礦區(qū)公路和運(yùn)煤公路軟路基施工技術(shù)研究

文/趙孝懷王家海

礦區(qū)公路和運(yùn)煤公路軟路基施工技術(shù)研究

文/趙孝懷王家海

近年來(lái)，軟路基處理一直困擾著道路的施工，成為公路施工的一項(xiàng)難題，處理起來(lái)成本較高，技術(shù)與施工要求嚴(yán)格，質(zhì)量保障相對(duì)困難。內(nèi)蒙古雙欣礦業(yè)有限公司通過(guò)借鑒、取優(yōu)、綜合分析，多措并舉，解決了礦區(qū)進(jìn)場(chǎng)公路和運(yùn)煤兩條公路軟路基施工面臨的諸多問(wèn)題，大為減少了路基換填工作量，完全消除后期沉降。同時(shí)，還降低了工程建設(shè)投資，保證了工程施工質(zhì)量，縮短了工程施工周期，為今后同類(lèi)路基處理施工總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探求更好、更先進(jìn)的軟基處理方法。

一、工程概況

雙欣礦業(yè)公司楊家村礦井及洗煤廠(chǎng)項(xiàng)目位于國(guó)家規(guī)劃的鄂爾多斯萬(wàn)利礦區(qū)，工業(yè)廣場(chǎng)布置在東勝區(qū)塔拉壕鎮(zhèn)，可采儲(chǔ)量5.4億噸，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力每年500萬(wàn)噸，服務(wù)年限62年。礦井設(shè)計(jì)兩條公路，一條為進(jìn)場(chǎng)公路，二級(jí)場(chǎng)外道路，混凝土路面，長(zhǎng)760米，沿哈拉卜拉溝南側(cè)山腳地形，接萬(wàn)利礦區(qū)運(yùn)煤公路；另一條為運(yùn)煤公路，二級(jí)場(chǎng)外道路，瀝青混凝土路面，路線(xiàn)長(zhǎng)1430米，從埡口穿過(guò)沿哈拉卜拉溝東側(cè)山腳地形向西北，并跨過(guò)哈拉卜拉溝，接萬(wàn)利礦區(qū)運(yùn)煤公路。

工程地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，場(chǎng)地原地貌為侵蝕性丘陵地貌，兩條公路所處位置為強(qiáng)風(fēng)化巖、中風(fēng)化巖、沙土，孔隙比1.0~1.9，滲透系數(shù)為10-8～10cm／s，壓縮性系數(shù)為0.005～0.02，抗剪強(qiáng)度低，觸變性，流變性顯著。盡管兩段路段不長(zhǎng)，但需要路堤填筑、土石開(kāi)挖、軟土路基及彈簧土路基處理、路基路面排水、路基防護(hù)等復(fù)雜的施工工序。

二、施工技術(shù)要求

路基施工是公路工程施工的重要環(huán)節(jié)之一，承受路面?zhèn)鱽?lái)的荷載，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。路基填筑質(zhì)量及穩(wěn)定性，決定著公路質(zhì)量的好壞和使用壽命的長(zhǎng)短，關(guān)系到汽車(chē)的正常行駛。實(shí)踐證明，沒(méi)有堅(jiān)固、穩(wěn)定的路基，就沒(méi)有穩(wěn)固的路面。

在進(jìn)場(chǎng)公路和運(yùn)煤公路路基開(kāi)工前，雙欣礦業(yè)公司對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行全面閱讀和審核，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)查和測(cè)量，并根據(jù)路線(xiàn)中樁，確定出路基邊線(xiàn)、路塹頂、棄土堆等具體位置，從而初步定出路基輪廓。

三、軟路基處理施工

1.路堤填筑

（1）場(chǎng)地清理。設(shè)定工作范圍，對(duì)各種表面物體、樹(shù)木、垃圾等障礙物進(jìn)行清理，并挖掘殘根。在道路路基區(qū)域，進(jìn)行表土剝離工作，把表土平整成平滑表面，避免存在雜草、樹(shù)根、草皮和大石頭等雜物。

（2）路堤填筑。在路堤填筑前，整平坑洼地段，然后進(jìn)行碾壓達(dá)到規(guī)范要求的壓實(shí)度。對(duì)填筑坡度較大的地段，先從低處分層填起，厚度根據(jù)分層填筑的厚度確定，采用重型標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)。零填及挖方路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)為路基底以下0~30cm≥95%，填料最小強(qiáng)度（CBR）為6%；30~80cm≥95%，填料最小強(qiáng)度（CBR）為4%；80~150cm≥94%，填料最小強(qiáng)度（CBR）為3%；150cm以上≥92%，填料最小強(qiáng)度（CBR）為2%。當(dāng)局部路基填料達(dá)不到規(guī)定的最小強(qiáng)度時(shí)，采取換填砂石墊層和摻入6%石灰等穩(wěn)定材料處理。若土基達(dá)不到要求，需翻挖30cm深度后，再進(jìn)行處理。

中心方樁按每20~25m整樁號(hào)和曲線(xiàn)起止點(diǎn)等測(cè)設(shè)，樁面用紅漆寫(xiě)明里程樁號(hào)，從而控制中心準(zhǔn)確位置。根據(jù)近似計(jì)算結(jié)果，測(cè)設(shè)路基邊坡線(xiàn)，測(cè)量出各樁左、中、右三點(diǎn)的高程，并做好記錄，計(jì)算出各樁號(hào)左右兩側(cè)的路基填筑高度。按路基設(shè)計(jì)頂標(biāo)面寬度再加余寬30~50cm作為放邊線(xiàn)點(diǎn)，用白灰播撒兩條白色邊線(xiàn)作為填土范圍的標(biāo)記，以滿(mǎn)足施工需要。

（3）布土。根據(jù)取土位置及地形確定經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)土路線(xiàn)。布土?xí)r應(yīng)根據(jù)壓路機(jī)能達(dá)到的壓實(shí)厚度計(jì)算卸車(chē)數(shù)量。自卸汽車(chē)從取土位置運(yùn)到鋪筑現(xiàn)場(chǎng)，從一端開(kāi)始，左右成排，前后成行等距離布土。

（4）平地機(jī)整平。一段路由推土機(jī)攤平并經(jīng)復(fù)測(cè)符合要求時(shí)可用平地機(jī)進(jìn)行平整。整平由路中開(kāi)始向道路兩側(cè)推進(jìn)，如此往返三次，以達(dá)到平整的要求。

（5）路基碾壓。要采用大噸位的壓路機(jī)，達(dá)到壓實(shí)路基土的效果。第一遍用震動(dòng)壓路機(jī)穩(wěn)壓，然后再震動(dòng)壓實(shí)，具體要求是：直線(xiàn)段和大半徑曲線(xiàn)段，先壓邊緣，后壓中間；小半徑曲線(xiàn)段碾壓順序，先低（內(nèi)側(cè)）后高（外側(cè)）；壓路機(jī)碾壓輪重疊輪寬1/3~1/2；碾壓遍數(shù)約為6~8遍，可達(dá)到密實(shí)度的要求；壓路機(jī)的行駛速度快慢影響生產(chǎn)率和壓實(shí)效果，一般速度在3~6 km/h；影響壓實(shí)效果的主要因素是含水量、土類(lèi)以及壓實(shí)功能，因此，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)在壓實(shí)前實(shí)測(cè)一下填料的實(shí)際含水量，當(dāng)土壤的實(shí)際含水量在正負(fù)2%~5%進(jìn)行碾壓，可達(dá)到最優(yōu)效果。

2.土方開(kāi)挖

進(jìn)場(chǎng)公路沿哈拉卜拉溝南側(cè)山腳段和運(yùn)煤公路920~1130m段，雙欣礦業(yè)公司進(jìn)行了土方挖掘，包括土方的挖掘運(yùn)輸和巖石破碎挖掘運(yùn)輸兩個(gè)方面。

路塹施工根據(jù)設(shè)計(jì)要求，開(kāi)挖方式則根據(jù)路塹的深度和縱向長(zhǎng)度，以及地形、土質(zhì)、土方調(diào)配情況和開(kāi)挖機(jī)械設(shè)備的因素確定。施工中，雙欣礦業(yè)公司采用混合式開(kāi)挖法，即挖掘時(shí)利用挖掘機(jī)械把邊坡做好。

3.處理軟土路基及彈簧土路基

雙欣礦業(yè)公司對(duì)進(jìn)場(chǎng)公路320~720m和運(yùn)煤公路0~860m路段采取三種方式進(jìn)行堤填筑路。

（1）換填。采用人工或機(jī)械挖除路堤下全部軟土，換填強(qiáng)度較高的砂、礫、卵石、片石等滲水性材料，換填深度根據(jù)承載力現(xiàn)場(chǎng)確定。

（2）拋石填筑。橫跨哈拉布拉溝時(shí)，需在有軟土、彈簧土及有積水的路段填筑石頭，填石的高度露出路段原有土層（或積水）高度。填石的過(guò)程中，需用推土機(jī)把石塊壓實(shí)，然后再施工。

（3）石灰淺坑法。個(gè)別地段因受粘性土含水量影響，在施工中出現(xiàn)了“彈簧土”松軟現(xiàn)象。對(duì)此，雙欣礦業(yè)公司采用“石灰淺坑法”，即挖出彈簧土軟弱路基清除坑內(nèi)的滲水，放入深為坑深3∶7灰土，回填碾壓。

4.路基路面排水

水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的另一重要因素，許多路基病害是受水的侵蝕造成的。同時(shí)，從保護(hù)環(huán)境、生態(tài)方面考慮，也要做好路基排水系統(tǒng)，并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調(diào)。對(duì)此，雙欣礦業(yè)公司設(shè)置邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地下排水管等設(shè)施，減少水從路面滲入，使之避免沖刷路基邊坡，避免造成不必要的損失。

此外，由于兩段公路路基的修筑地形復(fù)雜，改變了地層的天然平衡狀態(tài)，路基易受到各種錯(cuò)綜復(fù)雜的自然因素侵蝕。對(duì)此，雙欣礦業(yè)公司采用了石砌擋土墻與植被綜合防護(hù)，以及水泥花磚直接防護(hù)等措施，防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落，保護(hù)沿溝路基邊坡避免遭受雨水沖刷。

（作者單位：內(nèi)蒙古雙欣礦業(yè)有限公司）

（責(zé)任編輯：周瓊）