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沙區(qū)。是國家能源重化基地和國家生態(tài)農業(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。地質以風積沙和砂質粘性土為主。本工法是在榆靖高速公路N-4標段5221m沙漠路基工程施工中形成的。該技術于2003年1月4日通過集團公司專家鑒定，認為該技術達到國內領先水平。二、工法特點因地制宜，根據風積沙具有無粘聚性的特點，推行機械化施工，合理選擇機械設備，充分發(fā)揮機械效率。結合當地氣候特點，搶抓施工季節(jié)，優(yōu)化組合，連續(xù)施工。邊施工邊防護，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、根據設計選擇地質條件、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準備。2、選擇能夠在沙漠中自由行走的機械，制定切實可行的機械施工作業(yè)方案，最大限度滿足機械施工的要求，充分發(fā)揮機械效率。3、確定試驗路段用沙的最大干密度和壓實標準，再取全段地貌復測，確定挖填利用和挖掘方法（橫挖，縱挖）。清表后整平、碾壓，之后挖填同時進行。前期采用大、小推土機結合，振動壓路機壓實的方法，每完成一個流程，測一次壓實度（現場用酒精法），達到壓實度后，記錄各臺機械的壓實遍數。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。對取棄沙地段進行防護處理，恢復植被。以沿線兩側就近取棄為原則，取沙以沙丘為主，棄沙以沙窩為主。線路兩側取沙時，寬度盡可能控制在兩側20m平整帶范圍內，并與平整帶施工相結合，保持平整帶線形順暢，平整。取沙量較大時，寬度可適當增加，但不超過路基兩側40m的范圍。線路兩側取沙坑深度在1m以內時，將路堤邊坡延伸至取沙坑底并防護；當取沙坑深度大于1m時，在路堤坡腳與取沙坑之間設置寬度不小于3m的護坡道。護坡道應整平，外側邊坡修成緩坡。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沙丘低洼處，并整平。當挖方邊坡高度在2m以內時，就近棄于路塹兩側外；挖方大于2m時，用推土機縱向運沙，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，并進行填前碾壓，達到規(guī)定壓實度。填方路堤地基應充分碾壓，確保地表面厚30cm范圍內風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。用風積沙做填料時不得將風積沙和土混填，使路基之間形成水囊，影響路基質量，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，前后輪驅動的自行或振動壓路機壓實，最大松鋪厚度不得超過25cm。路堤填筑寬度每側寬出設計寬度50cm。當地面橫坡緩于1:5，且基底經處理符合要求時，可直接在地基上分層填筑路堤。地面橫坡陡于1:5時，原地面應挖成臺階（臺階寬度不小于2m）并進行壓實，應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。機械作業(yè)時，根據地形、路基橫斷面形狀和風積沙調配圖等，規(guī)定機械運行路線；填方集中工點，有全面，詳細的機械運行作業(yè)圖指導施工。用推土機從兩側或短距離縱向調配風積沙分層填筑。路堤較高時，用推土機運至坡腳處，然后用挖掘機挖拋至填方段后再用推土機推整平、壓實。路基壓實施工前，將具有代表性的風積沙取樣進行試驗，確定風積沙在干振、飽水狀態(tài)下的最大干密度。根據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械，前后輪驅動壓路機或履帶式推土機，振動壓路機自重不小于15T，推土機功率不小于140馬力。沙漠路基的施工黃金時間為6月10月份。推送填料推土機從路基兩側或短距離縱向移挖作填運送風積沙至填方路段。路基填料選用干凈的風積沙。先將填料頂層的干沙清除，再清除表層雜物。因為風積沙表面較干燥，0.3m以下相對含水量較高，剛從沙丘推出的風積沙較接近最佳含水量。一般情況下，晚上進行路基運送填料工作，白天進行碾壓，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立即進行攤鋪平整，推土機攤鋪每層厚度不超過30cm，每次填料寬度應每側加寬50cm。推土機立即進行穩(wěn)壓。推土機穩(wěn)壓的工藝和原地表壓實相同。再用光輪壓路機進行壓實。碾壓時由中間向兩邊碾壓，先慢后快，振動碾壓。最后用推土機終壓，推土機進行縱三橫四碾壓（縱向碾壓三遍，橫向碾壓四遍），終壓采用100kw以下推土機，履帶板采用尖形板。檢測壓實密度。采用環(huán)刀法測定風積沙干密度，合格后進行下層填筑。施工工藝流程圖施工準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穩(wěn)壓振動壓路機碾壓小推土機終壓檢測合格4、挖方路塹施工挖方路塹施工前：復查施工組織設計，核實調整風積沙調運圖表；施工現場清表；用標志樁標出開挖線。挖方路塹的排水設施路塹開挖前做好截水溝，并視土質情況作好防滲工作。土方工程施工期間修建臨時排水設施。臨時排水設施與永久性排水設施相結合，流水不流入農田、耕地，不引起淤積和沖刷。風積沙開挖開挖自上而下，分層挖棄，層厚以1米左右為宜，邊坡預留0.51.0米厚，刷坡時考慮。根據路塹開挖線和棄方調運圖，確定好棄沙線路和使用機械。一般以較大型推土機（140kw以上）進行縱向推運，根據開挖數量，每100米長度配備24臺；較小型推土機（100kw以下）負責路塹刷坡，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/挖至距路床標高0.30.5米時，停止開挖。待刷坡、護坡工作結束，路床縱橫斷面準確整修后再精確至路床標高上10cm。用平地機整平，壓實后，再用平地機刮去多余風積沙。再精平、壓實后，進行沙基封層工作。壓實方法及工藝同路堤施工。施工過程中如發(fā)現風積沙層下部出現土質或其它材料，將上部風積沙全部挖除后再進行下部開挖，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。用推土機進行，以挖作填，運距超過推土機的經濟運距時，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，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)理驗收合格后進行。橋臺縱向填筑長度不小于10m，涵背每側不小于3m。橋涵背的填料，均以風積沙水平分層填筑。橋臺及涵洞伸入路面結構時，在距臺頂及涵頂1.5m以上部分用砂礫分層填筑，砂礫填筑寬度與結構尺寸同寬。沿線路縱向一側寬度，橋臺為10m，涵洞為3m，砂礫坡度為1:2，與風積沙連接處作成臺階形向上填筑。橋涵背用風積沙回填用水墜法分層填筑。松鋪厚度不大于25cm，水墜后，再用推土機及壓路機進行輾壓，局部不容易壓到的地方，人工用電夯及內燃小型夯機夯實。壓實厚度約20cm。橋臺背填方宜與錐坡填方同時進行。工藝框圖如下：推土機推運填料檢測合格地表處理施工準備檢測合格碾壓水墜3小時圍堰整平、攤鋪填料1.施工準備：放樣出涵背及臺背回填線，邊線插入小紅旗。對原地表進行處理，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。水滲3小時后進行碾壓，用推土機或壓路機進行碾壓，碾壓6遍，人工用小型夯機對橋涵背背墻周圍進行碾壓。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，在橋涵背邊墻兩側各標出填筑厚度，左、中、右各標一個，每20cm為一格，一直劃到涵頂。5.圍堰。每20m2設一個圍堰，高30cm，保證蓄水高度為15cm。6.放水。圍堰設好后開始放水，放水應連續(xù)進行，沙頂面上的水頭高應大于15cm。7.碾壓?？刹捎猛仆翙C及壓路機，壓路機輪跡重疊不小于1/3，推土機履帶輪跡重疊不小于1/2，布滿一個工作面為一遍，壓路機壓6遍，推土機壓6遍后檢測壓實度，合格后方可填筑下一層。8.橋臺背1.5m以上及涵頂伸入結構層時，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) 護施工前的準備?；彝练鈱邮┕で皯峤皇彝劣嘘P實驗報告。實驗報告包括石灰土7天側限抗壓強度（養(yǎng)生6天，飽水24小時）應達到0.5Mpa以上，灰劑量應在7%以上。CaO+MgO含量65%。石灰經過消解并過5mm篩子，石灰的各項資料滿足級以上生石灰技術指標。路基施工放樣：路基每10m放樣一中線及邊線。對沙路基進行水墜，推土機碾壓平整，使整段路拱橫坡與路面橫坡一致，檢測路基標高及壓實度。填土只能從一端或兩端同時向中間推進，自卸汽車運土，推土機配合整平。采用18t壓路機靜壓兩遍。粘土的塑性指數不小于12，土塊粒徑不大于15mm，再用平地機按要求整平。每個工作面按100m劃分，半幅路基進行，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?，灰土每側加寬20cm，保證灰土壓實及拌合質量。拌合機進行拌合，拌合機后要有專人跟蹤，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，進行二次拌合。二次拌合時要先進行穩(wěn)壓，再拌合。用18t以上羊角碾進行碾壓，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。碾壓完后立即進行檢測，合格后用平碾振動碾壓。施工前準備工作路 基 放 樣水 墜 碾 壓攤 鋪 砂 礫 碾 壓整 平用水準儀測標高，再用平地機整平，整平后用膠輪壓路機封面?；彝潦┕ね旰罅⒓催M行養(yǎng)護，攤鋪35cm風積沙，隨時灑水養(yǎng)護或用地膜進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期一般不小于7天，禁止車輛通行。沙礫封層施工流程施工前準備工作。砂礫要做含水量試驗，標準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。用推土機配合自卸汽車。碾壓。沙礫攤鋪整平后，先用推土機穩(wěn)壓兩遍。然后用平地機粗平，再用18t振動壓路機碾壓23遍即可檢測。整平。先用水準儀側出標準標高，再用平地機按要求整平。因砂礫為滲水性填料，不會集水，強度高，效果較好。7、沙漠路基邊坡防護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備邊坡放樣掛線刷坡灑水及用推土機碾壓邊坡檢測整平分二層填筑粘土用推土機壓實檢測人工精修邊坡綠化（植樹、草）施工前的準備。做粘土的標準擊實，粘土的塑性指數等項目。采用塑性指數在810之間的粘土。對沙面邊坡進行放線。包括坡度、填筑寬度及厚度，根據放線刷邊坡，坡面掛米字線參照施工，使坡面平整圓順。刷完坡后，在坡面上灑水使風積沙充分濕潤，然后用推土機碾壓沙面，坡面一般要求1：3，碾壓后經檢測合格方可填筑粘土。路堤應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，適當灑水，用推土機碾壓，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拉出路基外棄掉。粘土包邊施工完后應立即進行綠化。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，風積沙區(qū)要先鋪草格網，再進行綠化。三維土工網三維土工網防護邊坡效果不但好，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。土工網兩側用土工釘每隔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。三維土工網鋪完后，應立即撒上草種，再鋪上粘土5cm。六、機具設備填方路基每個作業(yè)面配套機械表名 稱型號數量挖 掘 機220kw1臺推 土 機160kw2臺推 土 機140kw2臺推 土 機75kw4臺振動壓路機（雙驅）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)名稱勞動力數量挖方路基機械司機6人，現場指揮1人，普工3人，技術員2人填方路基機械司機12人，現場指揮2人，普工5人，技術員3人邊坡防護機械司機2人，現場指揮1人，普工30人，技術員2人八、安全質量技術措施及注意事項1、施工前應做全面安排，編制合理的施工組織設計。盡可能減少機械、人力資源的浪費。2、取、棄沙合理調配，避免大棄。盡可能減少對原植被的破壞。做好環(huán)境保護工作。3、路基施工用風積沙做填料時不得將風積沙和土混填，使路基之間形成水囊，影響路基質量，形成病害。九、效益分析榆靖高速公路N4標段風積沙路基施工中采用了該工法，使整個標段較為合理地調運了沙量，合理安排了施工機械，井水資源（打旱井取水），并加快了工期，降低了施工成本，特別是機械碾壓部分，取得了較好的效益。本工法科學合理，結合實際。不但節(jié)約了施工成本，還保證了工程質量。在榆靖公路多次勞動競賽中，以速度快，質量好多次受到業(yè)主表揚及獎勵。在陜西省質檢站檢查中，該標段的沙漠路基線形順暢、邊坡順直、路