禾木至铁尔沙汗公路改建项目路基施工策略

2014-04-15张帆

交通运输研究 2014年9期

张帆

（新疆交通建设（集团）有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830016）

1 项目概况

拟建公路项目位于喀纳斯旅游景区内，是喀纳斯湖区旅游公路的支线工程，起点位于禾木乡村内，终点位于铁尔沙汗，与喀纳斯—布尔津旅游公路（省道232线）相接，全长约48.685km。目前为等外路，路基宽仅4.5m，道路品质较低，存在较大的安全隐患，服务性能欠佳，同时道路外观较差，与该地区秀美的风光极不相称。为提升公路服务性能和安全性能，并美化周边环境，现拟建一条通往禾木的公路，拟按三级标准改建。

本改建工程的总原则是在充分利用现有道路走廊和路基的基础上，建成一条高质量的、有示范价值的公路，期望对该地区经济的发展起到显著的作用。本文将着重对该项目中的路基工程施工方案程进行阐述。

2 路基工程施工条件

2.1 地质条件

针对沿线地形地貌、地质构造、地层岩性、物理力学性质指标、特殊性岩土等差异对沿线的工程地质条件进行了较准确的划分，现将主要施工段落的工程地质条件分述如下：

（1）K0+000～K3+360段共分为二层：第一层为草甸土，揭露厚度为0.5～1.0m，野外鉴别为松散～稍密，土石方等级为Ⅰ级；第二层为碎石，最大揭露厚度为2.5m，野外鉴别为强风化，地基承载力基本容许值[fao]=250kPa，土石方等级为Ⅲ～Ⅳ级；

（2）K9+380～K10+030段共分为二层：第一层为种植土，揭露厚度为0.2～1.2m，野外鉴别为松散～稍密，土石方等级为Ⅰ级；第二层为碎石，揭露厚度为1.8～2.8m，野外鉴别为中密～密实，地基承载力基本容许值[fao]=250kPa，土石方等级为Ⅲ～Ⅳ级；

（3）K13+410～K14+060段共分为二层：第一层为种植土，揭露厚度为0.4m，野外鉴别为松散～稍密，土石方等级为Ⅰ级；第二层为辉长岩，揭露厚度为2.0～10.0m，野外鉴别为中风化～微风化，地基承载力基本容许值[fao]=800kPa，土石方等级为Ⅳ～Ⅴ级；

（4）K24+980～K31+750段共分为二层：第一层为种植土，揭露厚度为0.3～2.1m，野外鉴别为松散～稍密，土石方等级为Ⅰ级；第二层为卵石，少量碎石，揭露厚度为1.4～2.7m，野外鉴别为中密～密实，地基承载力基本容许值[fao]=300kPa，土石方等级为Ⅲ～Ⅳ级；部分地段辉长岩出露，其中K29+330～K29+800花岗岩侵入；

（5）K40+675～K40+950段共分为一层：该层为花岗闪长岩，出露厚度为2.0～5.0m，野外鉴别为强风化～中风化，较破碎，地基承载力基本容许值[fao]=800kPa，土石方等级为Ⅳ～Ⅴ级。

综合上述分析可知，该工程路基施工地质条件较为复杂，勘探过程中发现不少路段的路基路面存在不同程度的病害，改建过程中应加以注意。

2.2 水文条件

2.2.1 基岩裂隙水

分布在沿线山区，主要靠雨水和冰雪融水补给，沿断裂及裂隙入渗，主要沿贯通性良好的断裂及裂隙以间歇泉的形式出露或排泄于残积物、坡积物中。

2.2.2 松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙潜水在调查区主要分布在：

（1）K0+000～K7+270冰积物中地下水，赋水介质为上更新统、中更新统冰水堆积物，主要由漂砾、砾石、粉土混杂组成；

（2）K7+270～K47+400坡积物中地下水，主要由块石、碎石、粉土混杂组成。

路基施工与设计中应注意水害的防治。

2.3 气候条件

项目地处欧亚大陆腹地，远离海洋，纬度较高。特点是气候寒冷，春季干旱升温快，秋季降温快，冬季严寒而漫长，夏季短少炎热，多风少雨，蒸发强烈，年际变化大，路基设计与施工中应充分考虑抗冻、抗裂因素。

3 路基工程施工要点及策略

3.1 利用和废弃原有道路方案

现有公路是在原林场简易道路基础上改建而成的。在建设阶段，为了充分利用林场道路走廊带，减小工程量，降低对周围环境的破坏，部分路段并未达到四级路标准。施工过程中由于地形复杂、施工难度大、工期短等因素，施工质量并不理想，出现了直线不直、曲线扭折、加宽过渡不规则、曲率突变等问题，严重影响道路交通安全。目前该路段服务性能较差、外观质量不佳，满足不了通行需要。

本次改造，除终点路段约1km道路改线，原有道路废弃外，其余平面线形完全利用现有道路走廊带，通过线形优化和路基拓宽，改善原有道路的线形指标，提高道路等级，原有道路纵面整体控制良好，从与环境协调方面考虑，未做大的调整。即原有公路线位基本完全利用。

3.2 原有路基加固、加宽方案

本路基工程施工勘探中发现：K0+430～K0+890段路基路面病害较少，因而采取路基路面完全利用并不加宽的策略；K0+890～终点段路面病害较多，因而对原有3cm沥青混凝土需完全挖除集中掩埋处理，对原有基层及底基层材料原则上翻松压实作为路基填料，此外，为最大程度地利用原路基，减小改建成本，路面加宽以单侧加宽为主导；本工程施工中涉及山区路段，对此本次尽量利用原有道路碎落台进行加宽；施工区域周围有茂密的林地，为减少对林地的破坏，采取原路堑边坡不动、少砍伐树木及破坏植被的策略。

全线共设路肩挡墙227处，共8 053m，挡墙均为浆砌片石砌筑，矩形断面，挡墙厚度为0.6～1.2m，墙体厚度随墙身高度而变化，地面线以上墙体高度为0.8～3.6m，多数路段挡墙高度小于2m，个别路段挡墙高2～3.6m。原有挡墙大部分使用良好，挡墙直立，无整体倾覆现象，砌体表面平整，砌缝完好、勾缝平顺，无开裂、脱落现象，沉降缝整齐垂直，上下贯通。部分路段挡墙产生沿防撞柱纵向裂隙，裂隙宽度为0.30～1cm，长度在3～5m之间，部分挡墙砌筑块石间勾缝砂浆已松散，存在块石外移、掉落的情况，挡墙由砌块掉落引起的空洞较多，已严重影响行车安全，需拆除重建。

3.3 路基改建方案与对策

3.3.1 一般路基

本路基工程中：路基宽7.5m，其中：行车道宽2×3.25m，土路肩宽2×0.75m，行车道及路缘带采用1.5%，土路肩横坡为1.5%。审查认为，路基横断面标准的几何尺寸基本满足《公路工程技术标准》的技术要求；填方路基施工遵循“低路堤，缓边坡”的总体设计原则，并结合每个路段的不同情况进一步设计合理的坡率；对于老路填土高度较低路段，新旧路基衔接处建议取消土工格栅。

3.3.2 特殊路基

由于项目地处欧亚大陆腹地，远离海洋，纬度较高。特点是气候寒冷，春季干旱升温快，秋季降温快，冬季严寒而漫长，因而路基设计中要充分考虑季节性冻胀的问题。本次施工中对季节性冻胀挖方路基采用非冻胀材料换填、加强排水等处理措施，但路基下路床采用翻挖碾压不尽合理，考虑到废方多，下路床翻挖土含水量不满足要求，建议采用就近路基挖方换填；勘探中发现许多老路路基路面均存在不同程度的病害，病害的产生多与地形、气候、水文等因素有关，且填方路段病害严重多网裂和坑槽，对现场进行深挖，发现旧有道路基层和底基层材料所含细粒料较多，且材料含水量明显较大，为了进一步提升路基路面的抗冻、抗裂性能，决定对原有路基面层进行挖除，对其基层及底基层进行翻挖利用，同时再次填筑时要合理确定道路标高，尽量利用现有路基路面结构和支挡结构，减少工程实施难度。