蘭州市西新線沿河段路基處理淺析

劉 靜

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州730030）

蘭州市西新線沿河段路基處理淺析

劉 靜

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州730030）

隨著城市建設范圍的不斷擴張，道路建設面臨著大量的路基處理工作。蘭州市臨河而建，建設的制約因素較多，路基處理工作耗時長、投資大，尋求更經濟、安全的路基處理方法和措施日益成為工程建設的重點。現結合工程實例，在對路基處理方案對比的基礎上，采用拋石擠淤和強夯相結合的方法，在確保工程安全的前提下，大大節省工程投資。該方案最大的特點是施工工藝簡單、快捷，為蘭州市河灘地處理積累了經驗。

拋石擠淤；強夯 ；路基處理

1 工程現狀及存在問題

蘭州市是一座黃河穿城而過的城市，兩山對峙、一河中流。為了拓展城市發展空間，緩解市中心地區城市建設用地緊張的問題，蘭州市政府提出了“東擴西展、南伸北拓”的城市發展新思路。河口南地區是規劃中的新型工業區，作為蘭州市“西展”的重要地區，孕育著極大的發展潛力。

西新線最早是G109國道的一部分，路基寬度10 m，位于河口南地區與西固區之間，南靠蘭新鐵路復線，北鄰黃河，道路全長13.5 km。1996年按一級公路兼城市快速路擴建為雙向4車道。受狹長地形的影響，蘭州市東西向道路較少，南濱河路、西固路、蘭州市二環路在西柳溝交匯后進入西新線。西新線是兩個片區的唯一連接線，交通壓力較大，特別是近年來，蘭州國際港務區在河口地區落地，西新線交通量日益增加，大型貨運車輛較多，現有道路的車道數和通行條件不能滿足交通發展和城市發展的需要，新建沿河線分擔舊路的交通壓力勢在必行。

2 路基處理方案設計

新建沿河線全長約5 km，沿黃河南岸布線，其中K3+540～K5+820段處于黃河一級階地，沿線控制性構筑物為中國核工業504廠的鐵路橋和公路橋，道路線路需穿越大片的河灘地，個別池塘廢棄后填埋大量生活垃圾和建筑垃圾，路基處理數量巨大，成為控制該項目投資的重要因素。

2.1 地質狀況

2.1.1 道路沿河線地層特征

道路K3+540-K5+580段長度約2 km，均坐落在大片池塘之上，個別池塘面積大，池底較深；還有部分路段隨著黃河水位變化，時而變成旱地，時而變為水淹地。（1）雜填土層厚0.80～2.60 m，以粉土、砂卵石、水泥塊、磚塊等建筑垃圾為主，結構松散，稍濕。（2）素填土層厚1.20～2.20 m，以粉土、砂卵石等混合回填而成，結構松散，稍濕～濕。（3）淤泥場區均有分布均勻，揭示厚度0.90～5.80 m，層頂埋深0.80～2.60 m，濕～很濕。（4）粉細砂揭示厚度1.10～5.60 m，局部鉆孔揭示出，飽和。（5）卵石層厚2.20～4.70 m，層頂埋深2.90～7.90 m，含水。（6）地下水，埋藏深度0.80～1.40 m之間，含水層為填土及卵石層，屬階地潛水類型，地下水隨黃河水漲落的影響而有所升降，其漲落幅度一般約為±（1.0～1.5）m，地下水對混凝土具弱～強結晶類腐蝕。

2.1.2 垃圾路段地層特征

樁號K5+560～K5+820段原為魚塘，后經人工回填了厚度為7.80～8.90 m不等的雜填土，主要成分由建筑垃圾及生活垃圾組成。（1）雜填土層厚7.80～8.90 m，以人工回填的砂土、碎石、磚塊、混凝土塊等建筑垃圾及少量生活垃圾組成，成孔性較差，易坍塌，結構松散，稍濕～濕～飽和。（2）泥巖揭示層厚1.40～1.80 m，未穿透，層頂埋深7.80～8.90 m，礦物成份以粘土礦物為主，遇水易軟化。

2.2 路基設計技術標準

（1）道路等級：城市主干路。

（2）路基設防標準：百年一遇流量6 500 m3/s。

（3）工后沉降：一般路段不大于0.3 m。

（4）地震烈度：8度，地震動峰值加速度：0.20 g。

2.3 路基處理的方案比選

依據地勘資料，沿河路段（2.28 km）所經過的地層上部為雜填土，下部為淤泥層和粉細砂層，局部卵石層埋設較深，池塘最深處達6 m以上，下部為大量淤泥。垃圾填滿的池塘面積近6 000 m2，垃圾場厚度最深處近8 m，下部垃圾浸泡在水中，全部清運難度大、費用高。路基范圍內大量軟基需要處理，預估處理總面積達11.4萬m2，針對現狀大面積的池塘，路基處理從工程安全、投資、施工快捷、操作等多方面進行了比選。

2.3.1 橋梁方案

道路在里程K4+160處與核工業504廠的公路和鐵路橋存在交叉。如果采用下穿，路線從鐵路橋和公路橋梁最南側一跨下穿通過，考慮到梁高，橋梁方案不具備下穿條件（因橋梁將埋入地下）。橋梁方案只能采用上跨，上跨核工業504廠的2座既有橋梁，上跨橋梁長度1 240 m，采用25 m連續小箱梁，樁基礎，最大外露墩高20 m，橋梁斷面形式為：3 m（人行道）+26 m（車行道）+3 m（人行道）=30 m。

方案優點：徹底解決了地表情況對路基的影響；不留隱患。

方案缺點：（1）橋梁東側落地點距離新舊路交叉口較近，對交叉口存在影響。（2）對核工業安全有一定影響，需征得核工業504廠的同意。（3）沿線魚塘已經完成征地。（4）上跨橋梁方案投資較大（約為2億元）。

2.3.2 拋石擠淤方案

對路槽范圍內路基進行拋石擠淤，通過增大拋石面積保障路基穩定。通過鋼絲籠塊石對路基邊坡進行防護。為保障路基穩定，道路邊坡漿砌塊石防護，邊坡采用1∶1～1∶1.25，緊鄰河道一側（北側）設置安全距離。拋石擠淤處理高度應接近于黃河常水位。拋塊石完成、整平后，震動壓路機進行壓實處理。拋石路基上方采用砂礫土回填，嚴格控制壓實度。

方案優點：（1）相對于橋梁方案，拋石擠淤方案投資較小（投資約0.90億元）。（2）征地已經完成，比較符合工程的實際情況。

方案缺點：（1）拋石擠淤完成后需要一定的沉降時間。（2）路基在一定程度上存在沉降風險。

2.3.3 方案推薦

考慮到目前征地工作已經完成，而橋梁方案不僅投資大，受到核工業安全的影響，方案實施難度也大。結合工程的實際情況，池塘處理推薦“拋石擠淤方案”。方案采取措施主要包括以下幾個方面：

（1）在黃河邊河堤內側修筑隔水圍堰，作為機械車輛的便道，將池塘中水體抽出。

（2）局部池塘深度達6 m以上，池底淤泥層較厚，對池塘底上部的淤泥進行清運，盡可能減小淤泥層的厚度，確保拋石擠淤的效果。

（3）設置試驗段，分為三部分，一是設置在池塘處，二是設置在飽和土基上，三是設置在填埋垃圾的池塘處。分別開展拋石擠淤和強夯實驗，為大面積路基處理提供可靠依據。

（4）拋石擠淤頂部標高確保高于常水位。下部用較大石頭回填，待基礎穩固后，進行預壓，然后0.5 m一層進行回填、碾壓，進行沉降觀測，沉降量小于5 cm/d時，上部回填砂礫石土，土的含量不超過20%，按照透水路基進行設計。道路臨河面采用漿砌塊石進行護坡，護坡基礎采用石籠塊石加固，護坡基礎高于黃河常水位。

（5）初步確定強夯的夯擊能為2 000 KN·m，夯點距離根據錘的直徑確定。具體施工方案為：將表層1.5 m深度范圍內的垃圾清除，揭掉表層硬殼；布置梅花樁點位進行夯實，安排試驗場地進行試夯，面積為30 m×22 m；初步確定夯擊次數為8擊，然后滿夯兩邊，保障兩次滿夯沉降量不大于5 cm。根據試驗結果調整樁位和夯擊次數。

（6）對于飽和路基，采用拋石擠淤方案進行處理，設置試驗段，初步確定拋石深度1.7 m，其上鋪筑0.5 m的天然砂礫。拋石寬度按照平均填高5.5 m、1∶1.5放坡、兩側預留路肩0.5 m計，拋石寬度為51 m。拋塊石完成、整平后，采用羊角碾（18 t）進行壓實處理，壓實遍數按10遍計。施工完成后對路基沉降進行觀測。

情況一：道路路基全部坐落在池塘之上（見圖1）。

情況二：道路路基部分坐落在池塘之上（見圖2）。

情況三：道路路基邊坡部分坐落在池塘之上（見圖 3）。

2.4 拋石擠淤方案的主要技術措施

（1）拋石范圍，拋石范圍應超出道路坡腳線，下部基礎應超出坡腳線邊界，確保坡腳線范圍內的路基穩定，同時確保上部回填線距離道路邊線不小于10 m。

圖1 池塘拋石擠淤斷面圖一（單位：m）

圖3 池塘拋石擠淤斷面圖三（單位：m）

（2）拋石高度，拋石高度應超出淤泥層，并不低于常水位（約為1 552.32 m）。拋石后應進行分層碾壓，采用振動式壓路機。

（3）個別池塘面積較大，只對路基范圍內池塘進行處理，如果外側部分還繼續為池塘使用，應在池塘和道路坡腳之間設置不小于5 m的隔離距離，并要求池塘做好防水措施。

（4）為了保證拋石效果，需要將池塘內水體抽掉。為了確保抽水效果，要求根據池塘的具體情況設施圍堰。圍堰采用土石材料，頂寬4 m，可為車輛通行提供工作平臺。

（5）為了方便壓實，在拋石深度范圍內，下部塊石粒徑較大，上部塊石粒徑較小，上部100 cm范圍內采用砂礫石土分層壓實回填。下部塊石粒徑尺寸50 cm左右，宜采用不宜風化的石塊，上部塊石粒徑尺寸30 cm左右。

2.5 強夯方案的主要技術措施

K5+580-K5+820段池塘垃圾層深度為7.80～8.90 m，下部垃圾浸泡在水中。全部外運不具備條件、造價高，普通夯實無法保障路基穩定，設計方案采用換填+強夯的處理方案。

強夯的夯擊能為2 000 kN·m。具體施工方案為：將表層1.5 m深度范圍內的垃圾清除，揭掉表層硬殼；布置梅花樁點位進行夯實，夯擊次數為8擊，然后滿夯兩邊，保障兩次滿夯沉降量不大于5 cm。強夯夯點布置形式為正三角形，夯點間距為錘徑的1.2倍，每個夯點平均為8擊，滿夯2遍。具體措施如下：

（1）清除上部1.5 m深垃圾并外運。

（2）拋塊石墊層深度2.0 m，采用天然砂礫灌縫。

（3）采用2 000 kN·m的夯擊能強夯；每個夯點8擊。

（4）夯錘直徑2.5 m，樁間距3 m，8擊后用粒徑小于30 cm的塊石將夯坑填滿，平均深度0.8 m，通過計算，布點面積占比為56%。

（5）天然砂礫灌縫找平。

（6）滿夯2遍。

2.6 工后沉降檢測

路基處理施工完成后，選取代表性的路段進行沉降觀測，原則上觀測點間距不大于200 m，檢測工后沉降是否滿足設計標準。具體觀測數據如表1、表2所列。

從表1、表2的數據可以看出，在魚塘處理段（K3+540-K5+580），觀測點3和觀測點7數據出現異常，其余觀測點位均處于正常狀態，而且累計沉降值平均值均小于0.3 m，滿足路基設計標準的要求。

表1 魚塘段沉降觀測數據表

表2 強夯段沉降觀測數據表

3 結語

蘭州市西新線沿河段道路已于2016年7月施工完成，截止目前使用了近一年的時間，其各方面的情況均良好。本文結合工程實例探討了在河灘地建設道路時，對路基穩定性處理的一些思路和方法。路基處理牽涉的方面很多，除了要熟悉沉降計算的原理外，還應對一些巖土工程參數、場地地質條件、防洪知識有很好的理解和掌握。由于路基處理在道路項目中投資占比較大，是設計中的重點。該項目在確保路基安全的前提下，大大降低了工程投資，在提倡建設環境友好型、節約型社會的大背景下，工程建設如何做到經濟、安全，還需要建設者們在工程實踐中積累經驗、不斷探索。

重慶潼大榮高速轉洞隧道右洞貫通

近日，位于重慶市大足區的潼（南）大（足）榮（昌）高速公路轉洞隧道右線貫通，為潼大榮高速公路大足段2019年全線建成通車奠定了堅實基礎。潼大榮高速公路大足段全長28.58 km，途經大足區中敖、龍崗、三驅、龍石4個鎮街，共有麻楊、蓮花、轉洞、長崗嶺、寶林5個隧道。轉洞隧道采用雙洞分離式4車道設計施工，右線長402 m，其中Ⅳ級圍巖占217 m、V級圍巖占185 m。建設單位針對圍巖破碎采用管棚注漿、掛網噴錨、加長明洞等工法工藝，確保了隧道順利貫通。

U416.1

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1009-7716（2017）10-0044-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.013

2017-07-19

劉靜（1977-），女，甘肅蘭州人，高級工程師，從事道路及相關市政工程設計工作。