紅砂巖高填方施工工法在飛行區(qū)場(chǎng)道中的應(yīng)用

王瑞香

（山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西太原　030009）

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紅砂巖高填方施工工法在飛行區(qū)場(chǎng)道中的應(yīng)用

王瑞香

（山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西太原030009）

摘要：針對(duì)紅砂巖高填方施工的特點(diǎn)，介紹了紅砂巖高填方的施工工藝原理，從施工準(zhǔn)備、施工爆破、料場(chǎng)分選、壓實(shí)施工等方面，闡述了紅砂巖高填方的施工操作要點(diǎn)，并提出了施工質(zhì)量及安全控制措施，指出紅砂巖高填方施工具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：紅砂巖，高填方施工，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道，填料

0　引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，航空運(yùn)輸業(yè)的任務(wù)日益繁重，新建或改擴(kuò)建的機(jī)場(chǎng)越來越多。紅砂巖在我國贛、浙、湘等地區(qū)廣為分布，該地區(qū)在機(jī)場(chǎng)建設(shè)的過程中，紅砂巖場(chǎng)道施工成為一項(xiàng)非常重要的問題。紅砂巖不僅存在著已發(fā)生崩解的現(xiàn)象，還能具有很大的吸水性，吸水后會(huì)繼續(xù)發(fā)生崩解，從而引起填筑體的沉降。因而如何解決紅砂巖高填方成為機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道土石方填筑施工中的一個(gè)極具困擾難題。紅砂巖的施工技術(shù)也成為擺在我們面前的一項(xiàng)重要課題。

1　紅砂巖高填方施工的特點(diǎn)

紅砂巖高填方施工主要適用于機(jī)場(chǎng)填方、道路填方及房屋裝修工程施工。這種施工方法有三點(diǎn)明顯優(yōu)勢(shì)：首先，道槽及土面區(qū)施工填料采用紅砂巖，因地制宜，就地取材，達(dá)到挖填平衡，節(jié)約二次征地，節(jié)省投資，降低工程成本。其次，施工質(zhì)量可靠，外形美觀，加固效果良好，穩(wěn)定性好。最后，施工過程中減少了對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2　紅砂巖高填方施工工藝原理

由于機(jī)場(chǎng)建設(shè)土石方工程量大，考慮經(jīng)濟(jì)原因，達(dá)到土石方挖填平衡，必須就地取材。那么，如何解決該技術(shù)難題，必須從紅砂巖的結(jié)構(gòu)特性著手。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，紅砂巖雖具有遇水崩解軟化、干濕循環(huán)強(qiáng)度變化明顯等特性，但其浸水崩解強(qiáng)度還有很大差別，可劃分為以下三類：一類紅砂巖：先烘干，浸水24 h呈泥狀或渣狀崩解，單軸極限抗壓強(qiáng)度Ra=2 MPa～5 MPa；二類紅砂巖：先烘干，浸水24 h呈塊狀崩解，單軸極限抗壓強(qiáng)度Ra= 10 MPa～15 MPa；三類紅砂巖：先烘干，浸水24 h不崩解或棱角處小量崩解，崩解的重量小于總量的1%，單軸極限抗壓強(qiáng)度Ra≥15 MPa。

由相關(guān)檢測(cè)試驗(yàn)指標(biāo)可看出，其中三類紅砂巖強(qiáng)度高，不易崩解或小量崩解，對(duì)于大體積填筑影響較小，考慮現(xiàn)場(chǎng)該類紅砂巖的存量，確定全部三類紅砂巖用于道槽區(qū)，以保證飛機(jī)升降、滑行處土石方人工地基的穩(wěn)定。

一、二類紅砂巖應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)土面區(qū)，該部分因?qū)俜桥艿绤^(qū)，對(duì)于壓實(shí)度、沉降等各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求較為寬松。

通過現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)試驗(yàn)結(jié)果，該難題得到初步解決。

3　紅砂巖高填方施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1工藝流程

施工準(zhǔn)備→料場(chǎng)填料試驗(yàn)→現(xiàn)場(chǎng)清理→紅砂巖試爆→爆破參數(shù)調(diào)整、石方爆破→料場(chǎng)分選→道槽區(qū)壓實(shí)試驗(yàn)段施工→總結(jié)試驗(yàn)成果、提取試驗(yàn)報(bào)告并審批→道槽區(qū)填筑施工→土面區(qū)壓實(shí)試驗(yàn)段施工→總結(jié)試驗(yàn)成果、提取試驗(yàn)報(bào)告并審批→土面區(qū)填筑施工。

3.2操作要點(diǎn)

1）施工準(zhǔn)備。

a.料場(chǎng)填料試驗(yàn)施工準(zhǔn)備。料場(chǎng)清除雜物爆破前，首先要清除料場(chǎng)表面的垃圾（草木、雜物、淤泥、耕植土），并堆放在指定地點(diǎn)。制定試驗(yàn)計(jì)劃，進(jìn)行填料最大干密度，最佳含水量和液限、塑限、顆粒分析試驗(yàn)，并按區(qū)編號(hào)列表，報(bào)監(jiān)理工程師審批，作為現(xiàn)場(chǎng)控制填料壓實(shí)度的依據(jù)。

b.爆破施工準(zhǔn)備。首先是爆破前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，做好施工準(zhǔn)備。其次嚴(yán)格遵守相關(guān)爆破審批手續(xù)。最后先進(jìn)行試爆，以確定爆破參數(shù)。

2）紅砂巖石方爆破。

a.紅砂巖試爆及爆破參數(shù)。正式爆破前按擬定爆破參數(shù)進(jìn)行試爆破，并根據(jù)試爆結(jié)果調(diào)整爆破參數(shù)。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)紅砂巖爆破深孔、淺孔設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，表2。

表1　深眼爆破設(shè)計(jì)參數(shù)匯總表

表2　淺眼爆破設(shè)計(jì)參數(shù)匯總表

b.紅砂巖爆破。本工程中機(jī)場(chǎng)場(chǎng)地最大高差29. 475 m，分為2層爆破施工。爆破方式選用淺孔與深孔爆破聯(lián)合作業(yè)，實(shí)行松動(dòng)控制爆破；控制最大段起爆藥量以保證民房與周邊設(shè)施不受爆破震動(dòng)的損害。大塊巖石用破碎機(jī)進(jìn)行二次破碎。

3）料場(chǎng)分選。

a.根據(jù)詳勘報(bào)告分區(qū)。根據(jù)詳勘報(bào)告給挖方區(qū)分區(qū)分塊并編出山頭號(hào)，放出大樣輪廓線，分為爆破巖石區(qū)、土石混合區(qū)，巖土區(qū)分別對(duì)應(yīng)一類紅砂巖、二類紅砂巖、三類紅砂巖。

b.檢測(cè)數(shù)據(jù)分區(qū)。取源點(diǎn)土樣，做重型擊實(shí)試驗(yàn)，根據(jù)檢測(cè)最大干密度，最佳含水率等指標(biāo)確定，一類紅砂巖最大干密度1. 9，最佳含水率10. 5%，二類紅砂巖最大干密度2. 0，最佳含水率9. 8%，三類紅砂巖最大干密度2. 12，最佳含水率4. 5%。

c.開挖工藝采用設(shè)備不同分區(qū)。一類紅砂巖采用先爆破再開挖、二類紅砂巖采用先耕松再開挖、三類紅砂巖直接開挖。

4）壓實(shí)試驗(yàn)段施工。

a.試驗(yàn)段施工。試驗(yàn)段施工時(shí)，按等厚法填料確保厚度均勻，同時(shí)控制填料最大粒徑不超過150 mm，不均勻系數(shù)控制在15～20范圍，對(duì)于填料中少量的大塊硬質(zhì)巖，應(yīng)剔除或破碎，確保填筑面壓實(shí)的均勻性。在卸土同時(shí)推土機(jī)跟進(jìn)推平。對(duì)各遍數(shù)填筑前、填筑平整后、碾壓過程中及碾壓結(jié)束后的控制點(diǎn)分別進(jìn)行高程測(cè)量，并作好記錄。靜壓1遍后在工作面上布設(shè)10×10方格網(wǎng)檢測(cè)點(diǎn)。隨后每強(qiáng)振碾壓1遍均檢測(cè)頂面標(biāo)高，計(jì)算沉降差。各測(cè)點(diǎn)在碾壓前后的高差平均值就是測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)沉降差。若未達(dá)到設(shè)計(jì)要求再碾壓1次，每次觀測(cè)測(cè)量樁位與原地上1遍碾壓測(cè)量記錄對(duì)應(yīng)，重復(fù)以上步驟直到沉降差小于5 mm。

b.試驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)、計(jì)算得出：虛鋪厚度為50 cm，平均高程為94. 427 m（見表3）。

表3　壓路機(jī)碾壓技術(shù)參數(shù)結(jié)果

c.結(jié)論分析。通過試驗(yàn)段施工，可以得出，在虛鋪層厚50 cm情況下，填料含水率接近最佳含水率的情況下，選用50 t振動(dòng)式壓路機(jī)在碾壓6遍后，能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的土面區(qū)壓實(shí)度90%標(biāo)準(zhǔn)；在碾壓8遍后，能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的道槽區(qū)（4 m以下）和邊坡區(qū)壓實(shí)度93%標(biāo)準(zhǔn)；在碾壓9遍～10遍后，能達(dá)到95%～96%的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。

5）紅砂巖場(chǎng)道施工工序。

a.紅砂巖填料碾壓松鋪層。采用分層鋪攤的方式進(jìn)行紅砂巖的填筑和碾壓：第一步：實(shí)驗(yàn)（壓實(shí)的方法以及鋪攤的厚度）。第二步：碾壓設(shè)備（320馬力推土機(jī)以及40 t振動(dòng)壓路機(jī)并配備60 t拖式振動(dòng)碾）。第三步：控制填料鋪設(shè)的寬度。

b.紅砂巖填料的“耙壓”。所謂“耙壓”，指的是在施工中采用推土機(jī)將紅砂巖的填筑材料進(jìn)行推平，然后利用碾壓機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，接著再使用松土齒耙進(jìn)行耙松，稱為“耙壓”。

對(duì)于一、二類巖，現(xiàn)場(chǎng)的“耙壓”和以振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)碾壓就可以滿足。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在實(shí)際的施工中，耙壓的次數(shù)必須三遍以上才可以把顆粒比較大的紅砂巖碾碎，而三類紅砂巖必須采用破碎機(jī)二次破碎（見表4）。

表4　“耙壓”數(shù)值表

c.壓實(shí)度含水量控制。嚴(yán)格控制紅砂巖的填筑材料的含水量（用Wot進(jìn)行表示），相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明紅砂巖填筑料的最佳含水量（Wot）通?？刂圃?. 5%～10. 5%之間。

d.碾壓。第一步：選擇合理的碾壓機(jī)器；第二步：對(duì)實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行施工；第三步：確定經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)，用于大面積的施工。

e.壓實(shí)工作的控制與檢查。紅砂巖填筑的壓實(shí)工作與其他填筑料的壓實(shí)要求相同，要符合其干密度和含水率相應(yīng)調(diào)整的要求。通過檢測(cè)具體數(shù)據(jù)見表5。

表5　紅砂巖壓實(shí)控制數(shù)據(jù)

6）紅砂巖填筑注意的問題。

a.選料方面：選取級(jí)配良好接近最佳含水率的紅砂巖作為土石方填筑材料。對(duì)含水率偏高的填料通過攤開晾曬，使其含水率達(dá)到要求后再進(jìn)行使用；對(duì)含水率不足的進(jìn)行灑水處理使其接近最佳含水率。對(duì)于級(jí)配不合格的填料進(jìn)行粗細(xì)顆粒的摻配后，進(jìn)行填筑使用。

b.工藝控制：先用輕型后用重型機(jī)具，先慢后快，每次運(yùn)行碾壓機(jī)具從兩側(cè)向中央進(jìn)行，主輪重疊15 cm左右；碾壓機(jī)具的時(shí)速控制在2 km/h～3 km/h。通過試驗(yàn)段施工，碾壓遍數(shù)控制在6遍～8遍。

c.加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工的工序報(bào)檢程序控制，土石方施工做到分層填筑、及時(shí)報(bào)驗(yàn)。項(xiàng)目部試驗(yàn)室做到及時(shí)自檢，在壓實(shí)度、厚度、平整度檢測(cè)合格后，及時(shí)上報(bào)給監(jiān)理單位會(huì)同第三方檢測(cè)單位進(jìn)行抽檢，驗(yàn)收合格后進(jìn)行下一道工序的施工。

d.針對(duì)紅砂巖遇水易膨脹、吸水性、透水性強(qiáng)的特點(diǎn)，在土石方施工過程中重點(diǎn)做到了防水、引水、排水。

4　紅砂巖高填方施工的質(zhì)量控制、安全措施

首先在質(zhì)量控制方面必須遵照?qǐng)?zhí)行的有關(guān)部門、地區(qū)頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范名稱。根據(jù)每個(gè)工程的具體特點(diǎn)，滿足設(shè)計(jì)要求。提高施工人員的技術(shù)水平，在施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。其次在安全措施方面嚴(yán)格遵守《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》等國家法律法規(guī)中有關(guān)安全生產(chǎn)的規(guī)定。認(rèn)真執(zhí)行工程承包合同中的有關(guān)安全要求。

5　紅砂巖高填方施工的應(yīng)用實(shí)例及效益分析

實(shí)例1：江西上饒三清山機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目4C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)飛行區(qū)場(chǎng)道建設(shè)工程。

江西上饒三清山機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目4C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)飛行區(qū)場(chǎng)道建設(shè)工程地處江西省贛東北地區(qū)，該項(xiàng)目土石方填料主要為紅砂巖。道槽區(qū)施工于2014年1月26日開始，2014年11月10日完工。施工過程中嚴(yán)格按照壓實(shí)試驗(yàn)所確定的施工參數(shù)進(jìn)行施工，同時(shí)做好材料的級(jí)配控制，道槽區(qū)土基防護(hù)和排水工作，從而保證施工質(zhì)量和整體穩(wěn)定性。完工后經(jīng)上饒市工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心站檢測(cè)，累計(jì)沉降量不超過3 mm/月，壓實(shí)度、平整度、地基反應(yīng)模量均符合設(shè)計(jì)要求。

實(shí)例2：銅仁鳳凰機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建工程——跑道延長工程。

銅仁鳳凰機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建工程——跑道延長工程于2013年3月12日開工，同年5月21日竣工，該工程為部分施工部位填料為紅砂巖，填料面積約51. 29萬m2。由于施工中采用了紅砂巖的地基處理方法，大大節(jié)約了投資和縮短了工期。施工過程中及完工后經(jīng)檢測(cè)單位檢測(cè)，地基承載力及壓實(shí)度都滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。場(chǎng)地穩(wěn)定性受到了時(shí)間、降雨、季節(jié)變化等因素。

綜上所述，利用紅砂巖作為機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道填料實(shí)現(xiàn)了就地取材、挖填平衡、節(jié)約資金等優(yōu)勢(shì)。紅砂巖高填方施工技術(shù)經(jīng)過多個(gè)工程實(shí)踐，已形成綜合、完整的一套施工工藝，該工藝經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，有著廣闊的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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The application of red sandstone high fill construction method in airport runway

Wang Ruixiang
（Shanxi Mechanization Construction Group Limited Company，Taiyuan 030009，China）

Abstract：According to the characteristics of red sandstone high fill construction，this paper introduced the construction technology principle of red sandstone high fill，from the construction preparation，construction blasting，yard separation，compaction construction and other aspects，elaborated the construction operation key points of red sandstone high fill，and put forward the construction quality and safety control measures，pointed out that the red sandstone high fill construction had significant economic，social benefits.

Key words：red sandstone，high fill construction，airport runway，filler

中圖分類號(hào)：TU745

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-6825（2016）09-0092-03

收稿日期：2016-01-14

作者簡介：王瑞香（1978-），女，工程師