三峽庫區(qū)百米超高填方路基施工技術(shù)

王昌裕

摘 要：本項(xiàng)目以百米超高填方路基為研究對(duì)象，綜合考慮三峽庫區(qū)巴東組老屋包滑坡所在區(qū)域的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件，探討超高填方路基施工工藝，分析確定施工工藝參數(shù)，形成了較為系統(tǒng)的超高填方施工技術(shù)，為在類似地質(zhì)和工程條件下的超高填方路基施工技術(shù)積累了工程經(jīng)驗(yàn)，具有較高的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)巴東組 滑坡處理 百米填高

三峽庫區(qū)巴東組地層歸屬三疊系中統(tǒng)（T2b），是一套以紫紅色泥巖為主的地層，在鄂西南地區(qū)的巴東、巫山、奉節(jié)等地廣泛分布。該地層在地形上形成緩坡，常常是三峽移民安置遷建的場(chǎng)址，但是其巖（土）體工程地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)差，在自然狀態(tài)下巖體強(qiáng)度較高，但開挖后受風(fēng)化作用影響，會(huì)出現(xiàn)顯著的性狀惡化，并沿坡面發(fā)生滑塌，屬“易滑地層”。

1.工程概況

宜巴高速公路第25標(biāo)段，標(biāo)段全長5.46km，其中老屋包超高填方路基為治理老屋包滑坡及滿足高速公路通行的兩用施工工程。

三峽庫區(qū)巴東組地層老屋包滑坡位于湖北省巴東縣境內(nèi)，該處原設(shè)計(jì)方案為一座分離式橋梁，穿過老屋包滑坡中前緣，其中部分橋墩落在滑坡體上。由于橋梁施工清除了滑坡中前緣的堆積物，消減了滑坡前緣的荷載，老屋包坡體于2011年1月開始出現(xiàn)變形；由深層觀測(cè)孔的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，滑坡后緣裂縫和滑坡中部原老屋包滑坡排水溝上的裂縫呈持續(xù)加寬的趨勢(shì)，原有橋墩也出現(xiàn)裂縫，表明滑坡正發(fā)生破壞，需要對(duì)滑坡重新采取治理措施。

2.工藝原理

通過對(duì)路基填料性質(zhì)及施工工藝的研究，探討施工工藝、地基參數(shù)及填筑方案對(duì)百米填方路基穩(wěn)定性及沉降的影響。與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合，研究并確定巴東組土石混填百米填方路基振動(dòng)碾壓施工工藝參數(shù)；同時(shí)利用加筋材料的合理布置、監(jiān)控技術(shù)引用等加強(qiáng)路基穩(wěn)定性措施，最終指導(dǎo)施工及開通運(yùn)營后的長期維護(hù)。

3.基底處理及填料選擇

3.1基底地基處理措施的確定

老屋包超高填方路基基底巖土體為粉質(zhì)粘土夾碎石土角礫土，為崩塌、風(fēng)化和人工堆積物，分布雜亂，土體工程特性在垂直及水平方向上差異性均較強(qiáng)，不均勻性明顯，基底為不均勻地基，修建于基底上方的填方路基可能引起不均勻沉降。因此施工前應(yīng)對(duì)場(chǎng)地基底巖土體進(jìn)行平整等處理，使其不均性降低。

3.2路基填料選擇

（1）路基填料顆粒組成

填料試驗(yàn)采用篩分法，由于路基填料整體顆粒較粗，篩分時(shí)僅分析粒徑在0.075mm 以上的部分，對(duì)于<0.075的顆粒不再進(jìn)行細(xì)分。根據(jù)篩分試驗(yàn)結(jié)果，路基填料的顆粒級(jí)配曲如圖1所示，土體的顆粒級(jí)配指標(biāo)不均勻系數(shù) Cu 和曲率系數(shù) Cc 值如圖1所示。

由圖1可以看出，三組曲線均表現(xiàn)為凹面向上，其中2組的級(jí)配曲線及顆粒粒徑分布范圍最為平緩，不均勻系數(shù)達(dá) 53.85，填料顆粒分布均勻，粒徑級(jí)配連續(xù)；從含量上看，3組填料試樣在20～60mm粒徑區(qū)間內(nèi)的含量在42.1%～48.6%之間，占全部顆粒含量的40%以上，說明填料顆粒整體較粗，低屬碎石土范疇，因此老屋包路基屬于土石路基。

（2）填料（泥質(zhì)粉砂巖）的性質(zhì)分析

將填料的新鮮巖樣及風(fēng)化樣細(xì)碎并研磨成粉末狀，采用 X 射線衍射（XRD）分析其礦物成分，通過分析結(jié)果來看，填料中不含對(duì)土體強(qiáng)度及腐蝕性不利的成分；通過力學(xué)性質(zhì)看，填料含水量不高，強(qiáng)度中等，但其吸水率較高，而在吸水過程中其路基體強(qiáng)度較低，影響其穩(wěn)定性，因此將其作為路基填料時(shí)應(yīng)做好隔水、防水及排水措施，消除吸水率較高帶來的不利影響。

（3）路基填料的室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)

根據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)范》對(duì)路基土石填料進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)。從室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)來看，粗顆粒含量為40%時(shí)最接近路基實(shí)際填筑填料的顆粒成分，其最大干密度為2.150g/cm3，最佳含水量為9.0%，此最大干密度能保證合適的壓實(shí)度，有利于控制路基填筑的工后沉降問題。

4.路基施工工藝技術(shù)

4.1試驗(yàn)段技術(shù)參數(shù)確定

高填方路基正式施工前選出100m填方段落進(jìn)行試驗(yàn)段施工，通過試驗(yàn)段施工確定合理的壓實(shí)方式。

（1）壓實(shí)機(jī)具及技術(shù)參數(shù)

本項(xiàng)目沖擊碾壓采用的是YCT25型壓路機(jī)。在進(jìn)行沖擊式壓路機(jī)碾壓基底時(shí)，工作長度按80～120m 為一工作區(qū)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量工作時(shí)間與速度，得出該壓路機(jī)的綜合施工行駛速度約為12km/h左右。

（2）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案

經(jīng)過振動(dòng)碾壓的三層40cm、50cm、60cm松鋪及壓實(shí)試驗(yàn)后，三層壓實(shí)厚度為1.33m，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行沖擊碾壓試驗(yàn)。碾壓觀測(cè)點(diǎn)與普通壓路機(jī)碾壓觀測(cè)點(diǎn)相同（每個(gè)橫斷面7 個(gè)，共35個(gè)點(diǎn)）。

圖2給出35個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的相鄰碾壓遍數(shù)間的沉降差與碾壓遍數(shù)的關(guān)系，圖中黑色實(shí)線為平均沉降差曲線。從圖2可以看出，隨著碾壓遍數(shù)的增加，相鄰碾壓間土體的沉降差逐漸減小，沖擊碾壓20遍后，沉降差平均值小于5mm，沉降量趨于穩(wěn)定，補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)效果明顯，現(xiàn)場(chǎng)按此要求指導(dǎo)施工。

4.2高強(qiáng)鋼絲格柵鋪設(shè)

為保證路基穩(wěn)定性，避免不均勻沉降，填方路基設(shè)置若干層高強(qiáng)鋼絲格柵，路基每隔3m設(shè)置一層，每層鋼絲格柵由上中下三道組成，高強(qiáng)鋼絲格柵要求：抗拉強(qiáng)度≥80KN/ m，接點(diǎn)抗剪力≥1500N，鋼絲直徑2.5mm，延伸率≤4%。同向搭接接頭錯(cuò)開連接，同向搭接接頭錯(cuò)開連接，連接處每m需用扎絲綁接。

4.3路基工后沉降及變形監(jiān)測(cè)

目前我國公路相關(guān)規(guī)范中只對(duì)路基填料、地基處理、壓實(shí)度控制等有相關(guān)規(guī)定，指出施工質(zhì)量控制是路基施工的關(guān)鍵，沒有明確提出沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，因此普遍認(rèn)為高速公路工后沉降量為30cm即可滿足要求。

（1）試運(yùn)行階段變形監(jiān)控

超高填方路基施工完成后，監(jiān)控組陸續(xù)對(duì)高路堤進(jìn)行了安全監(jiān)測(cè)的鉆孔布置及儀器安裝工作，設(shè)置了3個(gè)測(cè)斜孔口處表面沉降點(diǎn)和 6個(gè)沉降板測(cè)點(diǎn)。隨雨季到來，為加強(qiáng)高路堤填方體沉降監(jiān)測(cè)增設(shè)了14個(gè)路面地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，試運(yùn)行階段最大沉降量為49cm。高路堤沉降與降雨量及各部位填方施工壓實(shí)度密切相關(guān)。各個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)未出現(xiàn)異常變形情況，呈緩慢壓實(shí)沉降。

（2）路基工后沉降控制

通過分層總和法計(jì)算得到本工程最終總沉降量為62cm。而在試運(yùn)行階段已經(jīng)沉降了49cm。所以正式通車后的最大允許沉降值為62-49=13cm，約占總沉降量的21%，小于國內(nèi)普遍認(rèn)為的高速公路工后沉降量30cm，且本工程屬于超高路堤填筑，沉降本就不易控制，因此認(rèn)為本工程的沉降控制和工后沉降計(jì)算結(jié)果是比較合理的。

5.結(jié)論

高填方路基填筑體施工質(zhì)量控制是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，它受填料、工藝及沉降多方面因素影響。本文以老屋包超高填方路基為研究對(duì)象，針對(duì)三峽庫區(qū)巴東組地質(zhì)特征、超高填方路基的施工等問題，進(jìn)行了較為系統(tǒng)的施工技術(shù)介紹。不僅指導(dǎo)了該工程的施工，而且為在類似地質(zhì)和工程條件下的滑坡治理及百米填方路基施工技術(shù)積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，具有較高的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳洪凱，唐紅梅.三峽庫區(qū)大型滑坡發(fā)育機(jī)理[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009（04）：43-47+54+141.

[2]文暢平.路基填筑碾壓工藝及質(zhì)量控制的研究[D].長沙：中南大學(xué)，2005.endprint