黑山北部山区复理石为填料的摊铺与压实施工工艺

2021-03-17李京宝

绿色环保建材 2021年3期

李京宝

中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司

1 引言

公路工程属于维持经济稳健上升的基础性工程，所以需要严格把控和监督公路工程的施工质量。影响公路路面强度和稳定性的很大因素是填石路基施工技术，因为填石路基具有很大的填方空间，且负载很大、填筑高度较高，由于这几个特点，填石路基经常被运用在比较偏僻且高山险峻的地区中。

2 工程概况

黑山共和国南北高速公路全长40.9km，我分部承建第三标段K22+744.87～K31+800.00，线路全长9.055km，设计速度为双向四车道断面100km/h；双向六车道断面80km/h，行车道宽为3.5m。线路穿越高山地区，线路区岩性主要为复理石，本标段路基挖土石方82.6×104m3、路堤填土石方约40.5×104m3。

3 施工工艺及方法

3.1 填料准备和运输

对于填石路堤来说，填料的选取是整个工程作业开始的前提，更要结合工程的实际地质条件和石料的性能来选择。而填石路的石料多半来源于路堑开挖和隧道石方作业后的保留，材质具备一定的局限性，所以级配的融合程度较低，甚至会有离析的现象，这就要求在选取时认真筛选，根据相关规定控制粒径的大小。而填料的强度一般需要大于15MPa，但如果用作码砌则要大于20MPa，且粒径的厚度占到层厚度的2/3。近年来，由于填石路堤施工运用越来越广泛，相关技术人员也在实际的操作出总结出一些实用技巧，如路堤填筑的厚度最好在35cm 以下，且下路堤厚度铺设度在50cm以下，这种厚度可以取得最佳的填筑效果。另外，对于粒径不满足要求的石料，要通过爆破的方式处理，直到其合格为止，避免浪费填料。

设备充装运输过程中，应安排专人合理规划运输路线，通过挖掘机等运输工具将材料直接装到自卸车上，然后运到施工的地方，卸料时按照高低水平依次卸下，而且每一侧的填料宽度有相应的规定，需要超过填层原本设计的宽度30mm～50mm，这样可以使得路基的边缘更加充实，不会有散架的风险，为了使实际施工过程中的填料高度不超过最大限度，需要运用人工挂线和方格划线相结合的填土方案，并且在填料时要用推车进行挤压平整，保证最后平整的高度不超过挂线的高度[1]。

3.2 测量放样

在施工前期需要开展一系列准备工作，首先要测量放样，恢复好原本设计的路线，并且确定路基的中桩，用精确的测量工具测定好原来地面的高程，再根据要填的坡度和高度确定填料的最低边线，最后撒上白灰进行标记，以此充当填筑的控制线[2]。

3.3 地表清理

在路基的表面主要覆盖着草地和腐殖质，为了能够使填充物与原始山体的结合更加充分，需要先清理这些裸露的山体岩石。在地面横坡陡过1∶5 比例的区域，需要判断山体的变化趋势，在合适的地方挖出一个台阶，并且不能小于3cm，在顶面要做出2%～4%的反向斜坡才能平整地压实地面。在沿着路基的两边设计出排水沟的具体位置，做好排水措施，以保障排水通畅。

3.4 填石路堤试验路段工程施工

在进行大规模填筑的时候，首先根据规范要求开展现场踏勘和道路施工试验，确定出最适宜的机械组合和方法[3]。在征求监理工程师的同意后，采用K22+350～K22+450段充当填石路堤试验的路段，并且进行施工，使用填片石应用在对段路的基底层。试验施工段落中需要拿第一层和第二层进行比较，将第一层的虚铺厚度保持在50cm，第二层保持在60cm，其中最大填料粒的直径需要控制在整体填筑厚度的2/3范围内，并且把超过范围的剔除出去。在表面没有明显的轨迹以后，采用沉降差的方法准确测量路基的压实度，合格范围为沉降差的平均值小于5mm。根据原来设计中的要求，在本次项目中，控制填石路堤的下路堤空隙率≤23%，上路堤则≤21%。施工碾压的顺序和遍数是使用YZ-18T压路机先静压1遍，然后使用振动碾碾压4遍，最后静压1遍。

3.5 大面积填筑施工

项目区域内地质主要为复理石，复理石地层中泥岩、泥灰岩等软岩属于对水比较敏感的材料，处于干燥状态时其强度较好，但遇水后强度将迅速衰减，自稳能力极差。因此，在复理石地区的施工需要极其小心，严格把控各环节的质量。

在填充之前需做好相关排水工作，具体为先开挖表面底层的沟槽，将地下水分尽量排除，从而大大降低地表含水率。开挖沟槽时，为了达到较好的效果，应尽量选择透水性好的碎沙，充分考虑环境与地形等因素，保证沟槽设计的合理、科学性[4]，同时保证周围的水分不会渗透，进而对填充作业产生影响。在沟槽的设计上，其高度一般需要保持在0.5m 左右，且最高不能超过1m，在填充前可以先用透水性好的材料对盲沟进行填充，横向盲沟一般为10m～16m左右。

3.5.1 摊铺

填料的前期需要规划好运输路线，在把填料装进自卸车之后，运输到施工现场时要根据高低水平的要求，先进水平分层，然后按照先低后高和先两侧再中央的次序稳妥卸料。而且为了保证不超过原来设计好的最大填料厚度50cm，在路基两侧设置刻度30cm红白相间标尺拉线，每隔有5m的距离安装设置一个。摊铺的过程中需要使用大型的推土机进行工作，并且在每次卸完一车的填料后，再由推土车先进行推摊，针对那些局部有不平坦的区域使用人力填平细石块。在摊铺的过程之中选取一些好的石料，用粒径大的、石块级配不好的填满这些空隙。

3.5.2 边坡修整

在装机高度5m～12m范围内，填石路堤所用边坡的厚度应严格控制在1.5m 以下，填石边坡大于12m 的规范厚度不得小于2m。加码轴后，要保证坡度转折点明显，平直部分平缓，曲线柔和，坡度柔和美观。

3.5.3 碾压

在使用YZ-18T款的振动压路机进行工作时，首先按照原本的项目规划，在填石路堤试验路段的工程处，分析总结出压路机的碾压程序和遍数需要不小于6遍的碾压工作，而且碾压后排查出达不到原本压实要求的，需要再一次补充碾压，直到全部都符合要求为止。在振动压路机碾压的过程中，第一次就需要使用光振动压路机，速度为1.5km/h 进行振动静压。另外，采用振动压实时应先慢后快。经过四次碾压和强震后方可完成碾压工作。当使用压缩机压缩时，操作速度应从头开始先慢后快，并且一一进行碾压，使得碾压更加均匀，其中最大速度最好不要超过4km/h，在对路基边缘进行碾压工作时，确保压路机与线路横断面成45°，实现无漏压和无死角的目标，再之后使用光轮压路机对地面再进行一次静压[5]。图1为碾压现场施工。

图1 碾压施工

3.6 压实检测

由于大型石质路堤的粒径较大，在正确测量挤密程度时，采用挖填砂或在表面使用密度计的方法，效果不是很好。在对路面碾压有六遍以上时，初步观察压层面和石块之间是不是比较紧密，实现基本一致之后才可以检测结果。在此次的合同段使用的是18t的压路机，填石路堤确认道路工程之后再进行6次连续加压，才进行最终阶段的检查。

4 质量控制

标段内主要为复理石区，可能存在软弱地基，软弱地基的处理严格按设计要求进行，确保地基承载力满足要求。摊铺采用人工配合机械的方式进行，摊铺厚度均匀一致，表面平整，横坡度大于等于3%。每层厚度小于等于20cm。推土机距面板不小于1.5m。推土机运行方向与筋带垂直，并不得在未覆盖填料的筋带上行驶或停车。距面板1.5m范围内采用人工摊铺。填料填筑时，随时检查含水量是否满足压实要求，每层填料填筑完毕及时碾压[6]。填料应严格分层碾压。碾压时先轻后重，不得使用羊足碾。压路机不得在未经压实的填料上急剧改变运行方向和急刹车。压实作业先从筋带中部开始，逐步碾压至筋带尾部，再碾压靠近面板部位。碾压前应进行压实试验，以确定最经济的碾压遍数，压实机具距面板不应小于1.0m。

此外，除了在施工工艺方面进行质量控制，还可用沉降差法的检测方式验证工程质量情况，该项工作虽然比较复杂，但检验出的结果具备超高的精准度。沉降差法操作易上手且程序简单，与密度法一起使用可以有效判定路面填筑后的压实效果[7]。当然，对于填石路面的密度检测需要使用灌碎石和灌水两种方法，又因灌碎石法操作起来较烦琐，使用前需要先对填筑所用的碎石进行量的换算，所以一般情况下采用灌水法来检测填石路的密度。