山区公路复杂填挖交界处路基施工工法.docx

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1、山区公路填挖交界处路基施工工法1 .前言随着我国高速公路的大建设到来，尤其是“县县通高速”理念提出后，高速公路施工将向山区转移，山区高速路基基本上为高填方路基，且填挖交错。高填方路基由于受自重大、工期紧、山区雨季长，以及施工的不规范，使得路基极容易发生沉降，尤其是在横纵向填挖交界处，沉降明显，导致路面开裂、沉陷等问题，对交通安全造成了极大的影响。山区高速填挖交界处路基填筑已是目前面临的突出难题。传统的填挖交界处施工处理分为纵向填挖交界和横向填挖交界两种处理方式。前者主要是在挖方路段进行超挖回填，填方路段进行台阶开挖，该施工模式主要的缺陷在于，填方路段的台阶碾压不够充分，容易导致后期沉降过大，止

2、匕外，填挖交界处过渡段由于新老路基结合不充分，若不进行加固处理，会严重影响路基结构的稳定性；后者即在公路的一侧进行开挖，与此同时，公路的另一侧进行回填工作，该施工模式十分依赖于公路的横向坡度，坡度不同，施工方式改变很大，故适用性相对较差，且在路基上要铺设土工格室，对土工格室的强度，搭接要求都较高，施工难度大。本工法申报单位通过在填挖交界处设置填挖交界处透水与隔水层组合过渡段与过渡段台阶，并结合具体工程应用案例，以工程为对象、工艺为核心，开发了一种山区公路复杂填挖交界处路基施工工法，该施工工法不仅可以显著增强填挖交界处强度以控制沉降，还节约了大量的材料和人工，取得了显著经济效益和社会效益。本工法

3、申报单位首先集成了省部级工法“山区公路复杂填挖交界处路基施工工法”，经科学技术情报研究所查新，涉及本项目所述主要技术特征的山区公路复杂填挖交界处路基施工工法，在所检文献以及时限范围内，国内未见相同文献报道。此后在S104（汪溪殷白-平兴段）改建、S366（六安段）新建03标工程实践中不断克服施工难点，完善施工方法，最后集成本次申报文本。经中国公路建设行业协会评审，一致认为本工法相关关键技术具备先进性、适用性、创新性的特点，具有明显的经济效益和社会效益。并认为该项关键技术达到国内领先水平。2 .工法特点2.0.1采用环形碾压的方式，可以消除开挖台阶处碾压不充分的缺陷。2.0.2在填挖交界处设置填

4、挖交界处透水与隔水层组合过渡段，并与纵向贯通排水盲沟以及可更换排水体装配式横向排水盲沟连接在一起，既可防水又能及时排水，保证了填挖交界处的承载性能，从而保证了整个路基结构的稳定性。2.0.3复合式排水小导管，后期可用做注浆管，在过渡段台阶处埋设了复合式排水小导管，可随时监测路基内部的水位与渗水问题，且配合坡面斜管导引，可及时排出路基内积水，降低水位，以此避免滑坡等地质灾害的发生。2.0.4抽拉式导杆带端板更换排水体与预制装配式钢筋混凝土盲沟组合，可以及时更换出现损坏的排水体。2.0.5采用的静态爆破施工方法，可有效控制石方路段过渡段台阶的内倾角及尺寸，加快了施工速度。3 .适用范围本工法适用于

5、设置在山区公路填挖交界处，对路基强度，沉降控制严格的路基结构施工。4 .工艺原理山区公路填挖交界处路基结构包括填方路段，填挖交界处过渡段，挖方路段，可更换排水体装配式横向排水盲沟，排水明沟，填挖交界处排水体系和填挖交界处透水与隔水层组合过渡段。过渡段设置过渡段台阶以控制填挖交界处的沉降；横向排水盲沟可通过定期更换排水体，确保了排水系统不出现故障；填挖交界处的排水体系由与过渡段直接相连的纵向贯通排水盲沟以及对设置在过渡段台阶处的复合式排水小导管起连接排水作用的坡面斜管导引组成；复合式排水小导管除了可以排出坡面内部的水体以外，后期可做注浆管之用，其结构中设置的观测孔可及时对坡面内土体地下水位进行监

6、测。通过上述手段可以保证山区公路填挖交界处路基不发生明显的沉降，并提高路基的整体稳定性。图4.1是山区公路填挖交界处路基施工示意图。5 图4.1山区公路填挖交界处路基施工示意图6 .施工工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程施工准备基底处理与压实过渡段一阶开挖II、开挖、安装可更换排水体装配式横向排水盲沟I1设置纵向贯通排水盲沟及填挖药界处隔水与透水层组合过渡段1:设置复合式排水小导管和坡面斜管导引图5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1 施工准备在正式进入施工现场前，应做好施工的各项准备工作，包括实地考察建设工程现场，落实施工占地及表层堆放地点，做好三通一平工作，确定机械设备及各种建材的

7、进场路线等主，由监理单位对确实具备开工条件的施工单位签发开工令。施工单位要严格按照施工规范、施工程序进行施工。编制施工方案，结合施工工期安排与设备、人员配置计划等，认真组织对项目部技术人员、施工队负责人、施工班组等相关人员的技术、安全交底。开工前，与设计、监理单位一道，根据已有的平面高程控制点，采用极坐标及交会法,在工程区内建立平面高程控制网。并对所有基准点和高程点进行检查和校正，在施工期间注意对原有的控制点和水准点以及增设的控制点加以保护。将用于填筑的填料取样，按公路土工试验规程（JTGE402007）办理，完成填料的各项实验（包括1）液限、塑限，塑性指数，天然稠度或液性反指数；2）颗粒大小

8、分析试验；3）含水量试验；4）密度试验；5）土的击实试验；6）相对密度试验；7）土的强度试验；8）有机含量试验及易溶含量试验）。以监理工程师批准和认可的设计图纸为准进行施工放样，在实地测设各道路平面位置、高程、尺寸等。依据布设的施工控制网以及基准点，采用经纬仪和水准仪相结合来完成测量放样作业。5.2.2 基底处理与压实山区公路施工需要对原坡面进行填挖施工，首先对基底层进行清理与压实。包括开挖纵向临时水沟，纵向沟挖出土方培在沟外侧作沟填，以免路基外侧地表水排入路基基底，同时，纵向沟的深度和宽度不宜过小，以利路基地表水引至原有自然沟渠排出；路基用地范围内的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐挖根，并将地

9、表土予以清除，路堤基底清理、平整、晒干后再整平压实，填方地段清除表土200mm,压实度不小于90%；当基底地面横坡为1:11:1.5时，填前清除表层根植土，并压实基底，压实度不小于90%；地面横坡为1:1.251:1.5时，先挖内倾4%横坡台阶，台阶宽度不小于2.0m后再分层填筑；当地面横坡陡于1:1.25时，按陡坡路堤处理；为避免基底受地下水位影响，在路堤底部填以水稳定性优良、不易风化的砂、砂砾、碎石等材料进行加固处理，使其形成水稳性好稳定层。5.2.3 过渡段台阶开挖填挖交界处出现不均匀沉降主要原因是新老断面搭接不足，新填筑土体与原山体密实度及土体内部的压缩变形，使的土颗粒间结构体位发生变

10、化，进而导致发生沉降，故本工法在填方路段进行填挖交界处过渡段处的过渡段台阶开挖，并进行环形压实。针对路基坚硬的山区石方路段，台阶开挖难度大，若采用机械凿除，施工效率太低；若常规爆破，台阶具体尺寸很难控制，岩体易受震动而破损。所以采用静态爆破，以精准控制台阶的内倾角及具体尺寸。填筑时，必须从低处往高处分层摊铺碾压，按照设计图纸进行台阶的开挖，如图5.2.3所示，利用钻具先在填方路段坡面从上至下依次钻设1形静态爆破孔,孔的宽度不小于2.0m,高度不大于1.0m,内径为50mm,横向每隔0.3m布置一个；紧接着将提前配置好的静态爆破剂放入孔道内，大约需要2.5kg,再安装水平带封口板整体式压水补水管

11、和侧向带封口板整体式压水补水管，利用端部锚固将补水管固定安装在坡面上，通过补水管补水与静态爆破剂发生水化反应，放出热量，将岩石体胀破开裂，该施工过程一般需要3个小时，裂缝为3公分为宜，静态爆破之后将破损的岩体利用人工镐凿除，控制台阶坡度在4%以内，并保证台阶宽2m,高1m。尽可能的在基底清除完毕后立即开始由上至下的一次性修筑成型，若不能从上至下一次修筑的，在每层填筑土以上至少保留3个台阶，再进行分层填筑。特别要注意填、挖交界处的拼接，碾压要做到密实无拼痕。对山区高填方路基，最明显的特点是施工断面小，施工段落不连续，填挖交错，台阶处碾压断面小，若采用常规的顺路基向施工压实，台阶根部压实不到位、压

12、实不充分的现象。项目部采用环形压实方法，再结合液压式碾压设备，有利于冲击点的满布、均匀，增强整体效果。有效消除压实盲区，提高土体密实度和整体稳定性。5.2.45.2.5 开挖、安装可更换排水体装配式横向排水盲沟在挖方路段1/3高度处，设置安装预制装配式钢筋混凝土盲沟，其结构如图4所示，其截面尺寸为50*30cm,为两个格室结构，通过竖向钢板分割，上铺钢筋网片，每个格室底面各铺设有两条轨道；抽拉式导杆带端板更换排水体截面尺寸为20*18cm,底部安装有滚轮，将抽拉式导杆带端板更换排水体滑入预制装配式钢筋混凝土盲沟以完成横向排水盲沟的施工安装。图5.2.4可更换排水体装配式横向排水盲沟断面图5.2

13、.6 设置纵向贯通排水盲沟及填挖交界处隔水与透水层组合过渡段在可更换排水体装配式横向排水盲沟上方安装纵向贯通排水盲沟，其截面为半径20Cm的圆；再在纵向贯通排水盲沟上方进行填筑及填挖交界处透水与隔水层组合过渡段施工，并进行增强补压。过渡段长度不小于10m,其压实度不小于96%,坡度为4%。在施工填挖交界处透水与隔水层组合过渡段前，应首先对材料进行分选，剔除粒径尺寸超规的材料或进行二次破碎，再分层摊铺碾压密实，并分层采用25T以上振动压路机多次往返地压实，控制压实度在96%以上。而填挖交界处透水与隔水层组合过渡段结构如图5,从上往下分别是5cm厚的双层土工格栅、3cm厚的SBS改性沥青隔水层、2

14、cm厚的碎石填充透水层、3cm厚的竖向小导管嵌入头层、3cm厚的隔水层以及5cm厚的加筋泡沫混凝土调节层。针对土工格栅的施工，应符合公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)和公路工程土工合成材料试验规程(JTGE50-2006)等相关规定和标准要求。本工法采用钢塑土工格栅，每延米纵横向抗拉强度80KNm,接点抗剪力1500N,延伸率34%,幅宽2m,格栅拉紧后用水泥钉固定。铺设土工格栅时应拉直平顺，紧贴下承层，不得有褶皱。下承层应平整，严禁有坚硬凸出物。下承层平整度、拱度应符合设计、施工要求。在土工格栅满足材料和规范其他基本要求外，必需满足锚固段不小于2m此将是施工中控制重点。过

15、渡段应采用液压夯和落锤式强夯机进行组合夯实。对于施工断面小的区域，比如台阶处和拐角处，根据液压夯压实有效厚度，逐层夯实，对其它部位采取落锤式强夯机每4米进行补强，针对施工断面大的区域，采用液压夯和32吨高性能强夯震动压路机进行组合碾压。土工格栅路面水泥钉竖向小导管T嵌入头层填挖交界处透水与隔水层组合过渡段加筋泡沫混凝土调节层纵向贯通排水盲沟复合式排水小导管钢筋网片可更换排水体装配”式横向排水盲沟图5.2.5填挖交界处透水与隔水层组合过渡段结构5.2.7 设置复合式排水小导管和坡面斜管导引为了进一步提升排水能力，需在过渡段台阶上设置复合式排水小导管，由密目网和土工布袋缠绕注浆导管形成，内填充有碎

16、石，其结构示意图可见图6,小导管直径42mm,长150mm,端部设有扩大端板，内含直径IOmm的观测孔，锥形桩头连接部分直径为34mm,长5mm,锥尖部分长IOmm,直径也为42mm,端部设有圆锥瓣膜，与注浆导管直接相连；各复合式排水小导管之间设置有坡面斜管导引，将小导管进行串联起来，坡内水体可经小导管，再经坡面斜管导引排出。施工完成后的纵向贯通排水盲沟、坡面斜管导引以及可更换排水体装配式横向排水盲沟组成了山区公路填挖交界处路基结构的重要排水体系。扩大端板上观测孔.注浆导管密目网一图5.2.6复合式排水小导管6.材料与设备6.1材料表6.1材料汇总序号材料名称规格1石灰级或级以上2土有机质含量呈10%