共和至玉樹公路改擴建工程片石通風路基工程施工探討

劉寶元

摘 要：筆者結合自身施工工程實際，就片塊石通風路基施工原理及工藝進行了詳細探討。

關鍵詞：片塊石；通風；路基；施工

一、片塊石通風路基原理

片塊石通風路基是一種控制熱量傳輸過程的工程措施。在寒冷季節(jié)，由于外界氣溫低于路基溫度，外面密度大的冷空氣下降，進入片石層的空隙中，置換空隙中密度小的熱空氣，從而促使路基熱量的散失。而在溫暖的季節(jié)，外面的熱空氣因為密度小，很難進入路基內部，阻止了路基與外界的熱交換，減少了路基熱量積累，使路基在暖季仍可保持較低的溫度。其總效果是冷量輸入大于熱量的輸入，發(fā)揮熱開關作用，保護了凍土。

二、施工工藝

片塊石通風路基施工大體可以分為如下程序：基底處理→邊坡碼砌→傾填片石→整平→片石檢測→碾壓→石渣反濾層鋪筑→沖碾→整平、碾壓→檢測。

（一）施工放樣

測量放樣：先放出路線邊樁，每10米設一個樁，再根據(jù)中樁放出路基基底處理的邊樁，為保證路基處理邊緣到位及有效壓實寬度，邊樁每側加寬50cm。

（二）基地處理

在施工時，不清除原地面，填筑60cm石碴，石碴最大粒徑應控制在15cm以內，石碴料逐層水平填筑，用推土機粗平，平地機精平，重型壓路機壓實，沖擊碾壓25遍，將其中30cm石碴沖擊碾壓入地面以下。所采用的石渣最大粒徑不超過15cm，潔凈且不易風化，飽水抗壓強度不小于30MPa，含土量小于5%。沖擊碾壓25遍后，實測壓實沉降差小于平均沉降差值5mm，方可停止沖碾，否則繼續(xù)沖碾直到滿足沉降量要求為止。最后進行表層平整，振動壓路壓實。

（三）片塊石材料選擇

為了充分利用片塊石自然對流機制，片塊石作為路基填料時，采用單一粒徑的片、塊石鋪設路基，不應采用不同粒徑的混合結構。片、塊石粒徑取15～30cm，最小邊長宜大于15cm，且長細比小于3，片塊石強度大于30MPa。施工時，片塊石材料不應刻意挑選單一粒徑，自然爆破后經過進一步篩選、破碎，為保證片塊石粒徑滿足設計要求，采用破碎錘配合挖掘機篩選、破碎城推，最后通過自卸車將合格的片塊石運送至施工現(xiàn)場。為加快片塊石生產及保證片塊石粒徑符合設計要求，同時采用一臺顎式破碎機加工片塊石過網篩分出滿足粒徑要求的片塊石，以滿足現(xiàn)場需求及保證片塊石料源質量。

（四）邊坡碼砌

片塊石邊坡碼砌前，在整平的基底石渣處理層頂面，放出片塊石堆碼邊界樁，根據(jù)片塊石設計厚度加厚15cm進行傾填，按照自卸車每車22m3片塊石計算，在路基上打好方格線，以控制片塊石傾填一次到位，打方格線時按照1.2倍理論 片塊石量計算，以保證片塊石厚度壓實后仍滿足設計要求。選用粒徑0.2～0.3m的硬質石料進行邊坡的碼砌和穩(wěn)固，要求碼砌的兩側各寬出路基50cm，以保證后施工的片石層壓實度滿足要求。

（五）傾填片塊石

片石材料不需刻意挑選單一粒徑，在石場爆破后經過進一步篩選、破碎，滿足粒徑要求即可填筑。填筑采用傾填方式，并一次傾填至比設計厚度高10～15cm。投料時不得損壞邊部已經碼砌的石料，對于已經損壞的要及時修復。填料時采取先低后高，先兩側后中央的投料方式進行。片塊石按方格線卸于路基上，先用挖掘機處理邊坡，將兩側邊坡按放好的邊線及1：2的坡比進行堆碼，邊坡碼砌成一段后，中間一次傾填到設置好的預定標線，采用挖掘機將片塊石路基頂面整平，平整后，項目部技術人員和實驗人員協(xié)同現(xiàn)場監(jiān)理工程師及時復核片塊石傾填厚度，并做好片塊石粒徑過程質量的控制，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，采用有效措施將每個環(huán)節(jié)的質量缺陷扼殺在萌芽狀態(tài)。

（六）整平、碾壓與檢測

傾填至預定高度后，先用挖掘機將面層大體整平，隨后人工用小石塊進一步找平，并使用小石塊將面層較大空隙進行人工填塞，填塞后不得有明顯可見的較大空隙。找平、填塞工作完成后，采用重型壓路機，靜壓2遍，振動碾壓2遍，并鋪設粒徑5～10cm，厚度20cm的碎石反濾層，最后采用重型振動壓路機進行碾壓6～8遍。壓路機的線壓力應與片石的極限抗壓強度匹配，避免造成石料破碎而破壞骨架結構。碾壓速度控制在2～4Km/h，直線路段應先兩側后中間，曲線段應先內側后外側，碾壓的縱向行與行之間應重疊0.5m左右，前后相鄰段應重疊2m以上，碾壓遍數(shù)一般為6～8遍，沉降過大則應增加碾壓遍數(shù)。為了提高片石路基密實度、嵌擠強度，在石渣反濾層頂面增加沖擊碾壓25遍，速度不小于20Km/h。沖碾完成，對石渣反濾層進行整平，重型壓路機碾壓2遍。由技術人員進行壓實質量的檢測，壓實質量檢測一般采用壓實沉降差來判定。壓實沉降差為采用重型振動壓路機按規(guī)定的碾壓參數(shù)碾壓兩遍，檢測各測點的沉降差，壓實沉降差平均值應不大于5mm，標準差不大于3mm。檢測合格后方可進行下一道工序施工，否則重新碾壓直至檢驗合格。

（七）填筑砂礫調平層

石渣反濾層經檢驗合格后，要求鋪設一層透水土工布，其一，防止頂部填筑的砂礫等細料下漏，堵塞片石的空隙，影響到片石的通風效果；其二，能使進入路基的水迅速排出，保證路基的穩(wěn)定。土工布頂上填筑10cm砂礫調平層，碾壓密實，注意選用較細砂礫及碾壓速度控制，防止土工布被扎破或損壞。

三、工程質量效果評價

塊石層內的空氣對流有自然對流與強迫對流兩種形式，在靠近路基邊坡處，塊石層內以強迫對流為主，而在路基中心處，空氣對流以自然對流為主。在冷季中，路基下全部土層均進入負溫，沒有融化夾層形成，但-0.5℃高溫區(qū)域的范圍在增大。從溫度場的形態(tài)可以看出，靠近邊坡處的塊石層下部出現(xiàn)明顯的低溫區(qū)域，說明邊坡處的塊石層內發(fā)生空氣對流，外界冷空氣通過塊石層孔隙進入路基，有利于降低凍土層溫度。在路基中部未出現(xiàn)類似于坡角處的明顯降溫現(xiàn)象，主要原因是塊石路基中部相對遠離邊坡，塊石孔隙內空氣沿程阻力增大，強迫對流效果不明顯；在暖季時，塊石層在外界風壓的作用下，在靠近邊坡位置處的塊石層內部易形成強迫對流，暖季的熱空氣進入塊石層內，對坡角處的凍土層熱穩(wěn)定性不利。由于塊石層內充滿大量空隙，使得塊石層的導熱系數(shù)較小，使得塊石層產生隔熱效果，減少外界熱量進入多年凍土層。