兰州市西新线沿河段路基处理浅析

刘 静

（兰州市城市建设设计院，甘肃 兰州730030）

兰州市西新线沿河段路基处理浅析

刘 静

（兰州市城市建设设计院，甘肃 兰州730030）

随着城市建设范围的不断扩张，道路建设面临着大量的路基处理工作。兰州市临河而建，建设的制约因素较多，路基处理工作耗时长、投资大，寻求更经济、安全的路基处理方法和措施日益成为工程建设的重点。现结合工程实例，在对路基处理方案对比的基础上，采用抛石挤淤和强夯相结合的方法，在确保工程安全的前提下，大大节省工程投资。该方案最大的特点是施工工艺简单、快捷，为兰州市河滩地处理积累了经验。

抛石挤淤；强夯 ；路基处理

1 工程现状及存在问题

兰州市是一座黄河穿城而过的城市，两山对峙、一河中流。为了拓展城市发展空间，缓解市中心地区城市建设用地紧张的问题，兰州市政府提出了“东扩西展、南伸北拓”的城市发展新思路。河口南地区是规划中的新型工业区，作为兰州市“西展”的重要地区，孕育着极大的发展潜力。

西新线最早是G109国道的一部分，路基宽度10 m，位于河口南地区与西固区之间，南靠兰新铁路复线，北邻黄河，道路全长13.5 km。1996年按一级公路兼城市快速路扩建为双向4车道。受狭长地形的影响，兰州市东西向道路较少，南滨河路、西固路、兰州市二环路在西柳沟交汇后进入西新线。西新线是两个片区的唯一连接线，交通压力较大，特别是近年来，兰州国际港务区在河口地区落地，西新线交通量日益增加，大型货运车辆较多，现有道路的车道数和通行条件不能满足交通发展和城市发展的需要，新建沿河线分担旧路的交通压力势在必行。

2 路基处理方案设计

新建沿河线全长约5 km，沿黄河南岸布线，其中K3+540～K5+820段处于黄河一级阶地，沿线控制性构筑物为中国核工业504厂的铁路桥和公路桥，道路线路需穿越大片的河滩地，个别池塘废弃后填埋大量生活垃圾和建筑垃圾，路基处理数量巨大，成为控制该项目投资的重要因素。

2.1 地质状况

2.1.1 道路沿河线地层特征

道路K3+540-K5+580段长度约2 km，均坐落在大片池塘之上，个别池塘面积大，池底较深；还有部分路段随着黄河水位变化，时而变成旱地，时而变为水淹地。（1）杂填土层厚0.80～2.60 m，以粉土、砂卵石、水泥块、砖块等建筑垃圾为主，结构松散，稍湿。（2）素填土层厚1.20～2.20 m，以粉土、砂卵石等混合回填而成，结构松散，稍湿～湿。（3）淤泥场区均有分布均匀，揭示厚度0.90～5.80 m，层顶埋深0.80～2.60 m，湿～很湿。（4）粉细砂揭示厚度1.10～5.60 m，局部钻孔揭示出，饱和。（5）卵石层厚2.20～4.70 m，层顶埋深2.90～7.90 m，含水。（6）地下水，埋藏深度0.80～1.40 m之间，含水层为填土及卵石层，属阶地潜水类型，地下水随黄河水涨落的影响而有所升降，其涨落幅度一般约为±（1.0～1.5）m，地下水对混凝土具弱～强结晶类腐蚀。

2.1.2 垃圾路段地层特征

桩号K5+560～K5+820段原为鱼塘，后经人工回填了厚度为7.80～8.90 m不等的杂填土，主要成分由建筑垃圾及生活垃圾组成。（1）杂填土层厚7.80～8.90 m，以人工回填的砂土、碎石、砖块、混凝土块等建筑垃圾及少量生活垃圾组成，成孔性较差，易坍塌，结构松散，稍湿～湿～饱和。（2）泥岩揭示层厚1.40～1.80 m，未穿透，层顶埋深7.80～8.90 m，矿物成份以粘土矿物为主，遇水易软化。

2.2 路基设计技术标准

（1）道路等级：城市主干路。

（2）路基设防标准：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，地震动峰值加速度：0.20 g。

2.3 路基处理的方案比选

依据地勘资料，沿河路段（2.28 km）所经过的地层上部为杂填土，下部为淤泥层和粉细砂层，局部卵石层埋设较深，池塘最深处达6 m以上，下部为大量淤泥。垃圾填满的池塘面积近6 000 m2，垃圾场厚度最深处近8 m，下部垃圾浸泡在水中，全部清运难度大、费用高。路基范围内大量软基需要处理，预估处理总面积达11.4万m2，针对现状大面积的池塘，路基处理从工程安全、投资、施工快捷、操作等多方面进行了比选。

2.3.1 桥梁方案

道路在里程K4+160处与核工业504厂的公路和铁路桥存在交叉。如果采用下穿，路线从铁路桥和公路桥梁最南侧一跨下穿通过，考虑到梁高，桥梁方案不具备下穿条件（因桥梁将埋入地下）。桥梁方案只能采用上跨，上跨核工业504厂的2座既有桥梁，上跨桥梁长度1 240 m，采用25 m连续小箱梁，桩基础，最大外露墩高20 m，桥梁断面形式为：3 m（人行道）+26 m（车行道）+3 m（人行道）=30 m。

方案优点：彻底解决了地表情况对路基的影响；不留隐患。

方案缺点：（1）桥梁东侧落地点距离新旧路交叉口较近，对交叉口存在影响。（2）对核工业安全有一定影响，需征得核工业504厂的同意。（3）沿线鱼塘已经完成征地。（4）上跨桥梁方案投资较大（约为2亿元）。

2.3.2 抛石挤淤方案

对路槽范围内路基进行抛石挤淤，通过增大抛石面积保障路基稳定。通过钢丝笼块石对路基边坡进行防护。为保障路基稳定，道路边坡浆砌块石防护，边坡采用1∶1～1∶1.25，紧邻河道一侧（北侧）设置安全距离。抛石挤淤处理高度应接近于黄河常水位。抛块石完成、整平后，震动压路机进行压实处理。抛石路基上方采用砂砾土回填，严格控制压实度。

方案优点：（1）相对于桥梁方案，抛石挤淤方案投资较小（投资约0.90亿元）。（2）征地已经完成，比较符合工程的实际情况。

方案缺点：（1）抛石挤淤完成后需要一定的沉降时间。（2）路基在一定程度上存在沉降风险。

2.3.3 方案推荐

考虑到目前征地工作已经完成，而桥梁方案不仅投资大，受到核工业安全的影响，方案实施难度也大。结合工程的实际情况，池塘处理推荐“抛石挤淤方案”。方案采取措施主要包括以下几个方面：

（1）在黄河边河堤内侧修筑隔水围堰，作为机械车辆的便道，将池塘中水体抽出。

（2）局部池塘深度达6 m以上，池底淤泥层较厚，对池塘底上部的淤泥进行清运，尽可能减小淤泥层的厚度，确保抛石挤淤的效果。

（3）设置试验段，分为三部分，一是设置在池塘处，二是设置在饱和土基上，三是设置在填埋垃圾的池塘处。分别开展抛石挤淤和强夯实验，为大面积路基处理提供可靠依据。

（4）抛石挤淤顶部标高确保高于常水位。下部用较大石头回填，待基础稳固后，进行预压，然后0.5 m一层进行回填、碾压，进行沉降观测，沉降量小于5 cm/d时，上部回填砂砾石土，土的含量不超过20%，按照透水路基进行设计。道路临河面采用浆砌块石进行护坡，护坡基础采用石笼块石加固，护坡基础高于黄河常水位。

（5）初步确定强夯的夯击能为2 000 KN·m，夯点距离根据锤的直径确定。具体施工方案为：将表层1.5 m深度范围内的垃圾清除，揭掉表层硬壳；布置梅花桩点位进行夯实，安排试验场地进行试夯，面积为30 m×22 m；初步确定夯击次数为8击，然后满夯两边，保障两次满夯沉降量不大于5 cm。根据试验结果调整桩位和夯击次数。

（6）对于饱和路基，采用抛石挤淤方案进行处理，设置试验段，初步确定抛石深度1.7 m，其上铺筑0.5 m的天然砂砾。抛石宽度按照平均填高5.5 m、1∶1.5放坡、两侧预留路肩0.5 m计，抛石宽度为51 m。抛块石完成、整平后，采用羊角碾（18 t）进行压实处理，压实遍数按10遍计。施工完成后对路基沉降进行观测。

情况一：道路路基全部坐落在池塘之上（见图1）。

情况二：道路路基部分坐落在池塘之上（见图2）。

情况三：道路路基边坡部分坐落在池塘之上（见图 3）。

2.4 抛石挤淤方案的主要技术措施

（1）抛石范围，抛石范围应超出道路坡脚线，下部基础应超出坡脚线边界，确保坡脚线范围内的路基稳定，同时确保上部回填线距离道路边线不小于10 m。

图1 池塘抛石挤淤断面图一（单位：m）

图3 池塘抛石挤淤断面图三（单位：m）

（2）抛石高度，抛石高度应超出淤泥层，并不低于常水位（约为1 552.32 m）。抛石后应进行分层碾压，采用振动式压路机。

（3）个别池塘面积较大，只对路基范围内池塘进行处理，如果外侧部分还继续为池塘使用，应在池塘和道路坡脚之间设置不小于5 m的隔离距离，并要求池塘做好防水措施。

（4）为了保证抛石效果，需要将池塘内水体抽掉。为了确保抽水效果，要求根据池塘的具体情况设施围堰。围堰采用土石材料，顶宽4 m，可为车辆通行提供工作平台。

（5）为了方便压实，在抛石深度范围内，下部块石粒径较大，上部块石粒径较小，上部100 cm范围内采用砂砾石土分层压实回填。下部块石粒径尺寸50 cm左右，宜采用不宜风化的石块，上部块石粒径尺寸30 cm左右。

2.5 强夯方案的主要技术措施

K5+580-K5+820段池塘垃圾层深度为7.80～8.90 m，下部垃圾浸泡在水中。全部外运不具备条件、造价高，普通夯实无法保障路基稳定，设计方案采用换填+强夯的处理方案。

强夯的夯击能为2 000 kN·m。具体施工方案为：将表层1.5 m深度范围内的垃圾清除，揭掉表层硬壳；布置梅花桩点位进行夯实，夯击次数为8击，然后满夯两边，保障两次满夯沉降量不大于5 cm。强夯夯点布置形式为正三角形，夯点间距为锤径的1.2倍，每个夯点平均为8击，满夯2遍。具体措施如下：

（1）清除上部1.5 m深垃圾并外运。

（2）抛块石垫层深度2.0 m，采用天然砂砾灌缝。

（3）采用2 000 kN·m的夯击能强夯；每个夯点8击。

（4）夯锤直径2.5 m，桩间距3 m，8击后用粒径小于30 cm的块石将夯坑填满，平均深度0.8 m，通过计算，布点面积占比为56%。

（5）天然砂砾灌缝找平。

（6）满夯2遍。

2.6 工后沉降检测

路基处理施工完成后，选取代表性的路段进行沉降观测，原则上观测点间距不大于200 m，检测工后沉降是否满足设计标准。具体观测数据如表1、表2所列。

从表1、表2的数据可以看出，在鱼塘处理段（K3+540-K5+580），观测点3和观测点7数据出现异常，其余观测点位均处于正常状态，而且累计沉降值平均值均小于0.3 m，满足路基设计标准的要求。

表1 鱼塘段沉降观测数据表

表2 强夯段沉降观测数据表

3 结语

兰州市西新线沿河段道路已于2016年7月施工完成，截止目前使用了近一年的时间，其各方面的情况均良好。本文结合工程实例探讨了在河滩地建设道路时，对路基稳定性处理的一些思路和方法。路基处理牵涉的方面很多，除了要熟悉沉降计算的原理外，还应对一些岩土工程参数、场地地质条件、防洪知识有很好的理解和掌握。由于路基处理在道路项目中投资占比较大，是设计中的重点。该项目在确保路基安全的前提下，大大降低了工程投资，在提倡建设环境友好型、节约型社会的大背景下，工程建设如何做到经济、安全，还需要建设者们在工程实践中积累经验、不断探索。

重庆潼大荣高速转洞隧道右洞贯通

近日，位于重庆市大足区的潼（南）大（足）荣（昌）高速公路转洞隧道右线贯通，为潼大荣高速公路大足段2019年全线建成通车奠定了坚实基础。潼大荣高速公路大足段全长28.58 km，途经大足区中敖、龙岗、三驱、龙石4个镇街，共有麻杨、莲花、转洞、长岗岭、宝林5个隧道。转洞隧道采用双洞分离式4车道设计施工，右线长402 m，其中Ⅳ级围岩占217 m、V级围岩占185 m。建设单位针对围岩破碎采用管棚注浆、挂网喷锚、加长明洞等工法工艺，确保了隧道顺利贯通。

U416.1

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1009-7716（2017）10-0044-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.013

2017-07-19

刘静（1977-），女，甘肃兰州人，高级工程师，从事道路及相关市政工程设计工作。