臨時(shí)拓寬包邊土高效風(fēng)積沙填筑施工技術(shù)①

□□ 賈飛飛，郭雪峰，董碧晟，劉嘉寧，張永強(qiáng) (長(zhǎng)春工程學(xué)院 土木工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130012)

引言

西部地區(qū)面積廣闊，很多地方屬于荒漠區(qū)，尤其是在沙漠路段進(jìn)行道路施工過(guò)程中，風(fēng)積沙作為一種路基填筑材料，具有水穩(wěn)定性好、沉降均勻和受不利季節(jié)影響小等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛運(yùn)用于沙漠公路路基工程中[1-2]。傳統(tǒng)的風(fēng)積沙路基填筑施工工藝，由試驗(yàn)段確定礫類(lèi)土和風(fēng)積沙松鋪系數(shù)后，先填筑礫類(lèi)土包邊土，形成路槽后，再進(jìn)行風(fēng)積沙填筑[3-4]。其填筑方式為掛線畫(huà)網(wǎng)格進(jìn)行分層填筑和壓實(shí)；然運(yùn)料車(chē)運(yùn)輸及卸料時(shí)下承層風(fēng)積沙因表面失水后翻沙現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的誤車(chē)現(xiàn)象，極大地制約了施工進(jìn)度及工序間的有效銜接；同時(shí)沙漠邊緣地區(qū)生態(tài)環(huán)境極為脆弱，一旦破壞就很難恢復(fù)[5]。如果在路基外修筑施工便道不僅破壞環(huán)境又增加一筆不菲的臨時(shí)土地征地費(fèi)用，既增加了施工成本又不符合綠色施工要求[6]。

1 技術(shù)特點(diǎn)

(1)施工效率高。運(yùn)料車(chē)直接在包邊土上向內(nèi)傾卸風(fēng)積沙填筑料。再由推土機(jī)將風(fēng)積沙推至填筑位置，推土機(jī)將風(fēng)積沙推動(dòng)的過(guò)程，也起到了將風(fēng)積沙碾壓的作用。同時(shí)設(shè)置施工車(chē)輛交匯平臺(tái)，有效地避免了施工車(chē)輛誤車(chē)現(xiàn)象，同時(shí)提高加快了施工進(jìn)度及加強(qiáng)工序之間的銜接。

(2)經(jīng)濟(jì)效益好。通過(guò)對(duì)推土機(jī)工作方式的改變，由縱向推土改為橫向推土，縮短了機(jī)械空車(chē)倒回的時(shí)間，節(jié)省了機(jī)械使用臺(tái)班，提高了機(jī)械利用率。

(3)生態(tài)環(huán)保。利用加寬包邊土做施工便道，減少了因施工所需便道額外增加的臨時(shí)用地，極大程度上減少了對(duì)工程用地外脆弱生態(tài)環(huán)境的破壞，為工程順利實(shí)施和保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)具有重大意義。

2 工藝原理

便道利用征地范圍內(nèi)坡腳護(hù)坡道和排水溝位置加寬包邊土，做到不臨時(shí)占用施工紅線外的土地。在填筑前將加寬部分原地面鋪設(shè)編織布(防止含鹽的原狀土擠壓進(jìn)包邊土加寬礫類(lèi)土)，然后運(yùn)料車(chē)在包邊土上向內(nèi)傾卸風(fēng)積沙，由推土機(jī)對(duì)向橫向推進(jìn)風(fēng)積沙填料。待包邊土及風(fēng)積沙填筑至設(shè)計(jì)頂標(biāo)高后鋪設(shè)土工材料，采用輪式挖掘機(jī)將加寬的礫類(lèi)土包邊挖翻至上路床進(jìn)行礫類(lèi)土封頂層施工。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

臨時(shí)拓寬包邊土的方式高效風(fēng)積沙填筑施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)施工需求，合理安排人員和機(jī)械配備。根據(jù)運(yùn)料車(chē)行進(jìn)對(duì)于施工便道寬度的需求，結(jié)合項(xiàng)目路基施工紅線，來(lái)確定加寬包邊土的寬度。同時(shí)需要設(shè)計(jì)每隔200 m設(shè)置一道便于運(yùn)料車(chē)左右幅自由切換的車(chē)輛交匯平臺(tái)。對(duì)于需要填筑的風(fēng)積沙和礫類(lèi)土進(jìn)行悶料。

3.2.2測(cè)量放樣

根據(jù)測(cè)量放樣，將路基原設(shè)計(jì)包邊土的位置確定下來(lái)，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)包邊土寬為2.5 m，結(jié)合運(yùn)料車(chē)安全行進(jìn)要求的施工便道寬度，以及不超越路基施工紅線的原則，將包邊土攤鋪寬度在原有的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上加寬1.5 m，即加寬至4 m。在依托項(xiàng)目則為加寬至兩側(cè)邊溝的位置，可作為風(fēng)積沙路基施工便道。包邊土內(nèi)填筑路基填料風(fēng)積沙。由于加寬位置的包邊土屬于臨時(shí)性的，在原地面屬于鹽漬土的情況下，需要在原地面上面加鋪編織布，防止原地面中的鹽漬土返滲透到加寬部位的包邊土，進(jìn)而影響該部分包邊土用作路基封頂層填料的設(shè)計(jì)要求，如圖2所示。而原地面不屬于鹽漬土等類(lèi)似特殊土質(zhì)的情況下，則不需要加鋪編織布。

圖2 下鋪塑料布

3.2.3上料及攤鋪

按照風(fēng)積沙帶包邊土路基試驗(yàn)段所確定的松鋪系數(shù)進(jìn)行包邊土及風(fēng)積沙的上料。

施工順序是包邊土和風(fēng)積沙同層施工，先填筑兩側(cè)包邊土，再填筑路基內(nèi)部的風(fēng)積沙。

第一層風(fēng)積沙路基填筑施工。根據(jù)設(shè)計(jì)要求填至一層包邊土，由于兩種填料類(lèi)型不同，松鋪系數(shù)則不相同。待先將第一層包邊土整平碾壓后，再進(jìn)行路基內(nèi)部風(fēng)積沙填筑，運(yùn)料車(chē)可由施工便道將風(fēng)積沙填料運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢谩?/p>

第二層及以上的風(fēng)積沙路基填筑施工。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，先將兩側(cè)的包邊土進(jìn)行填筑、整平及碾壓成型，風(fēng)積沙運(yùn)料車(chē)再?gòu)募訉挵呁列纬傻氖┕け愕佬凶?，運(yùn)料車(chē)直接在施工便道上向內(nèi)傾卸風(fēng)積沙填筑料，如圖3所示。再由路基中間準(zhǔn)備好的推土機(jī)將風(fēng)積沙推到填筑位置，推土機(jī)將風(fēng)積沙推動(dòng)的過(guò)程，同時(shí)起到了將風(fēng)積沙碾壓的作用，如圖4所示。

圖3 向內(nèi)傾卸風(fēng)積沙

圖4 橫向攤鋪風(fēng)積沙

3.2.4整平

整平過(guò)程中，橫縱坡方向保持平順均勻，以保證壓實(shí)效果。精平后平整度控制在5 cm以內(nèi)，嚴(yán)格控制橫坡保證路基填后排水。風(fēng)積沙作業(yè)段控制在200 m，并且留車(chē)輛進(jìn)出口，一頭為進(jìn)口，一頭為出口。合理組織車(chē)輛和指揮交通，防止運(yùn)料車(chē)輛在風(fēng)積沙及便道發(fā)生交通堵塞情況。

3.2.5碾壓

待平地機(jī)整形至100 m左右時(shí)，壓路機(jī)緊隨其后進(jìn)行碾壓作業(yè)，依次向前推進(jìn)，形成流水作業(yè)。

碾壓原則：遵循先輕后重、先兩邊后中間、先靜壓后振壓的原則。該技術(shù)采用跨縫碾壓施工。兩側(cè)碾壓施工同步進(jìn)行，先碾壓兩側(cè)包邊土的位置行走，同時(shí)向里縱向碾壓風(fēng)積沙填料10～15 cm，并逐步向新攤鋪的風(fēng)積沙進(jìn)行碾壓，直至完全碾壓到新鋪的風(fēng)積沙填料，開(kāi)始改變碾壓方式，改為重疊1/3輪寬碾壓，至路基中間位置。最后再按照相反的程序由新鋪層向已鋪層碾壓，充分將包邊土和風(fēng)積沙接縫處壓實(shí)緊密，如圖5和圖6所示。

圖5 風(fēng)積沙碾壓

圖6 包邊土碾壓

初壓：振動(dòng)壓路機(jī)在裝載機(jī)、平地機(jī)第一次找平后進(jìn)行靜壓，以暴露潛在的不平處，若有不平，用平地機(jī)二次找平。

復(fù)壓：二次找平后，振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓，碾壓邊數(shù)根據(jù)試驗(yàn)段結(jié)果確定，達(dá)到規(guī)定的碾壓遍數(shù)后進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。

終壓：當(dāng)路基壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后，壓路機(jī)進(jìn)行靜壓光面，直至表面無(wú)顯著輪跡。

在填至路基封頂層前，要對(duì)風(fēng)積沙路基進(jìn)行類(lèi)似“田埂”的分格設(shè)置，路基上布置滴灌水管，使風(fēng)積沙路基保持在最佳含水率的范圍，再進(jìn)行碾壓，如圖7和圖8所示。

圖7 “田埂”分格

圖8 灑水

3.2.6復(fù)合土工材料鋪設(shè)

風(fēng)積沙頂面鋪設(shè)土工布(兩布一膜)，如圖9所示。土工布具有耐腐、耐酸、耐水和強(qiáng)度高的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)為：一是起到了防止發(fā)生鹽脹的現(xiàn)象；二是限制沙基的剪切滑動(dòng)，提高路基承載力。

圖9 土工布鋪設(shè)

土工布鋪設(shè)按路基橫斷面相應(yīng)層次的寬度全斷面鋪設(shè)，使其平展緊貼下承層，不允許有褶皺。土工布按設(shè)計(jì)幅寬縱向鋪設(shè)，相鄰兩幅搭接時(shí)，橫向搭接寬度>30 cm、縱向搭接寬度>50 cm。施工期間要仔細(xì)檢查有無(wú)破損處，防止破損處漏水。土工布鋪設(shè)完畢，嚴(yán)禁行人、牲畜和各種車(chē)輛通行，并盡快覆蓋填料，以避免長(zhǎng)時(shí)間受到陽(yáng)光的暴曬。

3.2.7包邊土挖翻至封頂

利用輪式挖掘機(jī)將作為施工便道的包邊土進(jìn)行挖翻，翻到路基頂層作為路基頂層的填筑料，如圖10所示。用輪式挖掘機(jī)進(jìn)行挖翻施工，可以避免對(duì)路基封頂層上鋪的土工布破壞。在進(jìn)行低填方的路基封頂層施工時(shí)，采用低接高送的施工方式將加寬部位的包邊土進(jìn)行挖翻至頂層。而在進(jìn)行高填方的路基封頂層施工時(shí)，則采用裝載機(jī)在底部推送，輪式挖掘機(jī)在頂層承接的方式，將加寬部位的包邊土進(jìn)行挖翻至頂層。該工序施工前需要進(jìn)行對(duì)路基封頂層填料方量的測(cè)算，如有包邊土的方量大于路基封頂層的方量，則將多余的包邊土運(yùn)至低填方路基封頂層，用作低填方路基封頂層的填筑。同時(shí)對(duì)路基邊坡兩側(cè)進(jìn)行整修，刷坡，還原路基邊坡整型。施工過(guò)程中不能破壞加寬包邊土下面的編織布，也不能破壞包邊土與風(fēng)積沙結(jié)合部位。

圖10 加寬包邊土挖翻至頂層

3.2.8路基封頂層施工

攤鋪厚度控制方法采用竹竿掛線的方式。裝載機(jī)按照既定方向和預(yù)定厚度大致粗平，凹凸不平的部分采用人工配合機(jī)械找平，待礫類(lèi)土填料覆蓋完成后，在作業(yè)橫斷面六個(gè)控制點(diǎn)處打灰點(diǎn)控制高程。粗平后均勻?yàn)⑺?，然后由平地機(jī)快速精細(xì)整平，以防填料水分過(guò)度蒸發(fā)。整平過(guò)程中，橫縱坡方向保持平順均勻，以保證壓實(shí)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)工藝相比，臨時(shí)拓寬包邊土的高效風(fēng)積沙填筑施工技術(shù)不需要支付征用農(nóng)田和土地復(fù)耕的費(fèi)用，也不需要另外修筑施工便道的費(fèi)用。只需要增加下鋪塑料布和挖翻至頂層的機(jī)械費(fèi)用。在施工過(guò)程中改進(jìn)了機(jī)械工作方式以及增設(shè)施工車(chē)輛交匯平臺(tái)，與傳統(tǒng)技術(shù)只能以200 m為一段的風(fēng)積沙路基施工段落相比，可加長(zhǎng)風(fēng)積沙路基施工段落至300～400 m。同時(shí)利用包邊土做施工便道，極大程度上減少了對(duì)脆弱生態(tài)環(huán)境的破壞，為工程順利實(shí)施和保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)具有重大意義。在后續(xù)類(lèi)似的風(fēng)積沙路基工程施工方面具有很好的推廣價(jià)值。