客运专线铁路路基填筑施工技术
（摘要）
客运专线铁路是指时速超过200km的高速旅客列车专用铁路。高速、舒适、安全运送旅客是铁路客运专线的主要特点。要达到这一目标，对线路来说必须确保轨道结构几何尺寸的高度平顺和稳定，而这依赖于给轨道结构提供一个强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定的路基。因此，客运专线(尤其是无碴轨道)对路基的高标准要求，给铁路的设计、施工和养护提出了新的挑战，必须用全新的观念来设计、施工客运专线路基这种高标准土工结构物，把路基填料作为建筑材料来对待,树立工后零沉降的理念。
1.技术要求
1.1路基填料
1.1.1 《铁路路基设计规范》（TB10001－2005）对填料的分类见表1.1.1-1和表1.1.1-2。
表1.1.1-1 巨粒土、粗粒土填料分类与分组 一级定名 类 别 名 称 说 明 细粒含量 二级定名 颗粒级配 名 称 填料分组 A 碎巨石粒类土 土 块石类 块石软粒径大于200mm颗土 块粒的质量超过总质石量的50%（易风化，土 尖棱状为主） 硬粒径大于200mm颗块粒的质量超过总质石量的50%（不易风土 化，尖棱状为主） — — 硬块石 Rc＞15MPa的不易风化软块石 Rc≤15Mpa的不易风化的软块石 易风化的软块石 风化的软块石 级配好的漂石 级配不好的漂石 级配好的含土漂石 级配不好的含土漂石 土质漂石 土质漂石 级配好的卵石 级配不好的卵石 级配好的含土卵石 级配不好的含土卵石 土质卵石 A B C D A B A B B C A B A B B — — 粒径大于200mm颗粒的质量超过总质漂石土 量的50%（浑圆或圆棱状为主） 粒径大于60mm颗粒碎的质量超过总质量石卵石土 的50%（浑圆或圆棱类 状为主） 良好 不良 良好 5%～15% 不良 15%～30% — ＞30% — 良好 ＜5% 不良 良好 5%～15% 不良 15%～30% — ＜5% 1
＞30% 粒径大于60mm颗粒的质量超过总质量碎石土 的50%（尖棱状为主） ＜5% 5%～15% 15%～30% ＞30% ＜5% 5%～15% 15%～30% ＞30% ＜5% 5%～15% 15%～30% ＞30% ＜5% 5%～15% 15%～30% ＞30% ＜5% 5%～15% 15%～30% ＞30% ＜5% 5%～15% ＞15% 粒径大于0.5mm颗粒的质量超过总质量的50% ＜5% 5%～15% ＞15% 粒径大于0.25mm颗粒的质量超过总质量的50% 粒径大于超过总质量的85% ＜5% 5%～15% ＞15% 细砂 ＜5% 5%～15% 2
粗砾土 粗粒径大于20mm颗粒圆的质量超过总质量砾的50%（浑圆或圆棱土 状为主） 砾石类 粗粒径大于20mm颗粒角的质量超过总质量砾的50%（尖棱状为土 主） 细砾土 粗粒土 细粒径大于2mm颗粒圆的质量超过总质量砾的50%（浑圆或圆棱土 状为主） 细角砾土 粒径大于2mm颗粒的质量超过总质量的50%（尖棱状为主） 砾砂 粒径大于2mm颗粒的质量超过总质量的25%~50% 砂 类 土 粗砂 中砂 — 良好 不良 良好 不良 — — 良好 不良 良好 不良 — — 良好 不良 良好 不良 — — 良好 不良 良好 不良 — — 良好 不良 良好 不良 — — 良好 不良 良好 不良 — 良好 不良 良好 不良 — 良好 不良 良好 不良 — 良好 不良 — 土质卵石 级配好的碎石 级配不好的碎石 级配好的含土碎石 级配不好的含土碎石 土质碎石 土质碎石 级配好的粗圆砾 级配不好的粗圆砾 级配好的含土粗圆砾 级配不好的含土粗圆砾 土质粗圆砾 土质粗圆砾 级配好的粗角砾 级配不好的粗角砾 级配好的含土粗角砾 级配不好的含土粗角砾 土质粗角砾 土质粗角砾 级配好的细圆砾 级配不好的细圆砾 级配好的含土细圆砾 级配不好的含土细圆砾 土质细圆砾 土质细圆砾 级配好的细角砾 级配不好的细角砾 级配好的含土细角砾 级配不好的含土细角砾 土质细角砾 土质细角砾 级配好的砾砂 级配不好的砾砂 级配好的含土砾砂 级配不好的含土砾砂 土质砾砂 级配好的粗砂 级配不好的粗砂 级配好的含土粗砂 级配不好的含土粗砂 土质粗砂 级配好的中砂 级配不好的中砂 级配好的含土中砂 级配不好的含土中砂 土质中砂 级配好的细砂 级配不好的细砂 含土细砂 C A B A B B C A B A B B C A B A B B C A B A B B C A B A B B C A B A B B A B A B B A B A B B B C C
粉砂 粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的50% — — 粉砂 C 注：① 颗粒级配分为良好(Cu≥5,且Cc＝1～3)和不良（Cu＜5,且Cc≠1～3）。 式中：不均匀系数Cu=d60/d10；曲率系数Cc=d302/(d10×d60）
d10、d30、d60分别为颗粒级配曲线上相应于10%、30%、60%含量颗粒的粒径。
② 硬块石为单轴饱和抗压强度Rc＞30MPa的块石；软块石为单轴饱和抗压强度Rc≤30MPa的块石。
③ 细粒指黏粒（d≤0.075mm）的质量占总质量的百分数。
表1.1.1-2 细粒土填料分类与分组 一 级 定 名 土 名 Ip≤10,且粒径大于0.075mm颗粒粉土 的质量不超过全部质量的50%的土 粉液限含水率wL 土 名 二 级 定 名 塑 性 图 填料分组 C B线：w =40wL＜40% 低液限粉土 A塑性指数IpwL≥40% 高液限粉土 403020C线:细粒CL线：Ip=17线：Ip=10Ip.=063( -w L20)D D质土 黏10＜Ip≤17 黏性土 土 黏Ip＞17 土 有机土 wL＜40% 低液限粉质黏土 wL≥40% 高液限粉质黏土 wL＜40% wL≥40% 低液限黏土 高液限黏土 10MHwL%）液限 （C 7080M0102030405060D C D E 有机质含量大于5% 注：① 液限含水率试验采用圆锥仪法，圆锥仪总质量为76g，入土深度10mm。 ② A线方程中的wL按去掉%后的数值进行计算。
填料分类新标准在采用“粒径累积法”分类体系定名后，即进行“填料分组”。
新标准中填料共分5个组别，即A、B、C、D、E五组，分组意义与原有的“填料分组” 不同，是以土的剪切强度、可压实性、压缩性、对气候的灵敏性为依据， A、B组均为强度较高、压缩性较小的石、砾、砂和粗粒混合土，取消了原有规范B组中的粘性土。细粒土由于强度较低、压缩变形较大，在受雨水作用下易发生沉陷变形，均归为C组和D组，以B线ωL=40为界，ωL≤40时的黏土和粉土为C组，ωL＞40的黏土和粉土为D组。这样按填料分类后进行划分的组别，就可以初步定出它的压实特性和用于工程的适宜情况。
新标准填料分类具有以下特点：
① 采用原“填料分类”方法和定名，土的粒组划分增加了60mm的界限，200mm -20mm原为卵石（碎石）一栏分成200mm-60mm和60mm-20mm两挡，200mm-60mm为卵石（碎石），60mm-20mm为砾中的粗砾，其余均与原“填料分类”和“岩土分类”相同；
② 细粒含量将原来的15%和30%界限改为国际统一的5%和15%；
③ 细粒土用塑性图定名，考虑到“岩土分类”中用的塑性指数已改为10、17，
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则方案中将原“填料分类”中的塑性图横线改为IP=10、B线改为ωL=40，斜线A不变，修改后与国家标准基本一致。
1.1.2 TB10001－99（已作废）《铁路路基设计规范》对路基填料的分类见表1.1.2。 ??
既有填料分类标准中填料组别分为A、B、C、D、E共5组。“填料分类”是“填料分组”的基础，由于“填料分类”过于简单，在这一基础上进行分组是没有意义的，于是规范在路堤填料部分又对5个填料组别用粒径级配、细粒含量等进行了补充说明，但使用至今在施工仍出现了较多的问题，归纳起来有以下几个方面：
①“填料分组”没有考虑用变形控制
“填料分组”中将变形相差较大的土放在一组，如B组填料中土从不易风化的软块石到砂黏土共18种，它们在受到同样的外力时，变形相差很大；同样，C组填料中将易风化的软块石到粉黏土共9种不同刚度的土放在一起，也会造成上述结果。因此当用同一组填料填筑时，会造成不同的变形。
②“填料分组”没有考虑细粒含量的成分
粗粒土中的细粒含量和成分对土性影响较大，如果细粒土是粉性土，这类土的 强度、压实性和不可压缩性比含粘性土时要好，而“填料分类”中，将细粒土含量在15-30%的漂石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土都分为B类，对细粒土含量在30%以上时又都归为C类， 不考虑细粒的含量是什么成分，这也是不合理的。
③ 基床表层允许填B类土中的细粒土
在路基设计规范中基床表层可用A、B类填料，由于B类填料中包括了粘性土，用细粒土填筑的路基表层，运营后除变形较大外，路基表层铺设粘性土还会造成遇水软化产生翻浆冒泥等路基病害。
④ 试验表明同一组的土变形相差很大 铁道科学研究院在室内进行多种土的压缩试验结果表明，由于填料分组的不合理，造成压实系数相同时，同一组填料的压缩系数变化范围很大。
既有 “填料分类”的依据过于简化，分类时不考虑颗粒级配、细粒含量和能影响土性的其它粒组的存在。“填料分组”时，没有考虑土的变形特性的差异，将很硬的碎石混合土和很软的粘性土划分在一组内，造成在同样的压实系数Kh下，反映压实土变形的指标—地基系数K30之间的差别很大，有的不能满足压实要求，造成返工现象，等等这些情况表明“填料分类”和“填料分组”必须修改
1.2 客运专线路基填料与填筑压实要求
1.2.1基床
⑴基床表层采用级配碎石时应符合下述技术要求：
①碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行《铁路碎石道床底碴》（TB/T2897）的规定。
②与上部道床碎石及下部填土之间应满足D15<4d85的要求。当与下部填土不能满足此项要求时，基床表层应采用颗粒级配不同的双层结构，或在基床底层表面铺设土
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工合成材料。但当下部填土为改良土时，可不受此项规定限制。
③压实标准应符合表1.2.1-1的规定。
表1.2.1-1 级配碎石基床表层的压实标准表
压实标准 填料 级配碎石 地基系数K30 （MPa/m） ≥190 变形模量Ev2 （MPa） ≥120 动态变形模量Evd（MPa） ≥55 孔隙率n ＜18% ⑵基床表层采用级配砂砾石时应符合下述技术要求： ．．．．．．．
⑶基床底层应采用A、B组填料或改良土，其压实标准应符合表1.2.1-2的规定。
表1.2.1-2 基床底层填料及压实标准
填料 压实标准 地基系数K30（MPa/m） 变形模量Ev2（MPa） A、B组填料及改良土 动态变形模量Evd（MPa） 压实系数K 孔隙率n 化学改良细粒土 ≥110 ≥60 ≥40 ≥0.95 （无侧限抗压强度不小于设计值） 砂类土和细砾土 ≥130 ≥60 ≥40 ≥0.95 ＜28% 粗砾土和碎石类土 ≥150 ≥60 ≥40 ≥0.95 ＜28% 1.2.2路 堤
⑴ 基床以下路堤应优先选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料，当选用C组细粒土填料时，应根据土源性质进行改良后填筑，其压实标准应符合表1.2.2-1、1.2.2-2的规定。
表1.2.2-2 基床以下路堤填料及压实标准
填料 压实标准 化学改良细粒土 砂类土和细砾土 ≥120 ≥45 ≥0.93 ＜30% 粗砾土和碎石类土 ≥140 ≥45 ≥0.93 ＜30% ≥100 A、B、C组 地基系数K30（Mpa/m） (不含细粒≥45 变形模量Ev2（MPa） 土、粉砂及易风化软质压实系数K ≥0.93 岩块石土) （无侧限抗压强度不小于填料及改良孔隙率n 土 设计值） 5