蘭州市西新線沿河段路基處理淺析

劉 靜

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州730030）

蘭州市西新線沿河段路基處理淺析

劉 靜

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州730030）

隨著城市建設(shè)范圍的不斷擴(kuò)張，道路建設(shè)面臨著大量的路基處理工作。蘭州市臨河而建，建設(shè)的制約因素較多，路基處理工作耗時(shí)長、投資大，尋求更經(jīng)濟(jì)、安全的路基處理方法和措施日益成為工程建設(shè)的重點(diǎn)?，F(xiàn)結(jié)合工程實(shí)例，在對(duì)路基處理方案對(duì)比的基礎(chǔ)上，采用拋石擠淤和強(qiáng)夯相結(jié)合的方法，在確保工程安全的前提下，大大節(jié)省工程投資。該方案最大的特點(diǎn)是施工工藝簡單、快捷，為蘭州市河灘地處理積累了經(jīng)驗(yàn)。

拋石擠淤；強(qiáng)夯 ；路基處理

1 工程現(xiàn)狀及存在問題

蘭州市是一座黃河穿城而過的城市，兩山對(duì)峙、一河中流。為了拓展城市發(fā)展空間，緩解市中心地區(qū)城市建設(shè)用地緊張的問題，蘭州市政府提出了“東擴(kuò)西展、南伸北拓”的城市發(fā)展新思路。河口南地區(qū)是規(guī)劃中的新型工業(yè)區(qū)，作為蘭州市“西展”的重要地區(qū)，孕育著極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

西新線最早是G109國道的一部分，路基寬度10 m，位于河口南地區(qū)與西固區(qū)之間，南靠蘭新鐵路復(fù)線，北鄰黃河，道路全長13.5 km。1996年按一級(jí)公路兼城市快速路擴(kuò)建為雙向4車道。受狹長地形的影響，蘭州市東西向道路較少，南濱河路、西固路、蘭州市二環(huán)路在西柳溝交匯后進(jìn)入西新線。西新線是兩個(gè)片區(qū)的唯一連接線，交通壓力較大，特別是近年來，蘭州國際港務(wù)區(qū)在河口地區(qū)落地，西新線交通量日益增加，大型貨運(yùn)車輛較多，現(xiàn)有道路的車道數(shù)和通行條件不能滿足交通發(fā)展和城市發(fā)展的需要，新建沿河線分擔(dān)舊路的交通壓力勢(shì)在必行。

2 路基處理方案設(shè)計(jì)

新建沿河線全長約5 km，沿黃河南岸布線，其中K3+540～K5+820段處于黃河一級(jí)階地，沿線控制性構(gòu)筑物為中國核工業(yè)504廠的鐵路橋和公路橋，道路線路需穿越大片的河灘地，個(gè)別池塘廢棄后填埋大量生活垃圾和建筑垃圾，路基處理數(shù)量巨大，成為控制該項(xiàng)目投資的重要因素。

2.1 地質(zhì)狀況

2.1.1 道路沿河線地層特征

道路K3+540-K5+580段長度約2 km，均坐落在大片池塘之上，個(gè)別池塘面積大，池底較深；還有部分路段隨著黃河水位變化，時(shí)而變成旱地，時(shí)而變?yōu)樗偷?。?）雜填土層厚0.80～2.60 m，以粉土、砂卵石、水泥塊、磚塊等建筑垃圾為主，結(jié)構(gòu)松散，稍濕。（2）素填土層厚1.20～2.20 m，以粉土、砂卵石等混合回填而成，結(jié)構(gòu)松散，稍濕～濕。（3）淤泥場區(qū)均有分布均勻，揭示厚度0.90～5.80 m，層頂埋深0.80～2.60 m，濕～很濕。（4）粉細(xì)砂揭示厚度1.10～5.60 m，局部鉆孔揭示出，飽和。（5）卵石層厚2.20～4.70 m，層頂埋深2.90～7.90 m，含水。（6）地下水，埋藏深度0.80～1.40 m之間，含水層為填土及卵石層，屬階地潛水類型，地下水隨黃河水漲落的影響而有所升降，其漲落幅度一般約為±（1.0～1.5）m，地下水對(duì)混凝土具弱～強(qiáng)結(jié)晶類腐蝕。

2.1.2 垃圾路段地層特征

樁號(hào)K5+560～K5+820段原為魚塘，后經(jīng)人工回填了厚度為7.80～8.90 m不等的雜填土，主要成分由建筑垃圾及生活垃圾組成。（1）雜填土層厚7.80～8.90 m，以人工回填的砂土、碎石、磚塊、混凝土塊等建筑垃圾及少量生活垃圾組成，成孔性較差，易坍塌，結(jié)構(gòu)松散，稍濕～濕～飽和。（2）泥巖揭示層厚1.40～1.80 m，未穿透，層頂埋深7.80～8.90 m，礦物成份以粘土礦物為主，遇水易軟化。

2.2 路基設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級(jí)：城市主干路。

（2）路基設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：百年一遇流量6 500 m3/s。

（3）工后沉降：一般路段不大于0.3 m。

（4）地震烈度：8度，地震動(dòng)峰值加速度：0.20 g。

2.3 路基處理的方案比選

依據(jù)地勘資料，沿河路段（2.28 km）所經(jīng)過的地層上部為雜填土，下部為淤泥層和粉細(xì)砂層，局部卵石層埋設(shè)較深，池塘最深處達(dá)6 m以上，下部為大量淤泥。垃圾填滿的池塘面積近6 000 m2，垃圾場厚度最深處近8 m，下部垃圾浸泡在水中，全部清運(yùn)難度大、費(fèi)用高。路基范圍內(nèi)大量軟基需要處理，預(yù)估處理總面積達(dá)11.4萬m2，針對(duì)現(xiàn)狀大面積的池塘，路基處理從工程安全、投資、施工快捷、操作等多方面進(jìn)行了比選。

2.3.1 橋梁方案

道路在里程K4+160處與核工業(yè)504廠的公路和鐵路橋存在交叉。如果采用下穿，路線從鐵路橋和公路橋梁最南側(cè)一跨下穿通過，考慮到梁高，橋梁方案不具備下穿條件（因橋梁將埋入地下）。橋梁方案只能采用上跨，上跨核工業(yè)504廠的2座既有橋梁，上跨橋梁長度1 240 m，采用25 m連續(xù)小箱梁，樁基礎(chǔ)，最大外露墩高20 m，橋梁斷面形式為：3 m（人行道）+26 m（車行道）+3 m（人行道）=30 m。

方案優(yōu)點(diǎn)：徹底解決了地表情況對(duì)路基的影響；不留隱患。

方案缺點(diǎn)：（1）橋梁東側(cè)落地點(diǎn)距離新舊路交叉口較近，對(duì)交叉口存在影響。（2）對(duì)核工業(yè)安全有一定影響，需征得核工業(yè)504廠的同意。（3）沿線魚塘已經(jīng)完成征地。（4）上跨橋梁方案投資較大（約為2億元）。

2.3.2 拋石擠淤方案

對(duì)路槽范圍內(nèi)路基進(jìn)行拋石擠淤，通過增大拋石面積保障路基穩(wěn)定。通過鋼絲籠塊石對(duì)路基邊坡進(jìn)行防護(hù)。為保障路基穩(wěn)定，道路邊坡漿砌塊石防護(hù)，邊坡采用1∶1～1∶1.25，緊鄰河道一側(cè)（北側(cè)）設(shè)置安全距離。拋石擠淤處理高度應(yīng)接近于黃河常水位。拋塊石完成、整平后，震動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理。拋石路基上方采用砂礫土回填，嚴(yán)格控制壓實(shí)度。

方案優(yōu)點(diǎn)：（1）相對(duì)于橋梁方案，拋石擠淤方案投資較?。ㄍ顿Y約0.90億元）。（2）征地已經(jīng)完成，比較符合工程的實(shí)際情況。

方案缺點(diǎn)：（1）拋石擠淤完成后需要一定的沉降時(shí)間。（2）路基在一定程度上存在沉降風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.3 方案推薦

考慮到目前征地工作已經(jīng)完成，而橋梁方案不僅投資大，受到核工業(yè)安全的影響，方案實(shí)施難度也大。結(jié)合工程的實(shí)際情況，池塘處理推薦“拋石擠淤方案”。方案采取措施主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）在黃河邊河堤內(nèi)側(cè)修筑隔水圍堰，作為機(jī)械車輛的便道，將池塘中水體抽出。

（2）局部池塘深度達(dá)6 m以上，池底淤泥層較厚，對(duì)池塘底上部的淤泥進(jìn)行清運(yùn)，盡可能減小淤泥層的厚度，確保拋石擠淤的效果。

（3）設(shè)置試驗(yàn)段，分為三部分，一是設(shè)置在池塘處，二是設(shè)置在飽和土基上，三是設(shè)置在填埋垃圾的池塘處。分別開展拋石擠淤和強(qiáng)夯實(shí)驗(yàn)，為大面積路基處理提供可靠依據(jù)。

（4）拋石擠淤頂部標(biāo)高確保高于常水位。下部用較大石頭回填，待基礎(chǔ)穩(wěn)固后，進(jìn)行預(yù)壓，然后0.5 m一層進(jìn)行回填、碾壓，進(jìn)行沉降觀測，沉降量小于5 cm/d時(shí)，上部回填砂礫石土，土的含量不超過20%，按照透水路基進(jìn)行設(shè)計(jì)。道路臨河面采用漿砌塊石進(jìn)行護(hù)坡，護(hù)坡基礎(chǔ)采用石籠塊石加固，護(hù)坡基礎(chǔ)高于黃河常水位。

（5）初步確定強(qiáng)夯的夯擊能為2 000 KN·m，夯點(diǎn)距離根據(jù)錘的直徑確定。具體施工方案為：將表層1.5 m深度范圍內(nèi)的垃圾清除，揭掉表層硬殼；布置梅花樁點(diǎn)位進(jìn)行夯實(shí)，安排試驗(yàn)場地進(jìn)行試夯，面積為30 m×22 m；初步確定夯擊次數(shù)為8擊，然后滿夯兩邊，保障兩次滿夯沉降量不大于5 cm。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整樁位和夯擊次數(shù)。

（6）對(duì)于飽和路基，采用拋石擠淤方案進(jìn)行處理，設(shè)置試驗(yàn)段，初步確定拋石深度1.7 m，其上鋪筑0.5 m的天然砂礫。拋石寬度按照平均填高5.5 m、1∶1.5放坡、兩側(cè)預(yù)留路肩0.5 m計(jì)，拋石寬度為51 m。拋塊石完成、整平后，采用羊角碾（18 t）進(jìn)行壓實(shí)處理，壓實(shí)遍數(shù)按10遍計(jì)。施工完成后對(duì)路基沉降進(jìn)行觀測。

情況一：道路路基全部坐落在池塘之上（見圖1）。

情況二：道路路基部分坐落在池塘之上（見圖2）。

情況三：道路路基邊坡部分坐落在池塘之上（見圖 3）。

2.4 拋石擠淤方案的主要技術(shù)措施

（1）拋石范圍，拋石范圍應(yīng)超出道路坡腳線，下部基礎(chǔ)應(yīng)超出坡腳線邊界，確保坡腳線范圍內(nèi)的路基穩(wěn)定，同時(shí)確保上部回填線距離道路邊線不小于10 m。

圖1 池塘拋石擠淤斷面圖一（單位：m）

圖3 池塘拋石擠淤斷面圖三（單位：m）

（2）拋石高度，拋石高度應(yīng)超出淤泥層，并不低于常水位（約為1 552.32 m）。拋石后應(yīng)進(jìn)行分層碾壓，采用振動(dòng)式壓路機(jī)。

（3）個(gè)別池塘面積較大，只對(duì)路基范圍內(nèi)池塘進(jìn)行處理，如果外側(cè)部分還繼續(xù)為池塘使用，應(yīng)在池塘和道路坡腳之間設(shè)置不小于5 m的隔離距離，并要求池塘做好防水措施。

（4）為了保證拋石效果，需要將池塘內(nèi)水體抽掉。為了確保抽水效果，要求根據(jù)池塘的具體情況設(shè)施圍堰。圍堰采用土石材料，頂寬4 m，可為車輛通行提供工作平臺(tái)。

（5）為了方便壓實(shí)，在拋石深度范圍內(nèi)，下部塊石粒徑較大，上部塊石粒徑較小，上部100 cm范圍內(nèi)采用砂礫石土分層壓實(shí)回填。下部塊石粒徑尺寸50 cm左右，宜采用不宜風(fēng)化的石塊，上部塊石粒徑尺寸30 cm左右。

2.5 強(qiáng)夯方案的主要技術(shù)措施

K5+580-K5+820段池塘垃圾層深度為7.80～8.90 m，下部垃圾浸泡在水中。全部外運(yùn)不具備條件、造價(jià)高，普通夯實(shí)無法保障路基穩(wěn)定，設(shè)計(jì)方案采用換填+強(qiáng)夯的處理方案。

強(qiáng)夯的夯擊能為2 000 kN·m。具體施工方案為：將表層1.5 m深度范圍內(nèi)的垃圾清除，揭掉表層硬殼；布置梅花樁點(diǎn)位進(jìn)行夯實(shí)，夯擊次數(shù)為8擊，然后滿夯兩邊，保障兩次滿夯沉降量不大于5 cm。強(qiáng)夯夯點(diǎn)布置形式為正三角形，夯點(diǎn)間距為錘徑的1.2倍，每個(gè)夯點(diǎn)平均為8擊，滿夯2遍。具體措施如下：

（1）清除上部1.5 m深垃圾并外運(yùn)。

（2）拋塊石墊層深度2.0 m，采用天然砂礫灌縫。

（3）采用2 000 kN·m的夯擊能強(qiáng)夯；每個(gè)夯點(diǎn)8擊。

（4）夯錘直徑2.5 m，樁間距3 m，8擊后用粒徑小于30 cm的塊石將夯坑填滿，平均深度0.8 m，通過計(jì)算，布點(diǎn)面積占比為56%。

（5）天然砂礫灌縫找平。

（6）滿夯2遍。

2.6 工后沉降檢測

路基處理施工完成后，選取代表性的路段進(jìn)行沉降觀測，原則上觀測點(diǎn)間距不大于200 m，檢測工后沉降是否滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。具體觀測數(shù)據(jù)如表1、表2所列。

從表1、表2的數(shù)據(jù)可以看出，在魚塘處理段（K3+540-K5+580），觀測點(diǎn)3和觀測點(diǎn)7數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，其余觀測點(diǎn)位均處于正常狀態(tài)，而且累計(jì)沉降值平均值均小于0.3 m，滿足路基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表1 魚塘段沉降觀測數(shù)據(jù)表

表2 強(qiáng)夯段沉降觀測數(shù)據(jù)表

3 結(jié)語

蘭州市西新線沿河段道路已于2016年7月施工完成，截止目前使用了近一年的時(shí)間，其各方面的情況均良好。本文結(jié)合工程實(shí)例探討了在河灘地建設(shè)道路時(shí)，對(duì)路基穩(wěn)定性處理的一些思路和方法。路基處理牽涉的方面很多，除了要熟悉沉降計(jì)算的原理外，還應(yīng)對(duì)一些巖土工程參數(shù)、場地地質(zhì)條件、防洪知識(shí)有很好的理解和掌握。由于路基處理在道路項(xiàng)目中投資占比較大，是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。該項(xiàng)目在確保路基安全的前提下，大大降低了工程投資，在提倡建設(shè)環(huán)境友好型、節(jié)約型社會(huì)的大背景下，工程建設(shè)如何做到經(jīng)濟(jì)、安全，還需要建設(shè)者們?cè)诠こ虒?shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)、不斷探索。

重慶潼大榮高速轉(zhuǎn)洞隧道右洞貫通

近日，位于重慶市大足區(qū)的潼（南）大（足）榮（昌）高速公路轉(zhuǎn)洞隧道右線貫通，為潼大榮高速公路大足段2019年全線建成通車奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。潼大榮高速公路大足段全長28.58 km，途經(jīng)大足區(qū)中敖、龍崗、三驅(qū)、龍石4個(gè)鎮(zhèn)街，共有麻楊、蓮花、轉(zhuǎn)洞、長崗嶺、寶林5個(gè)隧道。轉(zhuǎn)洞隧道采用雙洞分離式4車道設(shè)計(jì)施工，右線長402 m，其中Ⅳ級(jí)圍巖占217 m、V級(jí)圍巖占185 m。建設(shè)單位針對(duì)圍巖破碎采用管棚注漿、掛網(wǎng)噴錨、加長明洞等工法工藝，確保了隧道順利貫通。

U416.1

B

1009-7716（2017）10-0044-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.013

2017-07-19

劉靜（1977-），女，甘肅蘭州人，高級(jí)工程師，從事道路及相關(guān)市政工程設(shè)計(jì)工作。