浅塘、低洼地段路基基底处理采用翻挖凉晒是万象南项目的难题。

以作者为首的团队，建立科研攻关小组，经过多渠道摸排、方案试验，研究出的集中抽排翻挖晾晒处理方案，能充分加快施工速度，极快的实现了地基的沥干效果，迅速的实现了地基承载力达到设计要求，地下水位降低后，通过翻挖晾晒、掺良好级配中圆砾石灰土处治，基底土体含水率有明显变化，大部分在地下水位降低至1米后，通过翻挖晾晒一周左右便能达到最佳含水率，且地基承载力满足设计要求。其降水技术是普通明沟和集中排水法在铁路大面积水田地区的创新应用，其针对软弱不透水层的改良技术，实现了无需清表即可填筑路基的设计要求。节约了施工成本，缩短了施工工期约45天。

(3)经济效益：该技术较普通明沟和集水井排水法的施工工序步骤，增加了不少工序，适应大面积站场路基降水作业，能有效的解决传统施工工艺中遇到的新问题的问题，保证了施工质量。

该技术通过翻挖晾晒处理、掺良好级配中圆砾石灰土处治，实现了无需清表即可填筑路基的设计要求，同时也实现了站场场坪软基地段的基底直接填筑，极大的节省了诸如压填片石处理、换填片石处理等相关工序。从减少清表工序、减少软基地段的基底处理、利用弃土膨胀土直接利用做了战线、场坪的填料，降低了工程造价约2000万元。

5　结束语

由我公司承建的新建铁路磨丁至万象线万象至万象南机务站场路基工程水田软弱土层排水改良工程中得到充分应用，本技术于2020年9月底启动研究，2020年12月底完成机务段集中抽排翻挖晾晒处理，2021年4月完成路基土石方施工。该技术结合磨万铁路万象地区低洼排水不畅地域湿地的现场实际，在长度5km，平均宽度65～187m的水田区域施工期间，路采用了集中抽排翻挖晾晒处理方式，成功的解决了超大面积水田土石方施工进度很难达到要求的难题，通过事前推进征地拆迁，事中事后加强工序衔接，实现了地基承载力达到设计要求，为机务段站场房屋建筑工程提供作业空间争取到时间，从而实现了工期目标。也为以后类似工程的施工提供了一个思路和参考。

参 考 文 献:

[1] 铁路路基工程施工质量验收标准TB10414-2018。

[2]王海蛟 . 填浜路堤施工技术 《交通世界（下旬刊）》 -2017年7期