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摘 要：本文以兰新铁路第二双线LXS-17标工程为例，系统地介绍了极旱荒漠地区客专路基补水强夯的施工技术，采用夯前补水和点夯后夯坑注水法，来解决夯击效果的问题。
关键词：极旱荒漠；补水强夯
中图分类号：TU74 文献标识码：A
一、引言
根据国家西部大开发的战略方针，西部客运专线铁路的修建逐步兴起，由于西部干旱少雨，属典型的大陆性气候特征，独特的气候特征造成了其独特的地质特点。客专铁路对路基工后沉降要求相当严格。在南方，因雨水多造成软土地基多，修客专铁常是以桥代路，目的就是解决路基软土地基工后沉降难以控制的问题；在西部，因干旱少雨，软土地基和南方多雨地区相比少得多，路基的工后沉降控制相对容易，客专设计则大胆采用长、大段落路基。新建兰新铁路第二双线甘青段LXS-17标位于甘肃省酒泉市瓜州县柳园镇，线路全长104.6km，路基总长99.8km，如此大比例地采用路基在国内高速铁路建设史上尚属首次。区内人烟稀少，地表荒芜；降水少，蒸发量大，属典型的大陆性气候；路线途经地区地貌以戈壁为主，地层以冲洪积地层为主，地表1-4m广泛分布细砂、中砂、粗砂、砾砂和细角砾土，局部地表分布粉土、粉砂、粉质粘土，土壤浅层含水率极低，沿线地下水极度匮乏。
在戈壁极旱荒漠地区要保证长、大段落路基填筑施工质量，地基处理成败是关键。设计中约36km采用了强夯的地基处理方式，使土中出现很大的冲击波和应力，迫使土颗粒重新排列，排出颗粒孔隙间的空气和水，使土颗粒更加紧密地组合，改变自然土的初始状态，从而提高地基土的强度，降低土的压缩性。而只有土层在一定含水率下对其进行强夯才能达到良好的固结效果。因此，在极旱荒漠区土壤含水量极低的条件下，要保证强夯质量，必须对土壤浅层进行补水后再强夯。
二、补水强夯施工技术特点
补水强夯施工技术适用于西部极旱地区含水率低的浅层土层地基加固，其最显著的特点是：节水效果显著；缩短强夯间歇时间，提高地基处理施工效率。
三、补水强夯施工工艺流程及操作要点
（一）施工准备
1.清表
清除原地面表层土，平整场地，修筑机械设备进出道路。
2.施工现场调查
查明强夯场地范围内地下构造物和管线的位置及标高，采取必要措施，防止因强夯施工造成损坏。
3.测量放样
根据设计图纸，准确测放强夯场地边界，并做好明显标志。
（二）试夯
1.机械设备的确定
强夯施工采用带有自动脱钩装置的履带式起重机。在臂杆端部设置辅助门架或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。夯锤底面采用圆形，对粘性土、砂质土、碎石土，锤底面积为4㎡。夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。自动脱钩采用开钩法。
2.夯锤落距确定
锤重按下式初步确定：影响深度=系数×（锤重×落距）1/2，落距根据单击夯击能和锤重确定，即：锤重（kN）×落距（m）=单击夯击能（kN·m）
3.夯击遍数的确定
本标段强夯采用跳打法，夯击遍数设计为3遍，第Ⅰ遍隔1点跳夯，第Ⅱ遍补第Ⅰ遍空隙，第Ⅲ遍补Ⅰ、Ⅱ遍空隙，点夯完成后，最后再以低能量满夯2遍，达到锤印彼此搭接。
4.含水率分析及地表浅层孔内补水深度
通过多次在试夯场地范围内取8m深土样测定含水率试验，检测结果表明，含水率随深度变化在地面以下5m范围内比较明显，含水率由地层表面约1%变化至5m深处的5.3%，5m以下含水率趋于稳定在5.3%。
（三）强夯施工
1.标出夯击点的位置，并测量场地高程。
夯击点布置与夯击点位置可根据基底平面形状，采用正方形布置（图3-4）。夯击点间距可取夯锤直径的1.2～2倍。按布点图放好点位，布点按三遍布设，第一遍按正方形布点、夯点间距符合设计，第二遍在第一遍内插夯坑，第三遍在第一、二遍内插夯坑。
2.浅层孔内补水
在一个工作面（50-100m）布好夯击点位后，用强夯设备起吊夯锤静压或轻轻敲打钢管依次打孔，然后注水。打孔时，起重机垂直起吊φ100mm钢管（前面焊个尖端）并用支撑架将钢管固定，再起吊夯锤静压或轻轻敲打钢管顶部打出深3.5m的孔三个（图3-5），然后拔出钢管并移开支撑架，再用水桶向孔内补水。
3.单点夯击
起重机（配吊锤）就位，使夯锤对准夯点位置，测量夯前锤顶标高后将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程，完成一次夯击，每个单点连续夯击次数由试夯结果确定。
在每遍夯击前，对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，夯坑中心偏移量不大于0.1D，符合验收标准的要求。
4.换夯点，重复步骤⑶，完成第一遍全部夯点的夯击。用推土机将场地推平，压路机碾压两遍后水准测量。
5.按设计选用已夯点间隙中间，依次补点夯击为第二遍，以下各遍均按设计在中间补点，最后一遍锤印彼此搭接，表面平整。重复步骤⑶、⑷，完成三遍全部夯点的夯击。
6.整平：用重型压路机碾压2遍。将场地整平至夯前地面高程。
四、工程实例检测数据分析及效果评价
强夯夯实的效果和影响深度与夯锤的重量、锤底直径、落距、夯实遍数、土的含水量及土质条件等因素有关。我们对强夯前后0～4 m范围内的地基分层进行了：重型动力触探、含水量、干密度、Evd试验，发现从以上数据结果可以看出，强夯后重型动力触探试验的锤击次数在4m内都有所增加，同时土的干密度均增大了，Evd指标也同步提高了。
五、结语
极旱荒漠地区客专路基补水强夯技术是对我国内已经发展成熟了的强夯技术的补充，可以克服干旱地区土体的天然含水量距最佳含水量有一定的差距，经强夯后表层土体反复大能量冲击越夯击越松散现象，补水夯击后达到满足地基承载力要求。该项技术节水效果显著，缩短强夯间歇时间，降低施工成本的优越性可以在西部极旱地区的客专建设中推广应用。
参考文献：
[1] 兰新铁路二线17标设计图纸及相关文件.
[2]《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）.
作者簡介：杨惠民，（1979-），男，汉，陕西省西安市周至县人，本科学历，工程师，从事铁路工程工作。
关键词：极旱荒漠；补水强夯
中图分类号：TU74 文献标识码：A
一、引言
根据国家西部大开发的战略方针，西部客运专线铁路的修建逐步兴起，由于西部干旱少雨，属典型的大陆性气候特征，独特的气候特征造成了其独特的地质特点。客专铁路对路基工后沉降要求相当严格。在南方，因雨水多造成软土地基多，修客专铁常是以桥代路，目的就是解决路基软土地基工后沉降难以控制的问题；在西部，因干旱少雨，软土地基和南方多雨地区相比少得多，路基的工后沉降控制相对容易，客专设计则大胆采用长、大段落路基。新建兰新铁路第二双线甘青段LXS-17标位于甘肃省酒泉市瓜州县柳园镇，线路全长104.6km，路基总长99.8km，如此大比例地采用路基在国内高速铁路建设史上尚属首次。区内人烟稀少，地表荒芜；降水少，蒸发量大，属典型的大陆性气候；路线途经地区地貌以戈壁为主，地层以冲洪积地层为主，地表1-4m广泛分布细砂、中砂、粗砂、砾砂和细角砾土，局部地表分布粉土、粉砂、粉质粘土，土壤浅层含水率极低，沿线地下水极度匮乏。
在戈壁极旱荒漠地区要保证长、大段落路基填筑施工质量，地基处理成败是关键。设计中约36km采用了强夯的地基处理方式，使土中出现很大的冲击波和应力，迫使土颗粒重新排列，排出颗粒孔隙间的空气和水，使土颗粒更加紧密地组合，改变自然土的初始状态，从而提高地基土的强度，降低土的压缩性。而只有土层在一定含水率下对其进行强夯才能达到良好的固结效果。因此，在极旱荒漠区土壤含水量极低的条件下，要保证强夯质量，必须对土壤浅层进行补水后再强夯。
二、补水强夯施工技术特点
补水强夯施工技术适用于西部极旱地区含水率低的浅层土层地基加固，其最显著的特点是：节水效果显著；缩短强夯间歇时间，提高地基处理施工效率。
三、补水强夯施工工艺流程及操作要点
（一）施工准备
1.清表
清除原地面表层土，平整场地，修筑机械设备进出道路。
2.施工现场调查
查明强夯场地范围内地下构造物和管线的位置及标高，采取必要措施，防止因强夯施工造成损坏。
3.测量放样
根据设计图纸，准确测放强夯场地边界，并做好明显标志。
（二）试夯
1.机械设备的确定
强夯施工采用带有自动脱钩装置的履带式起重机。在臂杆端部设置辅助门架或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。夯锤底面采用圆形，对粘性土、砂质土、碎石土，锤底面积为4㎡。夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。自动脱钩采用开钩法。
2.夯锤落距确定
锤重按下式初步确定：影响深度=系数×（锤重×落距）1/2，落距根据单击夯击能和锤重确定，即：锤重（kN）×落距（m）=单击夯击能（kN·m）
3.夯击遍数的确定
本标段强夯采用跳打法，夯击遍数设计为3遍，第Ⅰ遍隔1点跳夯，第Ⅱ遍补第Ⅰ遍空隙，第Ⅲ遍补Ⅰ、Ⅱ遍空隙，点夯完成后，最后再以低能量满夯2遍，达到锤印彼此搭接。
4.含水率分析及地表浅层孔内补水深度
通过多次在试夯场地范围内取8m深土样测定含水率试验，检测结果表明，含水率随深度变化在地面以下5m范围内比较明显，含水率由地层表面约1%变化至5m深处的5.3%，5m以下含水率趋于稳定在5.3%。
（三）强夯施工
1.标出夯击点的位置，并测量场地高程。
夯击点布置与夯击点位置可根据基底平面形状，采用正方形布置（图3-4）。夯击点间距可取夯锤直径的1.2～2倍。按布点图放好点位，布点按三遍布设，第一遍按正方形布点、夯点间距符合设计，第二遍在第一遍内插夯坑，第三遍在第一、二遍内插夯坑。
2.浅层孔内补水
在一个工作面（50-100m）布好夯击点位后，用强夯设备起吊夯锤静压或轻轻敲打钢管依次打孔，然后注水。打孔时，起重机垂直起吊φ100mm钢管（前面焊个尖端）并用支撑架将钢管固定，再起吊夯锤静压或轻轻敲打钢管顶部打出深3.5m的孔三个（图3-5），然后拔出钢管并移开支撑架，再用水桶向孔内补水。
3.单点夯击
起重机（配吊锤）就位，使夯锤对准夯点位置，测量夯前锤顶标高后将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程，完成一次夯击，每个单点连续夯击次数由试夯结果确定。
在每遍夯击前，对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，夯坑中心偏移量不大于0.1D，符合验收标准的要求。
4.换夯点，重复步骤⑶，完成第一遍全部夯点的夯击。用推土机将场地推平，压路机碾压两遍后水准测量。
5.按设计选用已夯点间隙中间，依次补点夯击为第二遍，以下各遍均按设计在中间补点，最后一遍锤印彼此搭接，表面平整。重复步骤⑶、⑷，完成三遍全部夯点的夯击。
6.整平：用重型压路机碾压2遍。将场地整平至夯前地面高程。
四、工程实例检测数据分析及效果评价
强夯夯实的效果和影响深度与夯锤的重量、锤底直径、落距、夯实遍数、土的含水量及土质条件等因素有关。我们对强夯前后0～4 m范围内的地基分层进行了：重型动力触探、含水量、干密度、Evd试验，发现从以上数据结果可以看出，强夯后重型动力触探试验的锤击次数在4m内都有所增加，同时土的干密度均增大了，Evd指标也同步提高了。
五、结语
极旱荒漠地区客专路基补水强夯技术是对我国内已经发展成熟了的强夯技术的补充，可以克服干旱地区土体的天然含水量距最佳含水量有一定的差距，经强夯后表层土体反复大能量冲击越夯击越松散现象，补水夯击后达到满足地基承载力要求。该项技术节水效果显著，缩短强夯间歇时间，降低施工成本的优越性可以在西部极旱地区的客专建设中推广应用。
参考文献：
[1] 兰新铁路二线17标设计图纸及相关文件.
[2]《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）.
作者簡介：杨惠民，（1979-），男，汉，陕西省西安市周至县人，本科学历，工程师，从事铁路工程工作。