路基施工方法与工艺 20页

路基施工方法与工艺一、土石方调配从降低工程造价、节约土地及改地造田等方面综合考虑，根据设计和规范要求，路基施工中尽可能以挖作填，减少弃方，充分利用路堑挖方。施工前对当地地形、地质进行详细分析，做出合理的土石方调配方案，并选择恰当的调配方向和运输路线，使土石方运输无对流现象。二、路基施工路基施工以机械化作业为主，人工配合。配备足够的挖掘机、装载机、自卸车装运，推土机、平地机整平，羊足碾、震动压路机压实。为保证施工质量，提高施工效率，加快施工进度，采用“三阶段、四区段、八流程”的作业程序组织施工。三阶段：准备阶段—施工阶段—竣工验收阶段四区段：填筑区—平整区—碾压区—检验区八流程：施工准备—基底处理—分层填筑—摊铺整平—洒水（晾晒）—碾压夯实—检验签证—路面整形（边坡整修）。路基施工四区段、八流程作业程序图见图1。路基施工工艺流程图见图2。n填筑区段平整区段碾压区段检验区段施工准备基底处理分层填筑摊铺整平洒水或晾晒机械碾压检验签证路面整形边坡整修四区段八流程图1路基施工四区段、八流程作业程序图（一）、施工区段划分在施工准备完成后，根据土石方调配方案多工点同时展开，每200m或两结构物之间（不小于100m）为一施工区段，各施工区段组织平行流水作业，分段施工，分层填筑，分层碾压，分段成型。施工中做好机具的配备及各工序间的配合工作，组织好土石方运输，做到挖、装、运、卸、夯等作业工序连续、紧凑和互不干扰。（二）、施工准备1、测量放线完成现场交桩后，立即进行中线、水准的贯通测量，并与相邻地段贯通闭合，施放线路中线桩和路基边桩，测量工作贯彻双检制。2、地质调查核实n施工前根据设计资料，详细调查核实工程地质、水文地质。施工准备图路基放样场地清理基底处理填料选择分层填筑摊铺整平机械碾压检测密实度整平成型施工防排水试验室施工技术方案拆迁、清表中线、标高复测边桩、边坡压实试验洒水（晾晒）））机械挖运检测压实检查摊铺厚度重型击实标定最佳含水量、最大干容重不合格图2路基施工工艺流程图合格n结合实际情况，在掌握原有地质资料的基础上，做必要的补充勘探，进一步查明和核对地质资料。3、设置排水系统根据设计图纸尺寸放出路基坡脚、边沟位置，先行施工急需的一般基底处理，再施工其它一般基底处理。并结合施工实际，修建需要的临时排水工程。（三）、基底处理根据现场地面实际条件及土质情况，按施工规范及设计要求采取相应的方法进行基底处理施工，特别是软土地基处理（软土地基处理见特殊路基施工）。一般基底处理主要采取下列措施：1、基底土密实，且地面横坡不陡于1:10时，清除地表树根、草皮等植物根系；铲除原地面0.3m厚度以内的耕植土另行利用造地还田；坑、沟、槽用和路堤同样的填料与填筑工艺进行填补夯实，然后平整。2、当原地面横向坡度陡于1:10时，自下而上挖成台阶，台阶宽度不小于1.0m，随开挖随填筑压实，保持台阶稳定。3、对松土采取原地面夯实或翻挖分层回填压实等加固措施。4、如基底有地下水时，须严格按照设计文件要求，采取拦截引排措施，将水引排至基底范围以外，并采取加固防渗措施，保证不留后患。5、根据不同的地表土采用不同的试验方法进行试验，路基基底试验检测项目及主要试验仪器设备见表1。n路基基底试验检测项目及主要试验仪器设备表表1序号检测项目检测方法检测频率主要试验仪器设备1土质鉴定各种土质土工试验仪器设备2击实重型击实各种土质重型击实仪3压实密度环刀法、核子密度仪法每200m取6个点环刀、核子密度仪4含水率环刀法、核子密度仪法每200m取6个点环刀、核子密度仪5地基系数(K30)荷载板法每200m取2个点K30荷载板（四）、路堤填料选择及路堤填筑压实试验段利用路堑挖方和隧道弃碴作为路堤填料。路堤填筑前，先对填料进行土工试验，以确定其类别、颗粒粒径、塑性指数、含水量等指标是否符合规范要求。如不符合，则采取监理认可的措施。在施工过程中定期对填料进行抽检。开工后，先选取施工区段内具有代表性的200m长一段路堤作为试验段，进行现场填筑压实试验，以确定有效的填层厚度、适宜的碾压机械、经济的压实遍数、最佳的控制含水量以及合理的施工控制方法等工艺参数，作为实施科学填筑压实工艺的依据。通过各项对比试验与测定，对所获得的各种数据整理成数据表和曲线关系图，以便施工利用。（五）、路堤填筑施工中始终坚持“三线四度”。“三线”即中线、两侧边线，施工时在三线上每隔20m插一小红旗，明确中线、边线的控制点；“四度”n即厚度、密实度、拱度、平整度。控制路堤分层厚度以确保每层层底的密实度；控制密实度以确保路堤的填筑质量及工后沉降不超标；控制拱度以确保雨水及时排出；控制平整度以确保路堤碾压均匀及在下雨时路堤上不积水。1、填土路堤（1）、分层填筑每200m左右或两结构物之间划分为一个施工区段，机械化作业，按路基横断面全宽纵向水平分层填筑压实。分层厚度根据填筑压实试验段所确定的工艺参数严格控制，路堤每20m设一组标高点，每层压实后的厚度不大于30cm，不小于20cm，最大虚铺厚度不超过35cm。地形起伏时由低处分层填筑，由两边向中心填筑。边坡两侧各超填40～50cm宽，以方便机械压实作业，保证路堤全断面的压实度一致，竣工时刷坡整平。根据自卸车容量计算堆土间距，以便平整时控制均匀的分层厚度。（2）、摊铺整平先用推土机初平，再用平地机终平，控制层面平整、厚度均匀，以保证压路机的碾压效果。摊铺时层面做成向两侧倾斜2%～3%的横向排水坡，以利路基面排水。在推土机摊铺平整的同时，对路肩进行预压，保证压路机进行压实时压到路肩不致滑坡。（3）、洒水、晾晒　　根据试验段所得出的结论，选择最佳控制含水量，路堤填土的含水量控制在Wopt+2%～Woptn-3%。当含水量超出最佳含水量的+2%时，采取在路基上摊铺、用悬耕机松土晾晒的办法，降低填土的含水量。当含水量低于-3%时，洒水润湿，加水量mw（t)可按下式估算：　　式中：ms----拟加湿填料的湿重；W、Wopt----填料的天然含水量，最优含水量（重型击实试验）。洒水采用提前洒水闷湿和路基上洒水搅拌相结合的方法。（4）、机械碾压碾压前，先对填筑层的分层厚度和平整度进行检查，不符合要求时，用平地机再整平，确认符合要求后再进行碾压。开始碾压时，先用小吨位光轮压路机对松铺土表面预压，再用拖式振动羊足碾碾压，振动羊足碾碾压完后，用平地机刮平，然后再用大吨位振动压路机碾压。压实作业按照先压路基边缘，后压路基中间，纵向进退，先慢后快，先静压后振动，由弱振至强振的操作规程进行碾压。碾压施工中，压路机往返行驶的轮迹必须重叠一部分，光轮压路机重叠1/2轮宽，振动压路机重叠40～50cm，相临两区段纵向重叠2.0m。压实作业做到无偏压、无死角、碾压均匀。碾压施工工艺流程图见图8-2-3。稳压震动碾压封面碾压采用自重16~20t压路机以3~5km/h的速度排压。采用激震力大于40t的压实机械以2~4Km/h的速度震动碾压。采用自重16t压实机械以4~5Km/h的速度碾压，必要时采用小振幅震动碾压。图3碾压施工工艺流程图n2、填石路堤路堤填石压实在施工中除遵守填土压实的施工程序外，结合填料的特性选择合理的施工工艺。（1）、路堤填石压实施工工艺　　四区段——填石区段、整平区段、碾压区段、检验区段。　　八流程——施工准备、填料试验、基底处理、分层填石整平、振动碾压、检验签证、路堤整修、边坡整修。　　工艺参数由现场试验段确定，并经监理工程师检验批准。（2）、填料的选择与试验路堤填石的填料均来自本标段路堑挖方和隧道弃碴。填料按规定要求进行鉴别试验，并依试验结果选用。严重风化的软岩不得用于路堤的填筑，易风化的软岩不得用于路堤表层。岩块须达到大型击实仪（大型击实仪的锤重4.5kg，落高46cm）击实试验标准的100%，K30标准≥1.5MPa/cm；或达到振幅为0.6mm以下振动8分钟时的干容重。（3）、分层填筑施工要保证每层的填筑厚度在60~80cm，填筑石块必须有较好的级配。最大块度不能超过每层填筑厚度的2/3，否则采用破碎解体或另做它用。填筑时安排好运行线路，派专人指挥卸碴，水平分层填筑，先低后高，先两侧后中央。（4）、摊铺整平n卸下的石质填料，采用大型推土机整平使岩块之间无明显的高差。大石块进行解体或清除出去，以保证碾压密实。整平要均匀，若有不平之处用人工铺细粒砂石找平。（5）、振动碾压采用羊足碾、40t以上的重型振动压路机，分层碾压。所有缝隙以小石块、石碴、石屑、中砂、粗砂等填筑。碾压时先压两侧，后压中央，平行操作，行与行之间重叠0.4~0.5m，前后相邻区段重叠2.0m左右，以保证碾压密实。3、预留沉降　　路堤填筑考虑施工时和竣工后路堤本体的压缩与固结，根据堤高、填料种类及压实条件，并结合基底情况、施工季节、延续时间及施工观测结果等情况，确定预留沉降量。沉降量按“规范”要求预留。4、检验签证　　质检工程师严格按照规范要求，运用科学的检测手段，进行密度、强度及颗粒级配等工程质量标准的检验。尤其在路堤每层填筑、平整、压实后，及时进行检测，在确定填料质量、填筑厚度、层面纵横向平整均匀度等符合要求后，再测定密实度和地基系数。　　路基填筑压实质量采用K30荷载板试验法、核子密度仪、灌砂法进行检验，检验设备选用配备计算机自动处理系统的K30试验车、MC-3核子密度仪达到快速、准确检测的目的。　　自检、复检合格，并经监理工程师检测合格签字认可后，才能进行上层路堤填筑。5、路面整形、边坡整修n　　（1）、路堤填筑达到设计路肩标高后，先恢复中线，每20m设置一桩，进行水准测量，计算平整高度，施放路肩边桩，按设计要求修筑路拱，并进行压实。　　（2）、路面整形须保证基床表层质量，做好路拱、路肩的整修压实。边坡整修须按设计坡率刷除超填部分，要尽力避免超刷并及时整修夯拍。　　（3）、路堤边坡缺土帮坡时，须挖出台阶，分层夯实。　　（4）、非绿化区边坡压实采用改装的挖掘机进行边坡夯实，对于设计有绿化要求的坡面采用人工夯实与种植植被相结合的方法进行。（六）、路堑开挖1、施工准备　　（1）、首先对土石的工程分级与类别按规范要求进行鉴定，然后按机具开挖或爆破开挖分别进行施工分类。　　（2）、测放出路堑的边线、中线，在路堑顶两侧每5.0m设一固定桩，并在施工中随时检查开挖坡度，及时纠正偏差，严防超、欠挖。2、施工方法　　路堑开挖方式根据地形情况、岩层产状、路堑断面及其长度并结合土方调配确定。土质路堑采用逐层顺坡开挖；平缓地面上短而浅的土石路堑采用全断面开挖；平缓横坡上一般土石路堑采用横向台阶开挖，较深路堑采用分层开挖；土、石质傍山路堑采用纵向台阶开挖，边坡较高时要分层开挖，路堑较长时适当开设马口，以增加工作面。　　硬岩路堑采用风动凿岩机、潜孔钻孔，预留光爆层控制爆破，装载机装车，自卸车运输的施工方法，以确保列车运行的安全。n土质、软岩路堑采用挖掘机或装载机挖、装，自卸汽车运输的施工方法。3、路堑施工防、排水　　路堑开挖前，要绘出堑顶截水沟、天沟的详图，放线施工，并随时检查维护，以防地表水冲刷。　　天沟等引、截排水设施，须符合下列要求：　　（1）、沟基稳定；　　（2）、沟形整齐；　　（3）、排水沟与桥涵及线路排水系统相衔接，确保沟水排泄不对路基、农田及其他建筑物产生危害；　　（4）、天沟尽量不在地面坑凹处通过，如必须通过时，要将坑凹填平，然后挖沟，并防止不均匀沉降和变形；　　（5）、天沟在开挖好后，立即铺砌浆砌片石防止渗水，保证边坡稳定。　　在施工中及竣工后，确保排水系统畅通，不淤积、不堵塞。4、开挖的基本要求（1）、土方开挖时，将适用于种植草皮和其它用途的表土储存于指定地点。　　（2）、开挖土石均自上而下进行，边坡不得乱挖超挖，严禁掏底开挖。机械开挖时，需有人工配合。n　　（3）、开挖石方时，对于软石和强风化岩石，能用机械直接开挖的均选用机械开挖，人工配合；机械或人工不能直接开挖的石方，采用控制爆破法开挖　　（4）、施工时要保证路堑坡面平顺，无明显的局部高低差，无凸悬危石、浮石、碴堆、杂物，边坡上出现的坑穴、凹槽须进行嵌补平整。（5）、开挖平台台面设有向路基侧沟排水的坡度。　　（6）、开挖形成的边坡按设计要求及时防护，避免长期暴露，造成坡面坍塌。　　（7）、弃土　　在能保证路堑边坡和弃土堆自身稳定的情况下，并考虑地形以及对附近建筑物、农田、水利、河道、交通的影响，防止水土流失、淤塞排灌沟渠等弊端，合理确定弃土堆位置与高度。尽量考虑以挖作填，必须弃舍时本着高土高弃、低土低弃、劣土废弃、优土还田的原则。　　——路堑上方及和路堤边坡上不弃土；　　——山坡上弃土，要连续堆填；山坡下弃土，每隔适当距离在低凹处留有缺口，并保证地面水顺利从缺口排出；　　——沿河岸或傍山路堑的弃土，不弃入河道，以防挤压桥孔或涵洞出入口、改变水流方向和加剧对河岸的冲刷；　　——贴近桥墩台处不弃土，以防造成偏压；　　——不得将弃碴沿既有线路基堆放，防止造成路基偏压，影响运营安全。n5、控制边坡平顺性、稳定性的关键技术（1）、预留光爆层石质路堑采用爆破开挖时，施工中预留光爆层，利用二次爆破技术。主要目的：一是减少对路堑边坡及路堑基床下部岩石的爆破松动，二是提高开挖边坡的平顺性，减少超欠挖。预留光爆层爆破通过试验确定爆破参数。根据我们在多条干线上的施工经验，一般在炮孔底部装一管药卷，上部采用导爆索进行爆破，能取得令人十分满意的效果。预留光爆层示意图见图8-2-4。图4预留光爆层示意图　　当岩层层理大体与边坡平行时，在岩层的走向、倾角不利于边坡稳定及施工安全的地段，采用顺层开挖，不得挖断岩层，且采取减弱施工振动的措施，当岩层层理与边坡成较大夹角时，采用浅孔光面爆破开挖边坡。（2）、预留开挖层n图5预留开挖层示意图土质路堑及软质岩石路堑开挖时，两边边坡预留20cm，底部预留20cm。开挖至预留层时，停止机械开挖，待进行路基基床施工时，用人工突击开挖。预留开挖层示意图见图5。（3）、当路堑坡面上出现坑穴、凹槽时，及时采取勾缝、灌浆、嵌补、支顶等措施防护进行加固。　　①、勾缝及灌浆填缝时，先清除草根、泥土，并冲洗缝隙。补缝前先涂一层水泥浆，以保证砂浆与岩石更好地结合，且在水泥浆凝固前进行补缝。缝隙较深或外口小里口大时，必须将砂浆填满捣实。补缝后3-5min进行抹平，使表面光滑，并用塑料薄膜覆盖养生。对较大缝灌注水泥砂浆时，体积配合比不低于1:5；大缝灌混凝土时，配合比不低于1:4:6。插捣密实，灌满至缝口抹平。　　②、嵌补坡面空洞及凹槽时，先清除松动岩石并将基座凿平一定宽度后再行砌筑，并做到嵌体稳固，表面平顺，周边封严。　　③、在支顶危石悬岩时，其圬工基座置于完整的稳定岩体上，并根据地形情况进行整平或凿成台阶。n6、爆破设计爆破作业在施工前，进行详细设计并进行爆破试验，通过试验进一步修正爆破设计。根据本标段岩石的岩性、产状、路堑边坡高度及设计、监理的要求，选择浅孔爆破，爆破时严格控制用药量。爆破后，必须使基床、边坡和堑顶山体稳定，不松动，爆出的坡面平顺，底板平整。有凹凸不平处再用浆砌片石补齐。（1）台阶浅孔爆破①、选用凿岩机和潜孔钻机钻孔。②、采用塑料导爆管非电复式起爆网路，孔内和孔外相结合的微差爆破网路，直线型起爆。爆破起爆网路图见图8-2-6。图6爆破起爆网路图③、采用2~4m高的台阶，台阶宽度应能满足操作需要；炮孔方向大致与台阶壁面平行或垂直，并以较大角度与岩层面相交。④、台阶浅孔爆破参数的选取及药量计算：n炮孔超钻深度h根据岩层石质情况决定：h=μ'Wp式中：μ'—超钻系数，一般可取μ'=0.1~0.33，岩石较坚硬完整时取较高值，对松软岩石不宜超钻，底板处为破碎岩层时，适当欠钻。Wp—台阶浅孔爆破底板抵抗线（m）。装药深度不大于炮孔深度的2/3。堵塞系数β(堵塞长度与底板抵抗线之比值）：当炮孔与台阶坡面大致平行时，取β=0.75，当炮孔垂直，台阶壁面角α为70o~60o时，可取β=0.75~1.20，α较大时，β取较小值。Wp根据岩石类别特征、台阶高度H及其壁面角α、炮孔直径d、装药密度参数△及采用的堵塞、超钻系数β、μ'等综合计算确定。同排炮孔间距a：可在a=（1.0-1.5）Wp选取；岩石较坚硬完整时取较低值，反之，取较高值。多排炮孔及排间距b：布孔宜取梅花形，当各排炮孔间距、深度及单孔装药量均相同时，b=(0.8-0.9)a（前后排同时起爆），或b=(0.9~1.0)a(延期起爆)。单个炮孔装药量Q（Kg），可分别按下式计算：前排炮孔：Q=qWpaH后排炮孔：Q=（1.25~1.3）qWpbH式中：Wp----台阶浅孔爆破底板抵抗线（m）a、b----分别为炮孔间距、排距（m）nH----台阶高度（m）q----台阶浅孔爆破正常松动药包的单位用药量（kg/m3）q=0.33k，其中K为单位用药量。k值参考施工规范和类似地质施工经验选取，取k=1.0~1.4(Kg/m3)。当药包长度大于炮孔深度的2/3时，加密炮孔（减小a值）重新计算装药量。（2）、零星孤石的爆破零星孤石一般具有二个以上的临空面。临空面越多，爆破单位体积石块所消耗的炸药量就越少，爆破效果也越好。对同样体积的岩石，每增加一个临空面，单位炸药消耗量可减少10~20%。因此，在实际施工中，尽可能增加需要爆破石块的临空面，如清除石块周围的堆积物，上次爆破为下次爆破创造临空面等。大石改小爆破，药包中心（或多个炮孔的药包重心）接近石体中心，装药深度为炮孔深度的1/2左右；单个炮孔的药包重量按下式计算：Q=VPnK'式中：Q—单个炮孔的药包装药量（Kg）V—大石体积（m3）Pn—几个临空面的药量修正系数；当n=3、4、5、6时，可依序取Pn=0.4、0.24、0.2、0.17；K'—正常松动药包单位炸药消耗量，K'=0.33k，k值参考施工规范和类似地质施工经验选取，取k=1.1~1.5(Kg/m3)。n炮孔深度按岩块厚度确定，即：L=(0.5～0.7)H式中：L—炮孔深度（m）H—石块厚度（m）（3）、爆破安全距离计算在施工时要采取减弱震动爆破，尽量减少对路堑边坡的扰动，同时由于沿线村庄、高压电线、农田密布，爆破时必须限制飞石的距离。在施工时考虑以上因素，对炸药量严格进行校核和控制，其参数可先由最小量起，逐次微量增加，在试爆中取值，且最小抵抗线方向必须避开保证对象。①、个别飞石计算为安全起见，浅孔爆破最小抵抗线方向个别飞石按下式计算：L=20KAn2w式中：取KA=1.5；n值通过试验确定；w为前排底部抵抗线。根据经验，对于背向最小抵抗线方向的距离减少一半。②、爆破振动检算爆破振动速度V用下式计算：V=K(Q1/3/R)a式中：K、a—与爆破点地形、地质条件等有关的系数和振动波衰减指数，开工试验时，根据经验取K=200，a=1.7，待经过振动仪器的多次监测，得出较为准确的K、a计算值；Q—分段最大药量（Kg）；nR—爆破点至被保护建筑物的距离；V—被保护建筑物的允许振动速度，参照《爆破安全规程》规定的允许值计算，每次爆破都进行计算，使爆破振动速度都小于允许值。③、空气冲击波浅孔爆破只要按设计进行堵塞、回填，冲击波可忽略不计。（4）、爆破施工操作①、钻孔钻孔前，首先清理场地浮土、松石，然后进行测量按设计布孔，准备定位，采用YT25或YT28风动凿岩机钻孔。石方量大的地方，选用潜孔钻机少量钻孔，以提高功效，且底部及边坡预留光爆层。②、装药装药前先清孔，检查炮孔的最小抵抗线与原设计有无变化，防止过小的抵抗线引起冲炮；检查孔深有无变化，并根据检查结果调整装药量。干燥的孔可装散装的硝铵类炸药，潮湿的孔要对炸药进行防水处理或使用防水炸药。③、堵塞堵塞的作用在于使炸药得到良好的效果，同时改变爆后气体，堵塞的好坏还直接影响到装药量的多少。堵塞材料选用砂粘土，并有一定的含水率。堵塞长度在施工中根据孔径、最小抵抗线确定，一般不小于最小抵抗线。④、爆破na、爆破作业的组织与起爆爆破作业一般在下班后进行。爆破指挥人员要在确认周围的安全警戒工作完成后，方可发出起爆命令。爆破指挥人员严格执行预报、警戒和解除三种统一信号，并由爆破指挥人员统一发出。防护、警戒人员按规定信号执行任务，不得擅离职守。指定专人核对装炮、点炮。起爆后由爆破作业人员检查结束，确认安全后，方可发出解除信号，撤出防护人员。如发生瞎炮，要设立防护标志。b、瞎炮的处理由原装炮人员当班处理，特殊情况下如不可能时，装炮人员在现场将装炮情况、炮眼方向、装药数量交待给处理人员。在对瞎炮孔内的爆破线路、导爆管等检查完好，并检查了瞎炮的抵抗线情况，重新布置警戒后，才能重新起爆。⑤、爆破振动监测采用Topbox508s振动信号自记仪进行振动监测。