浅析“新疆地区沙漠公路的施工工艺及注意事项”

金洪军

【摘要】根据新疆古尔班通古特沙漠地区特点，按照就地取材的原则，以吉彩公路工程的施工为例，采用风积沙作为路基填料，对沙漠路基的施工工艺进行了探讨。

【关键词】沙漠、路基、路堑、碾压 、土工合成材料、路基防护

一、前言

新疆地区自1993年第一条沙漠公路—塔里木沙漠公路修建以来，在新疆这个特殊地区，由于沙漠地区气候恶劣，植被稀少，沙漠化、荒漠化地区修建公路，在路基填筑、边坡防护、运行管理等方面带来了一系列的课题，通过在沙漠地区施工积累的经验，下面结合吉彩公路修建谈谈施工中应注意事项。

二、工程概况

新疆吉彩公路位于天山北麓，准格尔盆地古尔班通古特沙漠边缘，是一条连接吉木萨尔县至准东五彩湾地区的公路，全长103公里，其中有45公里穿过古尔班通古特沙漠，沙漠段路基设计为7.5米，采用就地的风积沙作为路基，路面结构采用15cm的天然砂砾基层和3cm的沥青表处，路肩宽0.75米。施工中我们在路基填筑、防风固沙、边坡防护方面采取了一系列的工程措施，使得工程在施工进度、现场管理、施工质量等方面都取得了一定的效果。

三、沙漠公路中风积沙作为路基材料的特性

（1）、风积沙的基本特性

风积沙主要是由于风吹沙积累的，其矿物成分以石英、长石、云母为主，易溶盐含量很小，其化学性质呈微碱性，无腐蚀性，自然状态下的风积沙其含水量很低，最低不足1%，最大不超过5%，干容重一般在1.15g/cm3～1.40 g/cm3，湿容重大约为1.5 g/c m3左右，压实后的最大干密度可达1.76～1.96 g/c m3左右，为天然状态下的1.2～1.4倍，风积沙的颗粒组成一般很细很均匀，其不均匀系数一般在2.6～3.1左右，曲率系数在0.9～1.6左右，粒径在0.25～0.074mm的含量可占到总量的85%～95%，即颗粒、粒径分布很集中。

（2）、力学特性

由于风积沙的物理特性，它压缩变形小，不易压实，常规的重型击实无法测出其最大干密度，粘聚力值较小，在洒水的情况下会表现出一定的假粘聚力。

（3）、透水性

风积沙作为筑路材料具有良好的透水性，其最大的吸水量不足1%，且滤水作用十分明显，水在砂层中直接往下渗透，长使得沙漠表层土处于干燥状态。

（4）非塑性

风积沙具有松散无塑性，大多数情况下风积沙的塑性指数几乎为零，所以成型较难，而且成型后抗剪性也较差。

四、沙漠公路中风积沙路基的施工工艺

（1）、施工流程

施工准备 → 施工放样 → 填前处理测量放线 → 填方路基施工 → 挖方路堑施工→ 布土 → 整平和浇水湿润 → 灌水坠实 → 碾压 → 封闭 → 刷坡整形

（2）、施工工艺

A、试验段的做法

施工前在一块空旷的地方开辟出一块长200米，宽20米的场地作为试验段，用于确定最大干密度和最佳含水量。按照40cm、50cm、60cm的松铺厚度铺填，试验中采用两种方法同步进行，一种是标准击实法，另一种是水撼法。通过两种方法测得的数据比较略有差别，最后确定了合理的松铺厚度为50cm，选择了18T的压路机先静压2遍，振动4遍，最佳含水率控制在3.7%左右。

B、施工准备

（a）、施工放样

沙漠地区施工施工放样，控制点、转点、平面曲线和缓和曲线的起始点，复核水准点及沿线的加密水准点一定要做好标记与控制，便与在测量放线时使用方便。

（b）、施工设备的选择

在沙漠地区采用汽车运输填筑较为困难，因此，在进行设备选择时，应优先选择推土机、压路机、平地机配合施工。推土机应选择在沙漠中能自由行走大马力、自重在30T以上的履带式推土机；平地机采用功率在160KW以上的自行式平地机，振动压路机应选择在18T以上且能在沙基上正常作业的大功率压路机。

（c）、基底处理

填方路基在填筑前，先清除路基范围内的草皮表土、挖除树根，将挖除后的植被灌木集中堆放，以便于以后路基防护使用。

C、路基填筑施工

路基填方采用推土机分层推筑， 由最低处开始进行施工。推筑前，根据路基设计表和土石方数量表进行路基的填挖平衡和土方調配设计。每层路基采用推土机进行粗平和初始碾压，然后用平地机进行精平。

D、路堑施工

土方开挖按图纸要求 自上而下进行，尽量做到填挖平衡，其开挖深度应考虑因压实产生的下沉量，避免超挖。路堑的开挖方法应结合现场实际情况进行确定。对较短的路堑采用横挖方法 ，路堑深度不大时可一次开挖成型；路堑深度较大时， 可分成几个 台阶进行开挖； 对较长的路堑可采用分段纵向开挖法进行开挖。当路堑宽度和深度不大时，可按横断面全宽进行纵向分层开挖； 对宽度和深度较大的路堑，可采用通道式分层纵向开挖法进行开挖。另外 ，当挖方深度大于2米时，路基两侧分别加宽1—2米，以保证在风季时吹落的沙不会将路基掩埋并利于清理。

E、路基碾压

在每层路基填筑后，首先采用推土机进行初压，初压时做到重叠1/2的履带宽度，并且至少碾压2遍。由于风积沙具有土质松散、塑性指数元或很小、无粘聚力、不易形成整体，在外力作用下容易产生位移等特点，其他施工机械如平地机等机械在其上作业较为困难，因此，在路基分层填筑过程中， 利用推土机进行初压后，使路基具有初始的压实度，以便于其他机械在其上进行作业。路基碾压采用分层干压法施工。路基的压实遍数应根据试验段所确定的技术参数进行确定。本工程的施工工艺是推土机排压2～3遍，平地机进行整平，压路机静压2遍，压路机振动压实4遍，压路机静压收光并完成终压。经采用上述工艺后，压实效果较好，达到了验评标准的要求。

F、路基防护

在沙漠地区施工，一旦发生植被破坏，在风力的作用下很容易产生流沙现象，并对沙基造成破坏。因此，在路基施工完毕后应及时进行路基的防护施工。为了便于今后植被的自然恢复，防护的方法可采用草方格防护。

在进行草方格防护时，路基边坡一般不小于1：2，施工次序为先路堑，后路堤，先迎风面，后背风面，先风口地段，后一般地段。

草方格一般采用干芦苇做材料，其规格为1.0米×1.0米，施工完毕后芦苇的外露长度控制在150—200mm左右。当草方格排列布设形式与主风向成45。角时，对流沙的防治效果最佳。为了便于植被的自然恢复，在草方格施工完毕后，可在草方格内撒一些适宜沙漠生长的植物种或移种一些红柳、梭梭柴等沙漠耐旱植物。

五、沙漠地区施工中应注意的事项

沙漠地区施工除了现场环境恶劣，气候变化大，沙漠地区的沙丘多为固定、半固定的垅状，有些地方还是流动的沙丘，所以在施工安全、质量控制、现场管理方面也带来了一定的困难，施工中要做好以下几方面的工作。

（1）测量放线中对路基中线控制，采用每25米定一桩，然后在路基两边适当位置进行栓桩；控制填筑厚度时根据每一层的填筑厚度放出每一层风积沙的边线并每隔25米插上竹竿，竹竿上绑上红布条以控制填筑厚度。

（2））回弹弯沉值是衡量路基施工质量的重要指标。在路基施工完毕后，因检测回弹弯沉的车辆很难在其上行驶。因此，在底基层施工完毕后，通过对其弯沉值的测定并结合相应计算公式，来推断路基回弹弯沉值是否达到设计要求。

六、结束语

在沙漠地区进行路基施工是一项系统工程，只有对当地风积沙特性及地质情况充分认识，采用科学合理的施工技术工艺，才能保证路基施工质量。

参考文献：

1、《沙漠地区公路设计、施工与环保养护》 作者：彭世古

2、“新疆沙漠公路施工试验分析”《黑龙江交通科技》2008年08期 作者：张军光、张修良、何永明