路基工程土石方填挖施工控制

牛智勇1 吳春柳2

鄭州中興工程監(jiān)理有限公司 450000

摘要：本文主要闡述了公路施工中土石方施工工藝以及控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：路基；爆破；施工技術(shù)

一、路基挖方

路基挖方在開工前，將開挖路基斷面圖及地質(zhì)（土石）情況報(bào)監(jiān)理工程師復(fù)核，批準(zhǔn)后再進(jìn)行開挖。土質(zhì)路塹在開挖過程中如果出現(xiàn)石方，認(rèn)真測(cè)量土石分界線和分析地質(zhì)情況，經(jīng)監(jiān)理工程師簽定認(rèn)可后，再進(jìn)行開挖。挖方過程中采取有效措施，始終保持邊坡的穩(wěn)定，不對(duì)鄰近的各種結(jié)構(gòu)物及設(shè)施產(chǎn)生損壞或干擾。對(duì)挖出土石方盡量就近填筑利用，剩余可按土方調(diào)配方案進(jìn)行堆棄。

1.土質(zhì)路塹施工

1.1施工方法

開挖前認(rèn)真審核圖紙，根據(jù)實(shí)際地形情況采取分段開挖方式進(jìn)行。

土質(zhì)路塹先做好天溝，以防地表雨水的沖刷。邊坡防護(hù)不能緊跟開挖時(shí)，暫留一定厚度的保護(hù)層，待做護(hù)坡時(shí)或整型時(shí)再刷坡，邊坡坡率嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制。

開挖時(shí)從挖方最高處開始，測(cè)量定出放坡邊界線及護(hù)坡保護(hù)層厚度，自上而下逐層縱向開挖，并根據(jù)移挖作填和棄土距離，合理安排機(jī)械施工作業(yè)。

當(dāng)開挖接近塹底時(shí)，鑒別核實(shí)土石，然后按設(shè)計(jì)基床斷面測(cè)量放樣，開挖修整，或按設(shè)計(jì)采取壓實(shí)、換填、改良土質(zhì)、排水、封閉等措施。

1.2作業(yè)程序：

推土機(jī)縱向開挖→挖掘機(jī)挖裝→自卸汽車運(yùn)輸→填方段（或棄土場(chǎng)）

1.3注意事項(xiàng)

1.3.1每一段按要求自上而下進(jìn)行，不得亂挖或超挖，嚴(yán)禁用爆破法施工或掏洞取土。

1.3.2開挖過程中發(fā)現(xiàn)土層性質(zhì)有變化時(shí)，及時(shí)通知監(jiān)理工程師并獲得批準(zhǔn)后，修改施工方案及挖方邊坡。

1.3.3因氣候條件影響挖方利用時(shí)，要停止開挖，直到氣候條件轉(zhuǎn)好。

1.3.4設(shè)計(jì)提供棄土場(chǎng)不能滿足堆砌要求時(shí)，要重新選用經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的棄土場(chǎng)。

2.石質(zhì)路塹施工

路塹山體以石質(zhì)為主，并伴有局部風(fēng)化層，山體最高達(dá)30-50m，為深挖路塹，施工上具有很大難度，是施工中的重點(diǎn)。

2.1施工方法

根據(jù)上場(chǎng)人員及機(jī)械配備情況，采用小型及深眼松動(dòng)爆破，并在14天前將施工方法及各項(xiàng)保證措施報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，爆破后人工清理徹底，確保開挖這坡穩(wěn)定無危石，然后用挖掘機(jī)裝運(yùn)，汽車運(yùn)輸運(yùn)至填方段或棄碴場(chǎng)。

對(duì)于軟石和強(qiáng)風(fēng)化巖石，凡能利用機(jī)械直接開挖的，均采用機(jī)械開挖，凡不能使用機(jī)械開挖的，均采用爆破開挖。使用爆破開挖施工時(shí)，根據(jù)山體高度和邊坡特點(diǎn)分別采取淺孔爆破、深孔爆破和預(yù)裂爆破。

當(dāng)山體高度在8m以下時(shí)，采用淺孔爆破，8m以上采用深孔爆破，20m以下使用一層深孔爆破，大于20m分兩層縱向爆破施工，為使深挖路塹邊坡具有較好的坡面及減少整坡工作量，采用預(yù)裂爆破形成邊坡坡面。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定每段路塹爆破施工方案：采用縱向分層爆破開挖，機(jī)械鉆孔，由遠(yuǎn)及近，由內(nèi)向外順序進(jìn)行；嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)計(jì)算的每孔裝藥量進(jìn)行裝藥，爆破時(shí)使用多排微差爆破，預(yù)裂孔先爆破形成邊坡坡面，開挖區(qū)內(nèi)再逐排爆破。爆破后，首先清理危石，然后再進(jìn)行后續(xù)作業(yè)按機(jī)械作業(yè)程序：正鏟挖掘機(jī)裝車→自卸汽車運(yùn)輸→填石路段（或棄石場(chǎng)）形成循環(huán)流水作業(yè)。

2.1.1淺孔爆破

淺孔爆破具有工藝簡單，地形適應(yīng)條件好，震動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是工效低、工期長、放炮次數(shù)多。淺孔爆破在邊坡高度8m以下以及不適宜采用深孔控制爆破地段采用，一般情況下單層一次全斷面爆破，以便于裝運(yùn)出碴，必要時(shí)也可分成兩層爆破開挖。具體炮眼布置及裝藥方式見“爆破技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)”及爆破開挖示意圖。

2.1.2深孔爆破

深孔爆破具有進(jìn)度快、工期短、石方機(jī)械化配套作業(yè)合理、爆能分配理想、塊度均勻、飛石容易控制等優(yōu)點(diǎn)。在邊坡高度8m以上地段采用，高度20m以下，一層到底，20m以上兩分層，臨空面的改變通過起爆網(wǎng)路調(diào)整，炮眼布置及裝藥方式見“爆破技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)”。

在鉆炮孔時(shí)注意巖石的軟弱夾層及大的裂隙，一有異常，應(yīng)查明原因，必要時(shí)通過試爆查探。

2.1.3邊坡預(yù)裂爆破

為避免爆破傷及山體，留下邊坡病害，也使邊坡平整美觀，邊坡處采用深孔預(yù)裂爆破。高度在20m以下時(shí)，一次到底。20m以上時(shí)，分層預(yù)裂。炮孔布置及裝藥參數(shù)詳見爆破技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2.3.4爆破技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①.孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)：

施工過程中，根據(jù)巖石軟硬程度及試爆選擇各種爆破方式的孔距、排距、孔徑裝藥量等參數(shù)。

孔網(wǎng)參數(shù)表

爆破 類型 梯 段

高 度

H（M） 最 小

抵抗線

V（M） 孔距

a（M） 排 距

b（M） 孔 深

b（M） 孔 徑

d（mm） 超鉆

h（M） 單 耗

q（Kg/m3） 線裝密度c（Kg/m） 堵塞

長度L（m）

淺孔 控制 <4.0 0.4～0.6 0.8～1.0 0.6～0.8 <4.0 42 0.2h 0.3～0.35 0.8～1.0

深孔控制 8～20 2.5～3.0 3.0～3.5 2.5～3.0 9.0～22 103 0.1h 0.5～0.55 3.0～3.5

深孔預(yù)裂 <20 1.0～1.2 <22 103 0.1h 0.9～1.1 1.2～1.5

②.裝藥結(jié)構(gòu)：

根據(jù)孔深和用途采用3種裝藥結(jié)構(gòu)：

連續(xù)裝藥使用范圍，淺孔孔深≤1.5m，深孔孔深≤10m。

間隔裝藥使用范圍，淺孔孔深>1.5m，深孔孔深>10m。

邊坡預(yù)裂采用不偶合裝藥，藥卷綁扎在導(dǎo)爆索上。

③.堵塞：

堵塞采用半干黃粘土，其長度達(dá)到設(shè)計(jì)要求長度，保證堵塞長度L≥30D，并逐層搗實(shí)。

④.起爆網(wǎng)路：

起爆網(wǎng)路采用非電微差復(fù)式起爆網(wǎng)路，每個(gè)藥包用2個(gè)毫秒雷管，組成復(fù)式網(wǎng)路，避免產(chǎn)生瞎炮，提高爆破成功率。調(diào)整起爆順序，改變臨空面，控制飛石方向，同時(shí)微差擠壓可降低大塊率，有利于清運(yùn)，又可降低爆破震動(dòng)，控制最大單響藥量，確保臨近建筑物安全，減輕對(duì)附近山體、滑坡、破碎層的震動(dòng)影響，保持山體穩(wěn)定。

2.3.5注意事項(xiàng)：

2.3.5.1對(duì)爆破器材的裝運(yùn)存放應(yīng)符合國家有關(guān)安全規(guī)定，并獲得有關(guān)管理部門的批準(zhǔn)。

2.3.5.2在爆破地段設(shè)置明顯的標(biāo)志，建立警戒線和顯示爆破時(shí)間的警戒標(biāo)志，在兩端各設(shè)置一人看守，嚴(yán)禁人員在爆破時(shí)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。

2.3.5.3爆破原則：

①.爆破振動(dòng)不對(duì)周圍建筑物造成損壞，一般性建筑物質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度控制在Vmax≤3cm/s，特殊設(shè)備及建筑物，根據(jù)允許V值，設(shè)計(jì)最大單響藥量。

②.爆破不損傷邊坡，不使山體受爆破影響而產(chǎn)生滑移或坍落。

③.爆破后的碴石堆便于機(jī)械化裝車。

2.3.5.4安全與防護(hù)

①.嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國民用爆炸物品管理?xiàng)l例》及有關(guān)規(guī)程、技術(shù)規(guī)范。配備經(jīng)考試合格、持證上崗的爆破員、安全員、工地防護(hù)員、電話員。

②.配備必要數(shù)量的對(duì)講機(jī)，保證通訊暢通。

③.配齊必需的安全防護(hù)用品。

④.爆破后進(jìn)行檢查，如有危及安全的危石盡快清除，以保安全。

⑤.爆破工地設(shè)立醒目信號(hào)，平時(shí)為紅旗，裝藥時(shí)為白旗。爆破信號(hào)：第一響，人員疏散，封鎖交通，第二響，起爆。經(jīng)檢查確認(rèn)安全后，第三響，解除信號(hào)。

⑥.成立爆破領(lǐng)導(dǎo)組，下轄爆破技術(shù)組、安全警戒組，對(duì)爆破安全實(shí)施統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，協(xié)調(diào)指揮。

⑦.實(shí)行技術(shù)交底制度，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)鉆孔、裝藥、堵塞，工藝上做到一絲不茍，操作上要求認(rèn)真細(xì)致。

3.質(zhì)量要求

開挖后的路床頂面標(biāo)高，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求并考慮路基加強(qiáng)層的厚度，經(jīng)檢驗(yàn)符合要求后采用合格材料回填并碾壓密實(shí)穩(wěn)固，使路床頂面標(biāo)高控制在規(guī)范的充許范圍內(nèi)。土方地段路床頂面標(biāo)高根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定預(yù)留合理的沉降量，壓實(shí)度均不得低于標(biāo)準(zhǔn)重型擊實(shí)的96%。

二、路基填方：

1.工藝流程（見框圖）

1.1施工方法：

填方路堤施工前，對(duì)原地面的非適用材料進(jìn)行清除，其挖除深度及范圍應(yīng)由監(jiān)理工程師確定，然后進(jìn)行填筑前的壓實(shí)，根據(jù)壓實(shí)后的填方工程斷面圖提交監(jiān)理工程師核準(zhǔn)，對(duì)于零填挖路床頂面以下0-300MM范圍內(nèi)的壓實(shí)度，不應(yīng)小于95%，否則應(yīng)翻松再壓實(shí)至設(shè)計(jì)要求，特殊路基的施工應(yīng)按技術(shù)規(guī)范或監(jiān)理工程師的要求進(jìn)行。

1.1.1如有經(jīng)過的水田、堰塘地段較多，路基在填筑之前必須采取有效措施進(jìn)行處理，以保證路基強(qiáng)度和承載力滿足要求。設(shè)計(jì)上有采用換填山渣和砂礫進(jìn)行處理，施工時(shí)應(yīng)先挖除淤泥，按設(shè)計(jì)深度清理至基底，然后按要求的合格材料分層回填，每層厚度控制在40CM以內(nèi)并用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。在整個(gè)換填處理過程中，采取筑壩抽水等有效排水措施，確保路基質(zhì)量。

1.1.2路基填筑按“四區(qū)段““八流程”作業(yè)方法施工。四區(qū)段是：填筑、平整、碾壓、檢測(cè)四區(qū)段。八流程是：施工準(zhǔn)備、測(cè)量放線、基底處理、分層填筑、攤鋪平整、碾壓夯實(shí)、檢測(cè)簽證、路面、邊坡修整。各區(qū)段流程單獨(dú)作業(yè)，不允許交叉作業(yè)。

1.1.3試驗(yàn)段：做好施工調(diào)整，核對(duì)施工文件和圖紙，施工放線，進(jìn)行填料土工試驗(yàn)，選取最佳含水量或最大干密度等重要的理論數(shù)據(jù)，對(duì)含有雜質(zhì)及草根不合格填料嚴(yán)禁進(jìn)場(chǎng).選擇一段不小于100米，地質(zhì)條件、地面形式均具有代表性的路基段作為路基填筑試驗(yàn)段，采用開挖路基的材料作為填料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用的壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行填筑試驗(yàn)。通過試驗(yàn)來確定填料的最佳含水量、適宜的松鋪厚度和相應(yīng)的碾壓遍數(shù)、最佳的機(jī)械組合和施工組織。

1.1.4填方路基必須按路面平行線分層控制填土標(biāo)高；填方作業(yè)應(yīng)分層平行攤鋪；保證路基壓實(shí)度。每層填料鋪設(shè)的寬度，每側(cè)應(yīng)超出路堤的設(shè)計(jì)寬度300mm，以保證修整路基邊坡后的路堤邊緣有足夠的壓實(shí)度。不同土質(zhì)的填料應(yīng)分層填筑，且應(yīng)盡量減少層數(shù)，每種填料層總厚度不得小于500mm。土方路堤填筑至路床頂面最后一層的壓實(shí)層厚度不應(yīng)小于100mm。路堤填土高度小于800mm（不包括路面厚度）時(shí)，對(duì)于原地表清理與挖除之后的土質(zhì)基底，應(yīng)將表面翻松深300mm，然后整平壓實(shí)。其壓實(shí)度應(yīng)符合要求。路堤填土高度大于800mm時(shí)，應(yīng)將路堤基底整平處理并在填筑前進(jìn)行碾壓，其壓實(shí)度不應(yīng)小于85%。地面自然橫坡或縱坡陡于1：5時(shí)，應(yīng)將原地面挖成臺(tái)階，臺(tái)階寬度應(yīng)滿足攤鋪和壓實(shí)設(shè)備操作的需要，且不得小于1m。臺(tái)階頂作成2%-4%的內(nèi)傾斜坡，砂類土質(zhì)則不挖臺(tái)階，但應(yīng)將原面以下200-300mm的表土翻松。

1.1.5土方按規(guī)定要求填筑夠一個(gè)作業(yè)區(qū)后，先用推土機(jī)攤鋪，再用平地機(jī)粗平。然后對(duì)土的含水量進(jìn)行檢測(cè)，只有當(dāng)土的含水量適中，才可進(jìn)行下道工序施工，否則應(yīng)進(jìn)行翻曬或?yàn)⑺幚?，合適后用壓路機(jī)碾壓一遍，再用平地機(jī)精平、壓路機(jī)先穩(wěn)壓后再按試驗(yàn)段選好的機(jī)械組合進(jìn)行正常路基碾壓。

1.1.6填石路堤地段，應(yīng)將石塊逐層水平填筑，分層厚度不宜大于500mm。石料強(qiáng)度不應(yīng)小于15mPa，石塊最大粒徑不得超過壓實(shí)厚度的2/3。大面向下擺放平穩(wěn)，緊密靠攏，所有縫隙填以小石塊或石屑，在路床頂面以下50mm的范圍內(nèi)應(yīng)鋪填有適當(dāng)級(jí)配的砂石料，最大粒徑不超過100mm。超粒徑石料應(yīng)進(jìn)行破碎使填料顆料符合要求。碾壓使用重型振動(dòng)壓路機(jī)分層灑水壓實(shí)，壓實(shí)時(shí)繼續(xù)用小石塊或石屑填縫，直到壓實(shí)層基面穩(wěn)定，不再下沉（無輪跡）、石塊緊密，表面平整為止。施工中壓實(shí)度由壓實(shí)遍數(shù)控制。壓實(shí)遍數(shù)由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，并報(bào)經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)批準(zhǔn)。

1.1.7路基填筑施工中應(yīng)預(yù)留路基加強(qiáng)層的厚度，路基加強(qiáng)層施工時(shí)選擇優(yōu)質(zhì)的開山石渣分兩層攤鋪平整進(jìn)行碾壓。施工工藝和方法同石方路基填筑。

1.1.8填筑路基經(jīng)碾壓成形后，依據(jù)設(shè)計(jì)及《公路工程試驗(yàn)規(guī)程》要求的區(qū)段長度（或平方面積）、取點(diǎn)頻數(shù)、位置，對(duì)壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。如壓實(shí)度不符合設(shè)計(jì)要求，重新碾壓至符合要求為止。

1.1.9結(jié)構(gòu)物處的回填，應(yīng)按圖紙和監(jiān)理工程師的要求進(jìn)行?；靥顣r(shí)圬工強(qiáng)度的具體要求及回填時(shí)間，按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 041-89）有關(guān)的規(guī)定執(zhí)行。回填材料選用透水性材料如砂礫、碎石、礦渣、碎石土等，或監(jiān)理工程師同意的其它材料；填料的最大粒徑不得超過50mm。臺(tái)背填土順路線方向長度：頂部為距翼墻尾不小于臺(tái)高加2m；底部距基礎(chǔ)內(nèi)緣不小于2m；涵洞填土長度每側(cè)不應(yīng)小于2倍孔徑長度。結(jié)構(gòu)物處的填土應(yīng)分層填筑，每層松鋪厚度不宜超過150mm，結(jié)構(gòu)物處的壓實(shí)度要求從填方基底或涵洞頂部至路床頂面均為95%。當(dāng)回填壓實(shí)施工中，應(yīng)對(duì)稱回填壓實(shí)并保持結(jié)構(gòu)物完好無損。壓路機(jī)不到的地方，應(yīng)使用小型機(jī)動(dòng)夯或監(jiān)理工程師同意的其它方法壓實(shí)。

1.1.10為減少路堤工后的沉降，或有設(shè)計(jì)進(jìn)行路堤等載和超載預(yù)壓。

①在需預(yù)壓路堤段，按要求埋設(shè)基底沉降預(yù)觀測(cè)管。預(yù)壓段

路堤施工填至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，沿路基全寬鋪一層塑料布，以區(qū)分路堤填土和預(yù)壓土，按填土路基施工方法，分層填筑預(yù)壓土，同時(shí)按設(shè)計(jì)要求埋好上層沉降觀測(cè)管裝置。

②在沉降觀測(cè)施工期每填一層觀測(cè)一次，堆載預(yù)壓期半月或一月觀測(cè)一次。通過觀測(cè)、整理和分析，繪制基底沉降—時(shí)間—荷載曲線。根據(jù)填筑期沉降曲線計(jì)算預(yù)壓期的沉降量，以此作為預(yù)壓期的超高填筑高度，避免路堤沉降穩(wěn)定后補(bǔ)填路基的情況發(fā)生。當(dāng)路堤沉降連續(xù)三個(gè)月的沉降速度小于0.8cm/月時(shí)，視為路堤沉降穩(wěn)定，方可卸載預(yù)壓土。

③沉降穩(wěn)定后，挖除全部預(yù)壓土，整平碾壓，準(zhǔn)備上路床20cm6%石灰土處理的施工。

④路堤施工提前進(jìn)行，保證預(yù)壓期一年。

1.1.11路基填筑過程中應(yīng)做好臨時(shí)排水，并與永久排水系統(tǒng)相結(jié)合，避免積水及沖刷邊坡。

1.1.12嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)典型橫斷面所示的坡度和形式，準(zhǔn)確的進(jìn)行邊坡修整，使其順適。經(jīng)整形后的路基各部分允許偏差控制在規(guī)定范圍內(nèi)。并應(yīng)繼續(xù)維修養(yǎng)護(hù)，直到缺陷責(zé)任期滿為止。