临时拓宽包边土高效风积沙填筑施工技术①

□□ 贾飞飞，郭雪峰，董碧晟，刘嘉宁，张永强 (长春工程学院 土木工程学院，吉林 长春130012)

引言

西部地区面积广阔，很多地方属于荒漠区，尤其是在沙漠路段进行道路施工过程中，风积沙作为一种路基填筑材料，具有水稳定性好、沉降均匀和受不利季节影响小等优点，因而被广泛运用于沙漠公路路基工程中[1-2]。传统的风积沙路基填筑施工工艺，由试验段确定砾类土和风积沙松铺系数后，先填筑砾类土包边土，形成路槽后，再进行风积沙填筑[3-4]。其填筑方式为挂线画网格进行分层填筑和压实；然运料车运输及卸料时下承层风积沙因表面失水后翻沙现象，造成严重的误车现象，极大地制约了施工进度及工序间的有效衔接；同时沙漠边缘地区生态环境极为脆弱，一旦破坏就很难恢复[5]。如果在路基外修筑施工便道不仅破坏环境又增加一笔不菲的临时土地征地费用，既增加了施工成本又不符合绿色施工要求[6]。

1 技术特点

(1)施工效率高。运料车直接在包边土上向内倾卸风积沙填筑料。再由推土机将风积沙推至填筑位置，推土机将风积沙推动的过程，也起到了将风积沙碾压的作用。同时设置施工车辆交汇平台，有效地避免了施工车辆误车现象，同时提高加快了施工进度及加强工序之间的衔接。

(2)经济效益好。通过对推土机工作方式的改变，由纵向推土改为横向推土，缩短了机械空车倒回的时间，节省了机械使用台班，提高了机械利用率。

(3)生态环保。利用加宽包边土做施工便道，减少了因施工所需便道额外增加的临时用地，极大程度上减少了对工程用地外脆弱生态环境的破坏，为工程顺利实施和保护当地生态具有重大意义。

2 工艺原理

便道利用征地范围内坡脚护坡道和排水沟位置加宽包边土，做到不临时占用施工红线外的土地。在填筑前将加宽部分原地面铺设编织布(防止含盐的原状土挤压进包边土加宽砾类土)，然后运料车在包边土上向内倾卸风积沙，由推土机对向横向推进风积沙填料。待包边土及风积沙填筑至设计顶标高后铺设土工材料，采用轮式挖掘机将加宽的砾类土包边挖翻至上路床进行砾类土封顶层施工。

3 工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

临时拓宽包边土的方式高效风积沙填筑施工工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺流程

3.2 操作要点

3.2.1施工准备

根据设计图纸及现场施工需求，合理安排人员和机械配备。根据运料车行进对于施工便道宽度的需求，结合项目路基施工红线，来确定加宽包边土的宽度。同时需要设计每隔200 m设置一道便于运料车左右幅自由切换的车辆交汇平台。对于需要填筑的风积沙和砾类土进行闷料。

3.2.2测量放样

根据测量放样，将路基原设计包边土的位置确定下来，同时根据项目设计包边土宽为2.5 m，结合运料车安全行进要求的施工便道宽度，以及不超越路基施工红线的原则，将包边土摊铺宽度在原有的设计基础上加宽1.5 m，即加宽至4 m。在依托项目则为加宽至两侧边沟的位置，可作为风积沙路基施工便道。包边土内填筑路基填料风积沙。由于加宽位置的包边土属于临时性的，在原地面属于盐渍土的情况下，需要在原地面上面加铺编织布，防止原地面中的盐渍土返渗透到加宽部位的包边土，进而影响该部分包边土用作路基封顶层填料的设计要求，如图2所示。而原地面不属于盐渍土等类似特殊土质的情况下，则不需要加铺编织布。

图2 下铺塑料布

3.2.3上料及摊铺

按照风积沙带包边土路基试验段所确定的松铺系数进行包边土及风积沙的上料。

施工顺序是包边土和风积沙同层施工，先填筑两侧包边土，再填筑路基内部的风积沙。

第一层风积沙路基填筑施工。根据设计要求填至一层包边土，由于两种填料类型不同，松铺系数则不相同。待先将第一层包边土整平碾压后，再进行路基内部风积沙填筑，运料车可由施工便道将风积沙填料运输到指定位置。

第二层及以上的风积沙路基填筑施工。根据设计要求，先将两侧的包边土进行填筑、整平及碾压成型，风积沙运料车再从加宽包边土形成的施工便道行走，运料车直接在施工便道上向内倾卸风积沙填筑料，如图3所示。再由路基中间准备好的推土机将风积沙推到填筑位置，推土机将风积沙推动的过程，同时起到了将风积沙碾压的作用，如图4所示。

图3 向内倾卸风积沙

图4 横向摊铺风积沙

3.2.4整平

整平过程中，横纵坡方向保持平顺均匀，以保证压实效果。精平后平整度控制在5 cm以内，严格控制横坡保证路基填后排水。风积沙作业段控制在200 m，并且留车辆进出口，一头为进口，一头为出口。合理组织车辆和指挥交通，防止运料车辆在风积沙及便道发生交通堵塞情况。

3.2.5碾压

待平地机整形至100 m左右时，压路机紧随其后进行碾压作业，依次向前推进，形成流水作业。

碾压原则：遵循先轻后重、先两边后中间、先静压后振压的原则。该技术采用跨缝碾压施工。两侧碾压施工同步进行，先碾压两侧包边土的位置行走，同时向里纵向碾压风积沙填料10～15 cm，并逐步向新摊铺的风积沙进行碾压，直至完全碾压到新铺的风积沙填料，开始改变碾压方式，改为重叠1/3轮宽碾压，至路基中间位置。最后再按照相反的程序由新铺层向已铺层碾压，充分将包边土和风积沙接缝处压实紧密，如图5和图6所示。

图5 风积沙碾压

图6 包边土碾压

初压：振动压路机在装载机、平地机第一次找平后进行静压，以暴露潜在的不平处，若有不平，用平地机二次找平。

复压：二次找平后，振动压路机进行振动碾压，碾压边数根据试验段结果确定，达到规定的碾压遍数后进行压实度检测。

终压：当路基压实度达到设计和规范要求后，压路机进行静压光面，直至表面无显著轮迹。

在填至路基封顶层前，要对风积沙路基进行类似“田埂”的分格设置，路基上布置滴灌水管，使风积沙路基保持在最佳含水率的范围，再进行碾压，如图7和图8所示。

图7 “田埂”分格

图8 洒水

3.2.6复合土工材料铺设

风积沙顶面铺设土工布(两布一膜)，如图9所示。土工布具有耐腐、耐酸、耐水和强度高的特点，其优点为：一是起到了防止发生盐胀的现象；二是限制沙基的剪切滑动，提高路基承载力。

图9 土工布铺设

土工布铺设按路基横断面相应层次的宽度全断面铺设，使其平展紧贴下承层，不允许有褶皱。土工布按设计幅宽纵向铺设，相邻两幅搭接时，横向搭接宽度>30 cm、纵向搭接宽度>50 cm。施工期间要仔细检查有无破损处，防止破损处漏水。土工布铺设完毕，严禁行人、牲畜和各种车辆通行，并尽快覆盖填料，以避免长时间受到阳光的暴晒。

3.2.7包边土挖翻至封顶

利用轮式挖掘机将作为施工便道的包边土进行挖翻，翻到路基顶层作为路基顶层的填筑料，如图10所示。用轮式挖掘机进行挖翻施工，可以避免对路基封顶层上铺的土工布破坏。在进行低填方的路基封顶层施工时，采用低接高送的施工方式将加宽部位的包边土进行挖翻至顶层。而在进行高填方的路基封顶层施工时，则采用装载机在底部推送，轮式挖掘机在顶层承接的方式，将加宽部位的包边土进行挖翻至顶层。该工序施工前需要进行对路基封顶层填料方量的测算，如有包边土的方量大于路基封顶层的方量，则将多余的包边土运至低填方路基封顶层，用作低填方路基封顶层的填筑。同时对路基边坡两侧进行整修，刷坡，还原路基边坡整型。施工过程中不能破坏加宽包边土下面的编织布，也不能破坏包边土与风积沙结合部位。

图10 加宽包边土挖翻至顶层

3.2.8路基封顶层施工

摊铺厚度控制方法采用竹竿挂线的方式。装载机按照既定方向和预定厚度大致粗平，凹凸不平的部分采用人工配合机械找平，待砾类土填料覆盖完成后，在作业横断面六个控制点处打灰点控制高程。粗平后均匀洒水，然后由平地机快速精细整平，以防填料水分过度蒸发。整平过程中，横纵坡方向保持平顺均匀，以保证压实效果。

4 结语

与传统工艺相比，临时拓宽包边土的高效风积沙填筑施工技术不需要支付征用农田和土地复耕的费用，也不需要另外修筑施工便道的费用。只需要增加下铺塑料布和挖翻至顶层的机械费用。在施工过程中改进了机械工作方式以及增设施工车辆交汇平台，与传统技术只能以200 m为一段的风积沙路基施工段落相比，可加长风积沙路基施工段落至300～400 m。同时利用包边土做施工便道，极大程度上减少了对脆弱生态环境的破坏，为工程顺利实施和保护当地生态具有重大意义。在后续类似的风积沙路基工程施工方面具有很好的推广价值。