高海拔高寒复杂地质农村公路快速施工技术

2023-01-10刘召

工程建设与设计 2022年17期

刘召

（中国水利水电第九工程局有限公司，贵阳 550081）

1 工程概述

西藏派墨农村公路全长66.7 km，等级为农村公路（参照四级公路标准），最大转弯半径15 m，最大纵坡10%，设计速度20 km/h，路基采用整体式断面，宽度4.5 m，路面宽度3.5 m，路面结构为级配砂砾路面，局部采用混凝土路面。

公路穿越多雄拉山垭口段，高海拔超3 500 m，气候寒冷，最低气温达-20℃，冬季持续强降雪，堆积厚度可超10 m，且雪崩频发，该段以冻土路基施工为主。拉格至汗密段受亚热带季风湿润气候影响，降水丰富，多以软土路基为主，发育多处沼泽路段，雨季泥石流灾害频发，不稳定边坡易滑塌[1]。工程区位于自然保护区内，道路从原始森林穿过，对生态、环保要求较高。

根据工程特点，采取最优的机械组合和资源配置，最佳的填筑材料，最适宜的治理措施实现了高海拔高寒复杂地段低等级道路高效、快速施工。同时将气象监测技术及无人机+GPS辅助技术应用[2]在安全监测和道路施工方面，大大降低安全风险，加快施工进度。

2 施工方法及操作要点

2.1 常规路段施工

2.1.1 路基开挖施工

路基开挖采用单向掘进施工。工艺流程：施工准备→测量放样→树木砍伐、表土清理→土石方开挖→验收→下一工序施工。

2.1.2 路基填筑施工

工艺流程：施工准备→测量放样→填筑料摊铺→分层碾压→路基整平→验收→下一工序施工。

2.2 特殊路段施工

2.2.1 冻土路基施工

现场通过采取“隔、排、降、防”综合治水方案，治理冻土路基施工，即在路堑和路堤位置修建挡墙隔水，在路堑位置修建水沟排水，挖除冻土层，降低地下水位，采用混凝土路面进行防水。考虑冻土路基特殊性，为保证路基施工质量，宜选择高温季节施工，每年的5月至10月进行路基的开挖填筑施工。

1）工艺流程

测量放样→冻胀土层挖除→隔水挡墙施工→路基换填施工→排水沟施工→路面结构层施工→检查验收。

2）施工方法

测量放样：根据设计图纸要求，放出冻土路基处理地段各特征点（起点、终点桩号，两侧宽度），并复核处理宽度和原地表标高。

冻胀土层挖除：采用挖掘机挖除，自卸汽车运至渣场。

隔水挡墙施工：主要有路堑挡土墙、护脚墙两种，路堑挡土墙为仰斜式，护脚墙为重力式。挡墙采用C15片石混凝土浇筑，片石混凝土所用石料选用质地均匀、坚硬、无裂缝、不易风化及抗压强度不低于MU30的石料。

路基换填施工：换填采用分层填筑施工，填料采用河滩砂砾料（路基开挖土方料不满足要求，未利用），填筑分层厚度30～50 cm，碾压设备采用20 t振动压路机。

排水沟施工：排水采用C20混凝土浇筑。

路面结构层施工：采用C30混凝土，厚度25 cm，宽度4.5 m，半幅浇筑施工。

检查验收：每道工序施工完成后，检查合格后方可进行下道工序施工。

2.2.2 软土路基施工

软土路基采用置换法加固地基，针对一般软土路基采用换填加固施工，针对沼泽软土段，采用抛石挤淤方式提高地基强度。

1）工艺流程

一般软土路基：测量放样→挖除软土、淤泥→基底检验→换填碾压施工→排水设施施工（钢波纹管涵洞及排水沟）→检查验收。沼泽路基：测量放样→抛石→推平→碾压→清淤施工→检测→完工验收。

2）施工方法

一般软土路基：根据设计要求，换填深度0.8～1.2 m。现场先采用挖掘机清除路基软土、淤泥，然后采用换填透水性好的砂砾料加固路基，现场根据需要设置排水措施。

沼泽路基：抛石挤淤采用片石投入软土中，将淤泥挤出。此法施工时不用挖淤，不用抽水，较为简便易行。为更好地达到排水效果，在路基两侧开挖引排水沟，并通过安装钢波纹管涵将水引排出去。

2.3 地质灾害路段施工

2.3.1 雪崩区路段施工

现场主要采取了“清、挡”的处理方式。通过快速清理积雪，保证通行，并在公路内侧快速设置生态挡墙，以减少雪崩危害。

1）工艺流程

快速清雪施工：施工准备→现场监测→道路清雪→检查验收。生态挡墙施工：测量放样→挡墙基础开挖→生态挡墙施工→生态袋坡面防护→检查通行。

2）施工方法

快速清雪施工：施工前，先做好现场的安全技术培训交底工作，并做好清雪设备的检查、保养工作。针对一般积雪，采用装载机直接清除，针对2 m以上的深厚积雪，增加挖掘机清雪。清雪作业时，应安排专人进行指挥，清雪设备临近公路边、涵洞口时，不要太靠近，应留有足够的安全距离。清雪完成后，检查路况及边坡积雪情况，在确认安全后方可快速通过。

生态挡墙施工：采用钢筋石笼挡墙+生态袋坡面防护。施工环保、快速，受气候条件影响小。根据设计要求，放出挡墙位置，采用挖掘机进行基础开挖和坡面平整施工，然后施工钢筋石笼，并在挡墙的顶部及坡面施工生态袋防护。

2.3.2 泥石流区路段施工

工程区沿线地形陡峭、地质条件差，冲沟发育，沿线覆盖层边坡结构松散，岩质边坡卸荷裂隙发育，风化严重，坡面岩体破碎，夏季积雪消融流水较大，加之雨季降雨充沛（年降雨量达3 000 mL），所以泥石流分布较多，给工程建设和交通通行安全带来较大安全风险。制订了“以排导为主、及时清理”的处治方案，通过修筑混凝土过水路面、混凝土导排墙措施对路基进行治理防护，以减少泥石流对路基的损坏，并确保道路能及时保通。

1）工艺流程

过水路面施工：施工准备→测量放样→路肩、排水沟施工→砂砾石垫层施工→浆砌片石基层施工→混凝土路面施工→完工验收。

混凝土导排墙施工：施工准备→测量放样→基础开挖→立模、浇筑扩大基础→墙身扎筋、立模→浇筑混凝土→墙背回填→完工验收。

2）主要施工方法

过水路面施工：过水路面结构形式为15 cm砂砾石垫层、30 cm厚M7.5浆砌片石基层、25 cm厚C30混凝土面层；路面宽度为4 m（行车道）+0.5 m×2（路肩）=5.0 m，长度根据泥石流沟的范围确定，各边延伸15～20 m。水沟采用挖掘机开挖，人工清理到位，然后立模浇筑混凝土水沟及路肩。M7.5浆砌片石及过水路面C30混凝土面层采用全宽浇筑施工，现场做好交通指挥控制。

混凝土导排墙施工：挡墙C20混凝土浇筑，起点与路基外边线距离为3 m，挡墙轴线与路基外边线小角度相交，高度4 m，埋深1 m。挡墙基础采用挖掘机开挖施工，开挖完成后进行地基承载力检测，合格后安装模板浇筑混凝土。

2.3.3 崩塌体区路段施工

多雄河流域两侧岸坡主要为崩坡堆积体，开挖后易发生崩塌以及小规模溜滑等不良地质现象。根据现场实际情况采取“护、锚”的处理措施防护加固不稳定边坡，以达到快速施工路基。针对不稳定的岩石边坡，采用挂网喷锚支护护坡，针对土质边坡主要采用挡土墙护坡。

1）工艺流程

路堑挡墙施工：施工准备→测量放样→基础开挖施工→C20片石混凝土施工→墙背回填→完工验收。

边坡喷锚支护施工：施工准备→测量放样→边坡清理→挂网施工→挂网施工锚杆施工→喷混凝土施工→完工验收。

2）施工方法

路堑挡墙施工：挡墙采用C20片石混凝土浇筑，高度3～6 m，挡墙基础采用反铲挖掘机开挖施工，开挖完成后进行地基承载力检测，然后安装模板进行混凝土浇筑施工。

边坡喷锚支护施工：边坡开挖完成后，采用人工清理，平顺后搭设操作平台，挂φ6 mm间距20 cm×20 cm的钢筋网。边坡系统支护锚杆一般采用φ25 mm砂浆锚杆（L=3.0～4.5 m），针对围岩破碎部位采用φ25 mm自进式中空注浆锚杆替代。锚杆施工采用YT-28手风钻凿孔，喷射混凝土强度为C20混凝土，厚度8～12 cm。

2.4 气象监测技术应用

工程区地质条件复杂，气象条件恶劣，通过采用气象监测技术，实时对暴雪、雪崩、降雨情况进行监测，及时采取有效的预防措施，施工期间未出现人员伤亡及机械设备安全事故，降低了工程施工安全风险。

3 施工安全和质量控制

3.1 安全控制措施

1）人员管理措施。做好进场人员的体检工作，避免原有疾病与高原反应禁忌，确保能适应高原地方环境工作，同时配备一定数量的常用高原医疗物资药品。根据需要做好个人防护措施，如现场施工防蚂蟥、毒蛇、毒虫叮咬等。

2）设备物资管理措施。高海拔地区机械设备容易出故障，因此，需做好日常设的保养和维护工作，以确保设备运行安全和施工进度。根据工程特点，提前做好现场物资的采购和储备工作，如冬季和雨季施工，避免运输带来的安全风险。

3）道路交通安全措施。加强冬季和汛期、雨季的道路交通维护，确保道路畅通。做好地质灾害路段的安全警戒标志及安全提示工作，如雪崩区路段、泥石流路段，以降低安全风险。

4）根据工程特点，制订消防、防洪度汛、雪崩泥及石流防控等应急预案，并组织作业人员进行安全培训和开展实战演练，有效提高现场人员的风险意识与应急技能和处置能力。

3.2 质量控制措施

（1）根据特殊路段和地质灾害区的实际情况，编制合理经济可行的专项措施，并制定相关的管理制度、操作规程等。（2）施工前，技术部、质量部和安全部做好安全技术交底和工艺培训。（3）加强过程的检查，确保施工质量可控。（4）定期收集现场数据，通过分析总结，不断提高路基施工质量和进度。（5）现场测量基线、水准点及有关标志须定期复测检验，确保测量精度符合规范要求。