路基边坡拓宽设计与施工方案.doc

浅谈大万公路拓宽改造施工几项关键技术的应用费伦林1 ,冯义卿2（1、江西省公路管理局 ，江西 南昌 330003）（2、江西省交通厅定额站，江西 南昌 330001）摘 要：通过对江西省大万一级公路改造为二级公路拓宽改造施工项目的施工实践和对施工过程中经验的总结，简要介绍了拓宽改造的几项关键控制技术的施工工艺、方法，经实地施工、观察论证，探讨公路拓宽改造施工关键技术方案。关键词：道路工程；大万公路；拓宽施工；关键技术0 前 言大万一级公路属320国道的一段，路线东起高安市大城镇，西至万载县城东，路线全长129.5km，该项目为二级公路拓宽改造施工项目。项目除在高安市和上高县城区进行了改线，其余沿老线路进行拓宽改造，拓宽路段长约105.8km，2007年6月开工建设，2008年1月建成通车，总工期6个月。由于项目存在工期紧、路线长、任务重、施工质量受作业影响大等诸多不利因素，如采取新建项目施工质量控制措施势必将无法有效地保证工期和工程质量，通过在项目施工过程中对设计、施工工艺进行总结、完善和优化，提出了几项公路拓宽改造设计和施工关键技术，为今后公路拓宽改造提供技术参考方案。1 拓宽改造拼接施工方案如图1所示，公路路基拓宽改造拼接施工的步骤为：图1 路基拼接施工图清理老路基边坡表土、防护工程开挖老路基边坡台阶补压实经开挖形成的台阶清表、回填压实分层填筑并压实路基土方至下路床开挖老路硬路肩强夯补压铺设土工格栅填筑上路床土方、压实路面施工边坡修整防护、排水工程。2 拓宽改造的几项关键施工技术适用本项目特点的路基拓宽改造施工在省内没有类似经验可参考，根据工程的特点，在施工过程中通过理论与实践经验相结合对设计、施工工艺进行了完善和优化，制定了以下几项关键性控制施工技术： 2.1 路基拼接施工由于设计单位缺乏丰富的设计经验，且未对原老路基进行详细、认真实际地调查，设计图纸未能很好地对路基拼接施工进行论证，造成设计方案（如图2所示）可操作性不强，我们在施工过程中对该方案做了修改。图2 原设计路基拼接施工图原设计拼接台阶为100cm30cm，经实地调查老路边坡填筑质量低于一级公路技术标准、普遍存在边坡冲刷严重和堆积垃圾导致边坡不稳定现象，由于边坡不稳定，开挖必须扩大范围。通过试验段施工，我们结合压实工艺及老路边坡不稳定的因素将拼接台阶调整为375cm250cm（如图1所示）或台阶宽度3.5m，既解决了反挖后压路机补压作业面过小，又消除了原不稳定边坡问题。原设计对老路硬路肩采取了利用方式设计，经实地调查老路硬路肩路面结构层为简易硬化路肩，不能够满足快车道路面使用要求，经论证与比较采用了挖除并废弃老路路肩（如图1所示），以满足行车要求。2.2 强夯技术的应用强夯法是指将重锤（一般锤重10t40t）提到高处使其自由落下夯击土基，利用其动能作用于土基，从而使土基的强度提高，压缩性得到降低的方法（如图3所示）。图3 强夯图及施工现场照片选择了具有代表性的K883+300+600作为试验段，该路段填土高度2m-5m，并通过对强夯后密实度、沉降量等指标的比较，确定了强夯的主要参数：按单排相隔布置夯击点；落距h=6.6m，锤重w=15t，锤直径2.5m，点夯夯击能1000kNm；点夯击间距定为3.0m-5.0m，点夯45击，点夯后再进行满夯，满夯1-2击，夯印搭接为锤底面积的1/4，且连续进行；强夯位置：对填土高度2m8m新老路基结合部位沿直线方向强夯（如图4所示），特殊路段或填土高度8m的则采用全幅夯击；图4 强夯位置图通过试验段的试夯总结，强夯夯击能不易设定过大，过大的击能反而扰动落锤周围已填筑压实的土方，即所谓的起包、起拱现象，夯击能应根据土质、含水量、夯击处理有效加固深度、压实度等指标通过试验来确定。强夯前后压实度、沉降观测成果如表1所示，强夯前后动力触探观测成果如表2所示。通过成果表可以看出，经过强夯的路基密实度、稳定性等指标有较大的提高，也对新老路基结合部位无法碾压的死角进行了补强。采取强夯补压法，既有施工见效快、施工方便、造价低等特点，又可以在短时间迅速完成路基工后沉降，也有使新填路基下一定深度内土体得到加固，从而保证了新填路基的稳定。如今后公路建设出现碎石土、砂土、粉土和素填土需补强时，采取强夯是非常有效的处理方法。项目通过一年多来运营情况来看，通过强夯对路基作用是非常明显的，有效地减少了路基不均匀沉降而导致开裂的现象发生。表1 强夯前后压实度与沉降量观测表桩号强夯前压实度(%)强夯后压实度(%)沉降量(cm)点夯后满夯后强夯1击强夯2击强夯3击强夯4击强夯5击强夯6击小计K883+43093.298.499.52.50.60.40.43.9K883+44095.198.999.63.11.11.00.45.6K883+50094.598.499.13.41.24.6K883+51094.398.499.03.21.34.5K883+56095.299.51002.31.50.60.40.40.15.3K883+58093.598.999.52.80.40.70.60.30.25.0表2 强夯前后标准贯入动力触探实验数据表触探深度桩号强夯前(击)强夯后(击)0m-1m1m-2m2m-3m3m-4m4m-5m0m-1m1m-2m2m-3m3m-4m4m-5mK883+43068812101220252530K883+440464621218181820K883+500443241218202028K883+560223446202224242.3 路面拼接施工大万公路路面拼接施工图（如图5所示），路面施工技术、质量控制措施本文不再赘述，此文着重讲述四点路面拼接施工中需注意的问题：图5 路面拼接施工图老路肩在挖除前应在其破除分界处采用切割机进行切缝，使连接处保持平顺，以保证拓宽路面施工衔接处得到有效的碾压实；慢车道路面与老路面结构层施工拼接应根据松铺系数确定松铺厚度，以保证在压实后与老路面顶面相平，过高或过低将影响结合部位的压实效果；老路面上加铺水稳前应洒水泥浆或用水车冲洗老路面后洒水泥，以加强路面胶结力，提高路面结构层的整体性和路面的抗衰老能力；为防止路面开裂建议在新老路面结合部位的下面层与水稳间设置玻纤格栅，以提高路面抗裂能力。此处不得使用土工布，土工布虽具有防水作用，但将造成路面结构层明显分层，破坏路面的整体性，严重影响到路面的使用寿命。2.4 构造物台背回填的施工由于本项目为沿原老路两边拓宽改造工程，全线桥涵基本上按原有拓宽改造，少有重建，路基普遍双幅单侧各拓宽5m-8m，台背回填受作业面小的影响无法有效的压实。常见的台背加固处理方式挤密桩、注浆法存在施工时间长，无法迅速组织大规模作业的缺点，如不加以处理势必存在缺陷，通车后将出现台背跳车的病害现象发生。根据试验，提出了如下处理措施：加强对台背回填工作的重视，做到每个台背填筑有施工、监理责任人，管理单位同时加强全过程的巡视，通过建立奖罚制度提高施工、监理人员的质量意识和责任感；根据实地调查情况逐个确定桥涵台背回填的具体处理方案。根据对以往经验的总结与试验，确定了采用水稳料作为台背回填填料的新方法，台背水稳填筑处理施工是指将桥涵台背按规范填筑至距设计顶面30cm处，再采用水稳料作为填筑料填筑，涵洞一般考虑到效果应在顶面加铺一层，以形成有效的整体性（如图6所示）。该方法利用路面施工单位的拌和设备有取料方便、造价低、大规模施工作业等优点，对工期短、任务重的项目特别适用；台背水稳填筑处理施工适用于还未进行涵顶填土的涵洞台背回填，对于已完成顶上填筑的，则应采取挤密桩或压浆方法进行加固；图6 台背水稳填筑处理施工图通过本项目A9标利用强夯技术处理台背回填不密实的问题及处理后运行情况的总结，我们认为强夯法是一种有效治理构造物台背跳车病害的有效方法；老路内涵洞拆除重建的，涵顶先回填砂至距老路顶面4050cm后再填筑未筛分碎石，通过开放交通提高回填砂的密实度并减少沉降，未师分碎石不得用素砼或水稳料替代；台背回填应从各个环节、工序杜绝质量隐患的产生，各工序及完工后应经监理工程师验收并签证后方可进行下道工序的施工。3 各工序的验收由于老路拓宽改造工作面多、施工质量受作业影响大等诸多不利因素，施工质量不易控制，应加强过程质量控制与验收，严格按规范规定的检验项目进行验收，合格后才能进行下道工序施工。4 结 语通过对大万公路一年多来施工质量监控与项目运行后的总结，笔者认为：1、公路改造工程应保证有足够的设计时间，设计单位对现场应进行认真、详细的实地调查并逐桥、逐涵检测，针对性地进行老桥、涵利用加固设计，同时设计单位应考虑施工受作业面、通车、工期等方面的影响，在设计阶段加以优化完善设计，为施工提供有效的技术方案，以保证设计质量和具有施工可操作性。2、通过强夯和未强夯路段运营一年后的比较，经强夯处理后新老路基结合部位路面未出现开裂现象，未强夯路段则易出现，说明强夯对提高路基稳定性是非常有效的一种措施。3、通过采用台背水稳填筑处理施工，有效地保证了台背填筑的稳定，项目运营后未出现台背下沉和跳车现象。4、建议今后类似的项目设计上取消土工布在路面结构层中的应用。5、项目设计拓宽方式在选定时应结合老路线型、征地拆迁及工期等因素，确定采取单边拓宽还是双幅拓宽方案。单边拓宽具有工程造价低、病害少、工期和施工质量容易控制等优点；双幅拓宽由于原老路经过运营路基稳定，利用原行车道可以减少路基病害的出现，但存在造价高、施工质量和工期受作业面影响难以控制等缺点。6、如新铺路面水稳结构层直接在老路面上铺筑的，应严格按照公路路面基层施工技术规范（JTJ0342000）规定在加铺水稳前洒水泥浆或用水车冲洗老路面后洒水泥以加强路面胶结力，以使路面结构层形成整体，提高路面的质量和使用寿命。7、通常改造项目技术问题繁杂，且遇到不可确定的因素比较多，需及时发现和解决，参建的监理人员应具备丰富的施工管理经验和准确确定技术方案的能力。8、施工过程中应加强对设计利用的老桥涵运行情况进行监控，发现问题应及时采取加固措施，保障道路运行安全，防止交通事故和不安全生产问题的发生。9、大万公路一年多来的运行和对路基、路面的观测，各项指标均符合要