公路項目高邊坡路堤填方施工工藝分析

摘要 公路項目高邊坡路堤填方施工工藝是確保公路穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該施工工藝涉及多個步驟，包括填料的選取、填筑方法的選擇、壓實工藝的控制等，每個步驟都直接影響到路堤的最終質(zhì)量和性能?？茖W(xué)的施工組織和嚴格的技術(shù)管理，可以有效地提高高邊坡路堤的填方質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 公路項目；高邊坡填方；施工工藝

中圖分類號 U417 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0072-03

0 引言

公路作為連接城鄉(xiāng)、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其質(zhì)量和安全性至關(guān)重要，高邊坡路堤填方作為公路項目中的關(guān)鍵部分，其施工工藝的科學(xué)與否直接關(guān)系到公路的整體穩(wěn)定性和使用壽命。因此，深入分析和研究高邊坡路堤填方施工工藝，掌握其核心技術(shù)要點，對于提升公路工程質(zhì)量、保障行車安全具有重要意義。該文將通過實例對公路項目高邊坡路堤填方施工工藝進行分析，以期為相關(guān)工程實踐提供有益的參考和借鑒。

1 工程概況

樂山至西昌高速公路馬邊至昭覺段S1-2標起訖樁號為K15+076.25～K19+930，全長4.854 km。公路等級為高速公路，設(shè)計行車速度80 km/h，蘇壩互通連接線樁號為EK0+949～EK3+200.019（2.251 km）。該標段沿大樁號方向主要構(gòu)筑物為蘇壩馬邊河特大橋、爛泥灣1號大橋、爛泥灣2號大橋、和平寨1號隧道、和平寨2號隧道、越勝村大橋、碑坪村大橋，其余為結(jié)構(gòu)物區(qū)間路基，路基總長4 385.4 m（含連接線2 250 m）。

路基K16+012～K16+102、K17+100～K17+140、K17+260

～K17+296、EK0+980～EK1+220樁號段屬于高邊坡路堤，最大路堤邊坡高度58.1 m。除采用常規(guī)震動壓路碾壓外，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取沖擊碾壓或普夯等綜合措施進行補強處理，并于路床下設(shè)置三層四向土工格柵。

2 施工順序及流程

施工順序為：改溝改河→路基原地面處理→路基填筑（每填筑4 m進行一次沖擊碾壓和邊坡坡面整修）→坡面防護施工（一級邊坡填筑完成后進行分段坡面防護施工）。施工工藝流程如圖1所示。

3 重點施工工藝

3.1 分層填筑

（1）填方網(wǎng)格劃分

為控制分層填筑攤鋪厚度和減少攤鋪工作量，填前根據(jù)每車裝料體積、松鋪厚度計算應(yīng)攤鋪面積，用石灰粉在地面上畫出方格網(wǎng)，采用兩邊掛線施工以控制松鋪厚度，每格上料一車（例如：按20 t自卸汽車運輸量計算，每車裝料體積11 m3，松鋪厚度60 cm，計算出應(yīng)攤鋪面積18平方米每車，分成3 m×6 m的方格網(wǎng)）。

（2）填筑要求

1）對于不同類型的填料，必須采取水平分層、分段填筑的方式進行施工，并且每一層都要進行壓實處理。同一水平層的路基中，必須使用同一種類型的填料，以避免不同填料之間可能產(chǎn)生的相互作用和沉降差異，同時每種填料的填筑層壓實后的連續(xù)厚度不應(yīng)小于500 mm。在填筑路床頂?shù)淖詈笠粚訒r，壓實后厚度應(yīng)不小于100 mm，如果最后一層的壓實厚度過薄，可能會導(dǎo)致路面在使用過程中出現(xiàn)早期損壞和沉降不均等問題。

2）在路基填筑過程中，應(yīng)根據(jù)填料的性質(zhì)和工程需求合理選擇填筑位置和方式，對于潮濕或凍融敏感性較小的填料，應(yīng)優(yōu)先用于填筑路基的上層，這些填料在潮濕或凍融環(huán)境下具有更好的穩(wěn)定性。強度較小的填料應(yīng)填筑在路基的下層，下層填料需要承受更大的壓力和荷載，而強度較小的填料往往具有較好的塑形和變形能力，透水性好的填料能夠有效排除地下水對路基的影響，防止路基出現(xiàn)水毀、沖刷等問題。

3.2 攤鋪平整

在填筑區(qū)段完成一層的卸料工作后，需使用推土機和平地機進行攤鋪和平整，該步驟確保了填鋪面在縱向和橫向上的平順與均勻，為后續(xù)的壓路機碾壓提供了良好的工作基礎(chǔ)。壓路機的壓輪表面需要能夠均勻地接觸填鋪面，以實現(xiàn)有效碾壓和達到預(yù)期的壓實效果[1]。

在攤鋪過程中，特別要注意路肩的處理，邊坡兩側(cè)應(yīng)各加寬0.5 m，并在攤鋪的同時用推土機對路肩進行初步的壓實，可以確保在壓路機壓到路肩時，不會發(fā)生滑坡等安全隱患。

對于石質(zhì)填料的處理，堆料和攤鋪是同時進行的，攤鋪的厚度一般控制在50～60 cm，具體的參數(shù)需要通過工藝性試驗來確定。在攤鋪前，如果發(fā)現(xiàn)有超粒徑的石塊，需使用破碎錘進行破碎，對于大粒徑的石塊，需要人工進行擺平，對于細料明顯偏少的區(qū)域，需要在初步平整的填石料表面鋪撒一層碎石或石屑料，用量約占大粒徑的15%～20%。該目的是填滿大粒徑之間的空隙，使壓實層表面更加平順、穩(wěn)定，并確保石塊之間的緊密性，為后續(xù)的碾壓施工創(chuàng)造良好的條件。

3.3 灑水或晾曬

填料的含水量是影響填筑質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，在填筑過程中，對填料的含水量進行嚴格控制是必不可少的。

首先，要確定填料的最佳含水量參數(shù)，通常是通過試驗段進行，試驗段是在正式填筑前，選取一段代表性的路基進行填筑試驗，以確定最佳含水量、最大干密度等參數(shù)。這些參數(shù)是后續(xù)填筑工作的基礎(chǔ)，對于保證填筑質(zhì)量具有重要意義。

石質(zhì)填料，由于其特性不同于一般的土質(zhì)填料，確定最大干密度和最佳含水量較為困難，石質(zhì)填料的顆粒組成和石料性質(zhì)對填筑質(zhì)量有著直接的影響。因此，在石質(zhì)填料的填筑過程中，應(yīng)根據(jù)填料的實際情況，在現(xiàn)場監(jiān)理人員的指導(dǎo)下，適量灑水，以保證路基表面的平整性。過少的灑水會導(dǎo)致填料含水量不足，影響壓實效果，造成路基表面不平整；過多的灑水則會導(dǎo)致填料含水量過高，增加壓實難度，甚至可能引發(fā)路基滑移等安全問題。因此應(yīng)根據(jù)填料的實際情況和天氣條件，科學(xué)合理地確定灑水量。

3.4 分層碾壓

采用20 t重型振動壓路機，并嚴格按照試驗路段所確定的參數(shù)進行施工，確保每一環(huán)節(jié)都達到設(shè)計要求。在開始前，領(lǐng)工員、值班班長和壓路機司機共同進行檢查，確保填筑層的厚度和平整度均滿足規(guī)范要求，當(dāng)這些條件得到確認后，才會開始進行碾壓。在使用振動壓路機進行碾壓時，首先進行靜壓，然后逐漸增加速度和振動強度，最快的行駛速度被控制在4 km/h，以確保壓路機能夠均勻、有效地對填料進行壓實。壓路機的行進路線是從兩邊向中央縱向進退式進行，這樣可以確保整個路堤的壓實度均勻一致。

當(dāng)路堤填筑分為多個作業(yè)段進行施工時，注意相鄰交接處的處理，如果兩個相鄰交接處不在同一時間填筑，先按照1∶1的坡度分層留設(shè)臺階；如果兩段同時施工，則分層相互交疊銜接，搭接長度不小于2 m[2]，這樣可以確保不同作業(yè)段之間的連接處具有良好的整體性和穩(wěn)定性。

在壓實過程中，還需特別注意縱向行與行之間的輪跡重疊，確保重疊寬度不小于40 cm，同時上下兩層填筑接頭錯開距離不小于3.0 m，以避免重復(fù)壓實或漏壓現(xiàn)象的發(fā)生，通過這些措施，確保整個路堤的壓實均勻、沒有漏壓和死角。不同壓實部位的壓實標準、填層厚度和壓實遍數(shù)都是根據(jù)試驗段所確定的參數(shù)來執(zhí)行。在完成作業(yè)后，進行壓實度、高程、寬度和平整度等各項指標的檢測，當(dāng)所有指標均合格，并且經(jīng)過監(jiān)理的平行檢測確認合格后，方可轉(zhuǎn)入下一道工序，若發(fā)現(xiàn)不合格的情況，及時進行補壓處理，直至達到合格標準為止。

3.5 碾壓夯實

3.5.1 沖擊碾壓施工

沖擊碾壓是確保路基壓實質(zhì)量的重要工藝，其通過來回錯輪的方式，使軌跡之間相互重疊，從而達到均勻、全面的壓實效果。在沖擊碾壓過程中，縱向排列每次應(yīng)錯開一輪的寬度。按照錯輪方式計算，當(dāng)整個場地都完成一次沖擊碾壓后，即為一遍，第三遍則回到第一遍的位置進行沖擊碾壓，并依次進行直至達到預(yù)定的遍數(shù)[3]，沖擊碾壓原理如圖2所示。

路堤沖擊碾壓的目的是提高強度，減少沉降，沖擊碾壓路基時應(yīng)壓至路基兩側(cè)坡腳外1 m。當(dāng)空間受限無法直接拓寬碾壓范圍時，可利用振動壓路機分層壓實，將路堤區(qū)域以每2～3米為一層，逐層深入進行壓實作業(yè)，工藝流程如圖3所示。

在沖擊碾壓工作完成后，為了確保路面的平整度和壓實度，需要使用平地機（或推土機）對沖擊碾壓后的工作面進行清理和整平。在整平過程中，需要埋設(shè)觀測點標志，并在沖擊碾壓前沉降觀測標志的標高，做好詳細記錄[4]，確保沖擊每個壓路部分機都能得到按照充分的規(guī)定的壓實行進速度（10～15 km/h）進行沖擊碾壓。沖擊碾壓的順序應(yīng)遵循“先路邊，后中間”的原則，以確保壓實效果的均勻性和一致性，當(dāng)整個路基表面都被軌跡覆蓋一遍時，即完成了一次沖碾，碾壓路線如圖4所示。

3.5.2 普夯施工

施工準備

（1）基底處理：路基填筑前需對基底進行處理，基底承載力不足時，需采取相應(yīng)處治措施，使其達到設(shè)計壓實度要求。當(dāng)基底為水田或淺水塘?xí)r，應(yīng)先挖溝疏導(dǎo)，清除表層淤泥腐質(zhì)土，然后填筑；當(dāng)基底承載力不足或溝間淺薄層軟土?xí)r，則對軟基進行換填；對于斜坡高填路堤，根據(jù)地面橫坡情況，開挖不小于2.0 m寬大臺階，臺階向內(nèi)傾斜4%。

（2）填筑要求：高填路堤分層填筑、分層碾壓施工方法同一般路堤填筑施工方法相同。填筑按先兩邊，后中間的原則對稱進行，嚴禁先填路堤中部，填料不允許直接卸在土工格柵上，必須卸在已攤鋪完畢的土面上，卸土高度不大于1 m，在檢測每層填筑壓實后的壓實度達到規(guī)范規(guī)定要求后，按照每填筑6～8 m高度，對填筑的每層路堤進行普夯補強。

（3）施工方法：在施工清表原地面處理后，采用重10 t，錘徑2 m的夯錘，提升10 m對高填段路基底層進行試夯。根據(jù)試夯確定的合理施工參數(shù)和工藝，對補強遍數(shù)和每遍擊數(shù)進行調(diào)整，在填筑高度小于6 m的填方段不普夯，其上路堤每填高6～8 m普夯一次（達到路面底標高時，需普夯一次）。每次普夯遍數(shù)暫定2遍，每遍擊數(shù)3擊（實際情況根據(jù)試夯數(shù)據(jù)調(diào)整），夯點按正三角形布置，間距1.5 m。有重要建筑物的地方設(shè)置隔振槽、預(yù)留安全距離，防止夯擊振動使其破壞，夯實壓實度達到設(shè)計要求后，方可進行下一步施工工序。

3.6 土工格柵施工

格柵的縱、橫向接縫的連接方式至關(guān)重要，可以選擇尼龍繩或滌綸線進行縫接，或者使用U形釘進行連接，這些方法都能有效地將格柵連接成一個整體。為保證連接處的強度和穩(wěn)定性，格柵之間的互相搭接寬度應(yīng)不小于20 cm，并且在受力方向的連接處，其強度必須達到或超過材料設(shè)計的抗拉強度[5]，在鋪設(shè)格柵的過程中，應(yīng)避免出現(xiàn)扭曲、皺褶或重疊的情況。為確保格柵的平順和均勻，鋪設(shè)時應(yīng)手動拉直，鋪設(shè)好的土工格柵，為保持其穩(wěn)定性和位置固定，應(yīng)每隔2.0 m使用U形釘固定在填方表面。

此外，對于土工格柵上、下側(cè)的填料，其最大粒徑必須滿足規(guī)范中對于路床范圍內(nèi)的粒徑要求。特別是在距離格柵層8 cm以內(nèi)的填料，其粒徑不得大于6 cm，以確保填料的均勻性和密實性，從而充分發(fā)揮格柵的加筋作用，土工格柵質(zhì)量驗收標準見表1所示。

4 結(jié)論

通過對公路項目高邊坡路堤填方施工工藝的分析可見，工程技術(shù)對于確保公路的長期穩(wěn)定運行至關(guān)重要。通過嚴格執(zhí)行施工工藝，可以顯著提高路堤的填方質(zhì)量，采用科學(xué)的填筑方法和精確的壓實技術(shù)，可以有效提高高邊坡路堤的穩(wěn)定性和耐久性，同時嚴格的施工組織和技術(shù)管理能夠確保施工過程的順利進行，減少質(zhì)量問題的發(fā)生。

參考文獻

[1]盧江賢.高速公路陡坡路段高填方路堤設(shè)計分析[J].江西建材，2023（11）：130-132.

[2]孔勇.高速公路溝谷高填方路堤關(guān)鍵施工技術(shù)研究[J].設(shè)備管理與維修，2023（2）：142-143.

[3]劉忠祥.山區(qū)高填方路堤沉降規(guī)律研究[J].黑龍江交通科技，2022（11）：10-12.

[4]侯立成，靳靜，路華麗，等.土工格柵加筋對高填方路堤穩(wěn)定性的影響因素研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2020（8）：62-66+82.

[5]張紅.高填方路堤填筑技術(shù)的研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（6）：102-103.

收稿日期：2024-06-05

作者簡介：周進西（1988—），男，本科，工程師，主要從事工程質(zhì)量和管理工作。

通訊作者：趙德光（1990—），男，本科，工程師，主要從事智慧高速建設(shè)和工程管理工作。