岳常高速吹填砂路堤施工技術探討

河南省公路工程局集團有限公司 衛巧鋒

岳常高速途徑洞庭湖平原，軟基工程量大，路堤填料嚴重匱乏，全線路堤填方1 450萬m3，其中85%需要遠運借土，借土最遠距離達60 km。岳常高速沿線河流眾多，河砂豐富，為加快施工建設進度，同時節省造價，岳常高速主要利用安鄉河、藕池河、梅田湖河等河流中大量的河砂資源，在TJ-15和17～21等合同段，采用了高速公路吹填砂路堤施工工藝。本文，筆者主要從施工流程、施工要點等方面介紹路堤施工技術，以期對同行有所參考。

一、吹填砂施工工藝流程

施工過程中，河砂的黏接性以及可塑性比較小，難以形成板體，在一定基礎上改善了天氣干燥時的施工質量，天氣干燥時，砂石路基比較松散，若再受雨水沖刷，容易導致邊坡崩坍，因此，在使用吹填砂路堤施工的過程中，通常采用中間吹砂的方式進行外包設邊土和封頂層填筑，以改善吹填砂路基的施工狀況，若是存在地基的質量控制，還需要根據地基進行處理，再進行吹砂填筑，吹填砂的路堤填筑施工工藝的主要流程如下：構筑臨時排水系統→填筑攔水壩→吹填設備及管道布設→路基分層吹填砂→路堤分層整平壓實→壓實度檢測→路堤沉降觀測→包邊土及封層土施→邊坡防護。

二、施工要點

1.構建臨時排水系統。為了最大限度地減少水土流失，改善水文狀態，需構建臨時排水系統。臨時排水系統可以減少河道干擾，對水道的質量進行調控，并且能確保循環水的質量，對施工過程中的質量控制具有重要作用。此外，臨時排水系統還可以提高路基質量控制的穩定性。在吹填砂工程中需要依據一定的標準，針對整體的工程控制措施來有效調整水輸送砂石的質量控制措施的整體性能。在吹砂之前，還需要依據一定的標準對排水系統的功能進行檢測，這樣才能有效調控吹砂。軟基處理時，碎石墊層施工前，地表要平整，以防止低洼處長期積水，碎石墊層上一定要加設透水土工布，以加速砂路堤的排水固結。

2.構建攔水壩。吹填砂之前，需在路基設計寬度以外筑好攔水壩，攔水壩第一層采用片石、碎石加砂袋在路基坡腳外側填筑，以保證路基坡腳的密實度。其斷面尺寸根據每層吹填厚度而定，厚度不大于1 m時，壩的寬度一般為80 cm（片石、碎石厚度不宜小于50 cm），厚度確定以滿足自身穩定為標準。在岳常高速吹填砂路堤施工中，包邊用的砂袋作為攔水壩的一部分，也具有十分重要的作用。

3.路基分層吹填砂。吹砂路堤采用分段推進方式進行，即一段吹完成后，再接長管線吹填下段，每吹完一層經壓實合格后再吹填上一層。分段距離約200 m。當吹填距離超過吹砂設備最大能力時，可采取加壓或二次抽吸的方法。當排砂管口高程超過砂泵最大揚程時，可采取附加加壓泵。當路堤高度小于2 m時，可作一次吹；當路堤高度大于2 m時，應采用分層吹，分層厚度為1 ～ 2m。但如果超過極限高度，一次吹太厚，路堤容易失穩，同時考慮壓實問題，故而要求此時的吹分層厚度不宜超過70 ～ 90 cm。吹砂管的砂土不能只針對某一處的砂土進行吹填，應該根據實際施工情況，合理確定吹砂的落腳點。吹填砂的整體質量控制措施要依據一定的控制標準進行。吹填的過程要按照一定的標準進行調控，并配合推土機推平，用人工配合的方式來清除沉淀下來的泥漿，每次在關機停吹前都需要按照一定的標準噴一定時間的清水，這樣既可以防止出現堵管的情況，又可以把吹砂帶來的泥漿清理干凈，以防止出現積泥隔離層，避免路堤工后沉降過大或填筑時邊坡因有泥漿層而失穩。吹填砂過程中，隨排砂管排出的有水、砂、淤泥和其他雜物。由于砂的密度大，因此阻力大、流速慢，容易沉淀下來，而淤泥及其他雜物密度小，流速快，隨水流動易在出水口、橫向攔水壩及截水溝處沉積下來，造成該處的砂含泥量較大、雜物較多，為確保路基質量，應將該處不合格的砂挖掉。

4.路堤分層整平壓實。路基填筑壓實是控制施工質量的關鍵工序，由于砂料的離散特性，必須通過碾壓試驗確定施工參數，選取壓實機械。壓實機械的選擇主要考慮可能取得的設備類型、設計壓實標準（壓實結果應滿足設計要求）、填筑材料的性質、砂料含水量大小、施工強度大小、施工場面大小與壓實部位等方面。考慮到砂料的特殊性，采用前后驅動、裝置密封性能良好的自行式光輪振動碾。

在一般的路基工程施工中，通常都采用碾壓的方法施工，以達到預期的效果。砂性土作為一種松散材料，通常是由固態的砂、氣態（空氣）、液態（水）三相組成，過分碾壓容易出現凝聚性差等問題，導致沙土液化情況的出現，影響最終的碾壓質量。當在一定基礎上填土厚度較大時，壓路機的作用就得不到充分發揮，因此，施工時需要嚴格按照壓實標準進行。具體來說，應先排水1 ～ 2 d后，再用推土機（或由平地機配合）整平預壓，然后采用振動式壓路機進行碾壓，碾壓時的含水量和壓實遍數應根據現場情況來確定。對于水源充足的通道、橋頭及其他構造物臺背處的質量控制可以根據整體的質量控制進行相應的調整。

5.壓實度檢測。結果應符合《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）規定要求。

6.路堤沉降觀測。在路堤吹填的過程中，若進行沉降或穩定性檢測，不僅需要及時進行沉降或位移的觀測和記錄，還需要對路堤每層都進行穩定性監測，便于在調控的過程中繪制沉降曲線等圖文資料。在路基填筑之后，還需要觀察下沉值，以便分析路基的穩定狀態。

7.包邊土及封層土施工。該項目采用袋裝砂＋黏土的方式進行包邊，包邊黏土采用人工掛線攤鋪，且攤鋪寬度應比設計寬20 cm以上，黏性土要求液限小于50%，塑性指數不超過26。當包邊黏土碾壓完畢后，應按規范要求檢測壓實度、平整度、寬度、標高（重點檢查砂土與黏土的結合部位的壓實度）。封層同樣采用黏土，黏土要求液限小于50 %，塑性指數不超過26，除此以外還要達到規范規定的路基填料最小強度和最大粒徑的要求，若壓實度達不到要求，可采取摻水泥等措施，使壓實度達到標準要求。綜合考慮施工和防滲透的需要，封層土厚度確定為50 cm。

8.邊坡防護。邊坡防護填筑工程的寬度、厚度要合理，以避免雨水對表坡的沖刷，導致砂土流失淤塞邊溝等情況的發生，防止毀壞農田。在路基填筑到一定高度時，還要對路基的邊坡進行臨時的防護，以保證路基正常施工的順利進行。邊坡臨時防護工作采用編織袋裝砂并堆碼整齊，堆碼高度為40 ～50 cm一層，可起到臨時防護的作用，有效避免在永久防護建立前雨水對邊坡的沖刷，以保證路基的穩定。

三、結論

經過造價初步分析核算，岳常高速吹填砂路堤平均綜合單價約37元/m2，遠運借土平均綜合單價約52元/m2，路堤填筑節約單位造價約15元/m2，15、17～21等合同段吹填砂路堤方量約370萬m3，節約造價約5 550萬元。因此，岳常高速吹填砂路堤施工技術具有明顯的經濟和社會效益，在情況類似的項目中值得推廣應用。