沙漠高速公路路基施工工法.doc

沙漠高速公路路基施工工法一、前言榆林至靖邊高速公路是我國第一條橫穿沙漠的高等級公路，位于陜北黃土高原北部、毛烏素南緣的長城沿線風(fēng)沙區(qū)。是國家能源重化基地和國家生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)榆林通往陜西省會西安及周邊省府銀川和太原的重要干線，是規(guī)劃中的包頭至北海大通道的一部分。榆靖高速公路起自榆林市，經(jīng)橫山縣，終到靖邊縣，全長115.864公里。沿線地形相對平坦，以潑狀沙丘為主，最大溝深40m。地質(zhì)以風(fēng)積沙和砂質(zhì)粘性土為主。本工法是在榆靖高速公路N-4標(biāo)段5221m沙漠路基工程施工中形成的。該技術(shù)于2003年1月4日通過集團(tuán)公司專家鑒定，認(rèn)為該技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。二、工法特點因地制宜，根據(jù)風(fēng)積沙具有無粘聚性的特點，推行機(jī)械化施工，合理選擇機(jī)械設(shè)備，充分發(fā)揮機(jī)械效率。結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，搶抓施工季節(jié)，優(yōu)化組合，連續(xù)施工。邊施工邊防護(hù)，盡可能減少了沙害。三、適用范圍適用于沙漠高速公路路基施工。四、工藝原理1、根據(jù)設(shè)計選擇地質(zhì)條件、斷面型式具有代表性的地段作為試驗段，大面積施工前，為大面積施工做好技術(shù)準(zhǔn)備。2、選擇能夠在沙漠中自由行走的機(jī)械，制定切實可行的機(jī)械施工作業(yè)方案，最大限度滿足機(jī)械施工的要求，充分發(fā)揮機(jī)械效率。3、確定試驗路段用沙的最大干密度和壓實標(biāo)準(zhǔn)，再取全段地貌復(fù)測，確定挖填利用和挖掘方法（橫挖，縱挖）。清表后整平、碾壓，之后挖填同時進(jìn)行。前期采用大、小推土機(jī)結(jié)合，振動壓路機(jī)壓實的方法，每完成一個流程，測一次壓實度（現(xiàn)場用酒精法），達(dá)到壓實度后，記錄各臺機(jī)械的壓實遍數(shù)。通過多次的組合壓實，得出最佳壓實方法。沙基封層也是如此。五、施工工藝1、取沙與棄沙施工前做全面安排，合理調(diào)配，避免大棄。涵洞及橋頭附近避免取、棄沙。盡可能減少對原植被的破壞。對取棄沙地段進(jìn)行防護(hù)處理，恢復(fù)植被。以沿線兩側(cè)就近取棄為原則，取沙以沙丘為主，棄沙以沙窩為主。線路兩側(cè)取沙時，寬度盡可能控制在兩側(cè)20m平整帶范圍內(nèi)，并與平整帶施工相結(jié)合，保持平整帶線形順暢，平整。取沙量較大時，寬度可適當(dāng)增加，但不超過路基兩側(cè)40m的范圍。線路兩側(cè)取沙坑深度在1m以內(nèi)時，將路堤邊坡延伸至取沙坑底并防護(hù)；當(dāng)取沙坑深度大于1m時，在路堤坡腳與取沙坑之間設(shè)置寬度不小于3m的護(hù)坡道。護(hù)坡道應(yīng)整平，外側(cè)邊坡修成緩坡。施工時盡可能以挖作填，減少棄方，確需廢棄時，縱向就近棄于線路兩側(cè)沙丘低洼處，并整平。當(dāng)挖方邊坡高度在2m以內(nèi)時，就近棄于路塹兩側(cè)外；挖方大于2m時，用推土機(jī)縱向運沙，橫向棄于低洼處。2、填方路堤的施工及壓實填方路堤施工填方前清表。填方高度小于1m的流動沙丘路段，先將厚沙丘推平，并進(jìn)行填前碾壓，達(dá)到規(guī)定壓實度。填方路堤地基應(yīng)充分碾壓，確保地表面厚30cm范圍內(nèi)風(fēng)積沙層的壓實度滿足要求。路堤填料不得夾砂粘土，植物及樹根等雜物。用風(fēng)積沙做填料時不得將風(fēng)積沙和土混填，使路基之間形成水囊，影響路基質(zhì)量，形成病害。采用水平分層填筑，原地面不平時，由最低處分層填起，檢測壓實合格后填筑下一層。分層壓實，采用自重在15t以上，前后輪驅(qū)動的自行或振動壓路機(jī)壓實，最大松鋪厚度不得超過25cm。路堤填筑寬度每側(cè)寬出設(shè)計寬度50cm。當(dāng)?shù)孛鏅M坡緩于1:5，且基底經(jīng)處理符合要求時，可直接在地基上分層填筑路堤。地面橫坡陡于1:5時，原地面應(yīng)挖成臺階（臺階寬度不小于2m）并進(jìn)行壓實，應(yīng)由最低一層臺階填起，逐層向上填筑，分層壓實。若填方分幾個作業(yè)段施工，兩段交接處，不在同一時間填筑時，將先填地段挖成寬度不小于2m的臺階。同一時間填筑的則分層相互交疊，搭接長度不小于2m。機(jī)械作業(yè)時，根據(jù)地形、路基橫斷面形狀和風(fēng)積沙調(diào)配圖等，規(guī)定機(jī)械運行路線；填方集中工點，有全面，詳細(xì)的機(jī)械運行作業(yè)圖指導(dǎo)施工。用推土機(jī)從兩側(cè)或短距離縱向調(diào)配風(fēng)積沙分層填筑。路堤較高時，用推土機(jī)運至坡腳處，然后用挖掘機(jī)挖拋至填方段后再用推土機(jī)推整平、壓實。路基壓實施工前，將具有代表性的風(fēng)積沙取樣進(jìn)行試驗，確定風(fēng)積沙在干振、飽水狀態(tài)下的最大干密度。根據(jù)斷面放樣出路基中線及邊線。在天然含水量及灑水狀態(tài)下的壓實施工，選用能在沙漠中自由行走的機(jī)械，前后輪驅(qū)動壓路機(jī)或履帶式推土機(jī)，振動壓路機(jī)自重不小于15T，推土機(jī)功率不小于140馬力。沙漠路基的施工黃金時間為6月10月份。推送填料推土機(jī)從路基兩側(cè)或短距離縱向移挖作填運送風(fēng)積沙至填方路段。路基填料選用干凈的風(fēng)積沙。先將填料頂層的干沙清除，再清除表層雜物。因為風(fēng)積沙表面較干燥，0.3m以下相對含水量較高，剛從沙丘推出的風(fēng)積沙較接近最佳含水量。一般情況下，晚上進(jìn)行路基運送填料工作，白天進(jìn)行碾壓，防止水分在白天高溫下蒸發(fā)。攤鋪填料，對推至填方路段的填料應(yīng)立即進(jìn)行攤鋪平整，推土機(jī)攤鋪每層厚度不超過30cm，每次填料寬度應(yīng)每側(cè)加寬50cm。推土機(jī)立即進(jìn)行穩(wěn)壓。推土機(jī)穩(wěn)壓的工藝和原地表壓實相同。再用光輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實。碾壓時由中間向兩邊碾壓，先慢后快，振動碾壓。最后用推土機(jī)終壓，推土機(jī)進(jìn)行縱三橫四碾壓（縱向碾壓三遍，橫向碾壓四遍），終壓采用100kw以下推土機(jī)，履帶板采用尖形板。檢測壓實密度。采用環(huán)刀法測定風(fēng)積沙干密度，合格后進(jìn)行下層填筑。施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備工作原地表處理檢測合格推送填料整平攤鋪填料大推土機(jī)穩(wěn)壓振動壓路機(jī)碾壓小推土機(jī)終壓檢測合格4、挖方路塹施工挖方路塹施工前：復(fù)查施工組織設(shè)計，核實調(diào)整風(fēng)積沙調(diào)運圖表；施工現(xiàn)場清表；用標(biāo)志樁標(biāo)出開挖線。挖方路塹的排水設(shè)施路塹開挖前做好截水溝，并視土質(zhì)情況作好防滲工作。土方工程施工期間修建臨時排水設(shè)施。臨時排水設(shè)施與永久性排水設(shè)施相結(jié)合，流水不流入農(nóng)田、耕地，不引起淤積和沖刷。風(fēng)積沙開挖開挖自上而下，分層挖棄，層厚以1米左右為宜，邊坡預(yù)留0.51.0米厚，刷坡時考慮。根據(jù)路塹開挖線和棄方調(diào)運圖，確定好棄沙線路和使用機(jī)械。一般以較大型推土機(jī)（140kw以上）進(jìn)行縱向推運，根據(jù)開挖數(shù)量，每100米長度配備24臺；較小型推土機(jī)（100kw以下）負(fù)責(zé)路塹刷坡，以免超挖或欠挖，每100米范圍配置2臺，左、右坡面各一臺。若縱斷面較長，縱向推土機(jī)可接力推運；超過200米以上時，可采用橫棄法。不滿足橫棄條件時（調(diào)配或無橫棄點），300米以上考慮沙漠翻斗車運輸或修筑便道，由自卸車運棄。監(jiān)理工程師論壇/挖至距路床標(biāo)高0.30.5米時，停止開挖。待刷坡、護(hù)坡工作結(jié)束，路床縱橫斷面準(zhǔn)確整修后再精確至路床標(biāo)高上10cm。用平地機(jī)整平，壓實后，再用平地機(jī)刮去多余風(fēng)積沙。再精平、壓實后，進(jìn)行沙基封層工作。壓實方法及工藝同路堤施工。施工過程中如發(fā)現(xiàn)風(fēng)積沙層下部出現(xiàn)土質(zhì)或其它材料，將上部風(fēng)積沙全部挖除后再進(jìn)行下部開挖，開挖的土層堆至指定地點以備后用。路塹開挖根據(jù)路塹深度和縱向長度，分三種方法：橫挖法：以路塹整個縱斷面為工作面，橫向挖棄時，稱為橫挖法。機(jī)械按橫挖法挖路塹時，在不同高度分幾個臺階開挖。用推土機(jī)進(jìn)行，以挖作填，運距超過推土機(jī)的經(jīng)濟(jì)運距時，按棄土處理。適用于邊坡較緩及地面縱坡較小的沙區(qū)?？v挖法：以路塹橫向斷面為工作面沿縱向分層挖掘前進(jìn)，稱為縱挖法。先沿路塹縱向挖掘一道，然后向兩邊拓寬，每開挖深2m邊坡修整一次。用于邊坡較陡開挖距離較短的地形。線路縱向長度和挖深都很大時，采用混合式開挖法，即橫挖法和縱挖法混合使用。5、橋、涵背回填施工回填工作在隱蔽工程監(jiān)理驗收合格后進(jìn)行。橋臺縱向填筑長度不小于10m，涵背每側(cè)不小于3m。橋涵背的填料，均以風(fēng)積沙水平分層填筑。橋臺及涵洞伸入路面結(jié)構(gòu)時，在距臺頂及涵頂1.5m以上部分用砂礫分層填筑，砂礫填筑寬度與結(jié)構(gòu)尺寸同寬。沿線路縱向一側(cè)寬度，橋臺為10m，涵洞為3m，砂礫坡度為1:2，與風(fēng)積沙連接處作成臺階形向上填筑。橋涵背用風(fēng)積沙回填用水墜法分層填筑。松鋪厚度不大于25cm，水墜后，再用推土機(jī)及壓路機(jī)進(jìn)行輾壓，局部不容易壓到的地方，人工用電夯及內(nèi)燃小型夯機(jī)夯實。壓實厚度約20cm。橋臺背填方宜與錐坡填方同時進(jìn)行。工藝框圖如下：推土機(jī)推運填料檢測合格地表處理施工準(zhǔn)備檢測合格碾壓水墜3小時圍堰整平、攤鋪填料1.施工準(zhǔn)備：放樣出涵背及臺背回填線，邊線插入小紅旗。對原地表進(jìn)行處理，清除缺口垃圾及雜物，開挖出回填輪廓線。與路基相連接處，挖成臺階形，臺階寬度不小于2m，高度不大于1m。2.原地表處理完成，在橋涵背范圍修筑圍堰，圍堰修筑完后放水，放水量高出地面15cm，人工用鐵锨進(jìn)行搗固，主要針對涵背及臺背的拐角處及臺背墻身周圍50cm以內(nèi)。水滲3小時后進(jìn)行碾壓，用推土機(jī)或壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓6遍，人工用小型夯機(jī)對橋涵背背墻周圍進(jìn)行碾壓。3.運送填料。一般為橫向取沙及縱向小距離運沙，橫向取沙時防止阻塞自然形成的渠道，使涵洞失去作用。4.攤鋪填料。填料運到橋涵背后，用推土機(jī)攤平，每次攤鋪厚度不超過25cm，壓實為20cm，為保證攤鋪厚度，在橋涵背邊墻兩側(cè)各標(biāo)出填筑厚度，左、中、右各標(biāo)一個，每20cm為一格，一直劃到涵頂。5.圍堰。每20m2設(shè)一個圍堰，高30cm，保證蓄水高度為15cm。6.放水。圍堰設(shè)好后開始放水，放水應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，沙頂面上的水頭高應(yīng)大于15cm。7.碾壓。可采用推土機(jī)及壓路機(jī)，壓路機(jī)輪跡重疊不小于1/3，推土機(jī)履帶輪跡重疊不小于1/2，布滿一個工作面為一遍，壓路機(jī)壓6遍，推土機(jī)壓6遍后檢測壓實度，合格后方可填筑下一層。8.橋臺背1.5m以上及涵頂伸入結(jié)構(gòu)層時，頂面以下1.5m用沙礫回填，砂礫要求含石量不小于65%，碾壓工藝較簡單，整平后直接碾壓。檢測時采用灌沙法檢測。6、沙基封層施工灰土封層施工工藝流程施工前準(zhǔn)備工作路基施工放樣碾 壓檢 測掛線整平填 土整 平劃比例方格一次拌合靜 壓靜 壓二次拌合碾 壓檢 測灑 水整 平養(yǎng) 護(hù)施工前的準(zhǔn)備?；彝练鈱邮┕で皯?yīng)提交石灰土有關(guān)實驗報告。實驗報告包括石灰土7天側(cè)限抗壓強(qiáng)度（養(yǎng)生6天，飽水24小時）應(yīng)達(dá)到0.5Mpa以上，灰劑量應(yīng)在7%以上。CaO+MgO含量65%。石灰經(jīng)過消解并過5mm篩子，石灰的各項資料滿足級以上生石灰技術(shù)指標(biāo)。路基施工放樣：路基每10m放樣一中線及邊線。對沙路基進(jìn)行水墜，推土機(jī)碾壓平整，使整段路拱橫坡與路面橫坡一致，檢測路基標(biāo)高及壓實度。填土只能從一端或兩端同時向中間推進(jìn)，自卸汽車運土，推土機(jī)配合整平。采用18t壓路機(jī)靜壓兩遍。粘土的塑性指數(shù)不小于12，土塊粒徑不大于15mm，再用平地機(jī)按要求整平。每個工作面按100m劃分，半幅路基進(jìn)行，在整平的土層上按1015m2劃一個框，再按要求每個放入石灰，人工攤平?；彝翆挾群吐反矊挾认嗤彝撩總?cè)加寬20cm，保證灰土壓實及拌合質(zhì)量。拌合機(jī)進(jìn)行拌合，拌合機(jī)后要有專人跟蹤，每5m長檢測一次拌合深度。拌合過深，容易把下面的沙子攪起，拌合過淺，易出現(xiàn)沒有拌合到的夾層。檢測含水量是否接近最佳含水量。含水量要略小于最佳含水量，若含水率過低，則灑水，進(jìn)行二次拌合。二次拌合時要先進(jìn)行穩(wěn)壓，再拌合。用18t以上羊角碾進(jìn)行碾壓，不得少于6遍，碾壓時輪跡重疊不小于輪寬1/3，兩個工作面搭接長度不小于2m。碾壓完后立即進(jìn)行檢測，合格后用平碾振動碾壓。施工前準(zhǔn)備工作路 基 放 樣水 墜 碾 壓攤 鋪 砂 礫 碾 壓整 平用水準(zhǔn)儀測標(biāo)高，再用平地機(jī)整平，整平后用膠輪壓路機(jī)封面?；彝潦┕ね旰罅⒓催M(jìn)行養(yǎng)護(hù)，攤鋪35cm風(fēng)積沙，隨時灑水養(yǎng)護(hù)或用地膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期一般不小于7天，禁止車輛通行。沙礫封層施工流程施工前準(zhǔn)備工作。砂礫要做含水量試驗，標(biāo)準(zhǔn)擊實砂礫中石塊不能太大。路基放樣。砂礫封層的施工放樣與灰土封層相同。水墜碾壓。砂礫封層下的沙層施工與灰土相同。攤鋪砂礫。用推土機(jī)配合自卸汽車。碾壓。沙礫攤鋪整平后，先用推土機(jī)穩(wěn)壓兩遍。然后用平地機(jī)粗平，再用18t振動壓路機(jī)碾壓23遍即可檢測。整平。先用水準(zhǔn)儀側(cè)出標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高，再用平地機(jī)按要求整平。因砂礫為滲水性填料，不會集水，強(qiáng)度高，效果較好。7、沙漠路基邊坡防護(hù)施工方法及工藝粘土包邊施工 粘土包邊施工流程圖施工前的準(zhǔn)備邊坡放樣掛線刷坡灑水及用推土機(jī)碾壓邊坡檢測整平分二層填筑粘土用推土機(jī)壓實檢測人工精修邊坡綠化（植樹、草）施工前的準(zhǔn)備。做粘土的標(biāo)準(zhǔn)擊實，粘土的塑性指數(shù)等項目。采用塑性指數(shù)在810之間的粘土。對沙面邊坡進(jìn)行放線。包括坡度、填筑寬度及厚度，根據(jù)放線刷邊坡，坡面掛米字線參照施工，使坡面平整圓順。刷完坡后，在坡面上灑水使風(fēng)積沙充分濕潤，然后用推土機(jī)碾壓沙面，坡面一般要求1：3，碾壓后經(jīng)檢測合格方可填筑粘土。路堤應(yīng)在路基寬度范圍之外的邊坡鋪筑粘土，底部埋入原地表20cm，頂部至硬路肩底面，并做成5%的橫坡。粘土從坡腳開始水平分層向上鋪筑，每層松鋪厚度不大于15cm，寬度大于包邊寬度，適當(dāng)灑水，用推土機(jī)碾壓，碾壓履帶輪道相互重疊不小于1/2，碾壓3遍。每50m檢測2點，每點壓實度不小于80%。路塹粘土包邊要埋入積沙平臺20cm，頂部與原地面平齊，路塹頂最好用粘土做成寬30cm，高20cm粘土平臺，既可防止雨水流入路塹又可防止雨水沖刷邊坡。粘土包邊厚度不小于25cm，推土機(jī)碾壓。精刷邊坡。粘土包邊整修要掛米字線，由上到下一次完成，使坡面平整，順暢。每20m寬為一段，一次刷完，多余的土留在坡腳用車?yán)雎坊鈼壍?。粘土包邊施工完后?yīng)立即進(jìn)行綠化。平整帶平整帶位于兩邊路堤坡腳外20m，路塹邊坡頂20m，把路基施工的多余土，鋪在平整帶。平整帶要順直，避免大填大挖，要求隨地形推平。平整帶要做成向路基外坡度為5%的坡度，避免下雨時，水直流路基，沖刷邊坡。平整帶修完后，風(fēng)積沙區(qū)要先鋪草格網(wǎng)，再進(jìn)行綠化。三維土工網(wǎng)三維土工網(wǎng)防護(hù)邊坡效果不但好，而且施工簡單，適合路基邊坡較陡及坡度較大地段。三維土工網(wǎng)沿路基方向垂直鋪在邊坡上，坡頂及坡腳要埋入沙中不少于30cm。土工網(wǎng)兩側(cè)用土工釘每隔30cm釘一根縱向排列。如果長度不夠可縱向搭接，搭接長度不小于2m，兩幅搭接寬度不小于25cm。三維土工網(wǎng)鋪完后，應(yīng)立即撒上草種，再鋪上粘土5cm。六、機(jī)具設(shè)備填方路基每個作業(yè)面配套機(jī)械表名 稱型號數(shù)量挖 掘 機(jī)220kw1臺推 土 機(jī)160kw2臺推 土 機(jī)140kw2臺推 土 機(jī)75kw4臺振動壓路機(jī)（雙驅(qū)）18t2臺灑 水 車5m34臺七、勞動力組織勞動力組織（每個作業(yè)面/班）作業(yè)名稱勞動力數(shù)量挖方路基機(jī)械司機(jī)6人，現(xiàn)場指揮1人，普工3人，技術(shù)員2人填方路基機(jī)械司機(jī)12人，現(xiàn)場指揮2人，普工5人，技術(shù)員3人邊坡防護(hù)機(jī)械司機(jī)2人，現(xiàn)場指揮1人，普工30人，技術(shù)員2人八、安全質(zhì)量技術(shù)措施及注意事項1、施工前應(yīng)做全面安排，編制合理的施工組織設(shè)計。盡可能減少機(jī)械、人力資源的浪費。2、取、棄沙合理調(diào)配，避免大棄。盡可能減少對原植被的破壞。做好環(huán)境保護(hù)工作。3、路基施工用風(fēng)積沙做填料時不得將風(fēng)積沙和土混填，使路基之間形成水囊，影響路基質(zhì)量，形成病害。九、效益分析榆靖高速公路N4標(biāo)段風(fēng)積沙路基施工中采用了該工法，使整個標(biāo)段較為合理地調(diào)運了沙量，合理安排了施工機(jī)械，井水資源（打旱井取水），并加快了工期，降低了施工成本，特別是機(jī)械碾壓部分，取得了較好的效益。本工法科學(xué)合理，結(jié)合實際。不但節(jié)約了施工成本，還保證了工程質(zhì)量。在榆靖公路多次勞動競賽中，以速度快，質(zhì)量好多次受到業(yè)主表揚及獎勵。在陜西省質(zhì)檢站檢查中，該標(biāo)段的沙漠路基線形順暢、邊坡順直、路