新改建公路工程路基施工技術(shù)研究

王少平

（中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,湖北 武漢430056）

西部地區(qū)山多坡陡，受地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的限制，公路普遍存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，通行能力比較弱，已建道路損壞情況比較嚴(yán)重等問(wèn)題[1]。隨著國(guó)家對(duì)西部經(jīng)濟(jì)、軍事、政治越來(lái)越重視，以及物流業(yè)、旅游業(yè)、有色金屬業(yè)等的開(kāi)發(fā)與興起，昌都鎮(zhèn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，私家車(chē)輛及過(guò)境車(chē)輛激增。受高山峽谷地形的制約，公路建設(shè)用地條件受限，G214 線(xiàn)和G317 線(xiàn)兩條國(guó)道長(zhǎng)期以來(lái)在昌都市境內(nèi)均與城市主干道共用混行，尤其是過(guò)境貨車(chē)交通量大，造成了堵車(chē)塞車(chē)呈常態(tài)化，交通事故頻發(fā)，交通已成為本地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。本文章結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用的較為實(shí)用的幾項(xiàng)路基建設(shè)技術(shù)，如鄭曉明[3]研究的通過(guò)新路基中鋪設(shè)土工格柵的方法用于有效改善新老路基的差異沉降；朱頌茜等[4]等關(guān)于公路建設(shè)路基防護(hù)中水土流失防治技術(shù)研究；王旭文[5]提出的路基病害治理方案等技術(shù)。說(shuō)明了在工程中如何實(shí)踐，以期對(duì)后期山區(qū)公路路基建設(shè)起到一定的指導(dǎo)作用。

1 工程建設(shè)條件

昌都市區(qū)位于青藏高原的東部，地區(qū)的地勢(shì)總體表現(xiàn)為西北高、東南低，高程主要集中在3200m～3600m；屬于中板片區(qū)和板邊的構(gòu)造帶，為瀾滄江板邊帶向北西方向的延伸部分，工程區(qū)內(nèi)主要被板邊構(gòu)造帶占據(jù)，其褶皺、斷裂等構(gòu)造類(lèi)型非常顯著；所屬中緯度地區(qū)，年平均氣溫在3.30℃～10.5℃，每年1 月、2月、3 月、11 月、12 月的平均氣溫在0℃以下，1 月達(dá)到最低氣溫-6.7℃，5～9 月為雨季，冬季的最大積雪深度為11cm；出露地層的巖性主要表現(xiàn)為第四系（Q）覆蓋層和侏羅系沉積巖；區(qū)內(nèi)地下水的主要來(lái)源為大氣降雨和冰雪融水，部分來(lái)源于松散覆蓋層的空隙水與基巖的裂隙水。

2 現(xiàn)有公路評(píng)價(jià)

2.1 現(xiàn)有公路概況

國(guó)道G214 線(xiàn)和G317 線(xiàn)均修建于20 世紀(jì)50 年代，限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及修筑條件，路基防護(hù)工程均就地取材，主要防護(hù)形式為木籠和干砌片石。20 世紀(jì)80 年代末以來(lái)，國(guó)家加大對(duì)西藏交通設(shè)施建設(shè)的投入，G214 線(xiàn)和G317 線(xiàn)開(kāi)始分段進(jìn)行整治，且大部分路段已整治完成。但由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和交通運(yùn)輸?shù)娜找娣泵Γ珿214 線(xiàn)和G317 線(xiàn)又出現(xiàn)了一些新的病害，需進(jìn)行針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)維修或升級(jí)改造。

2.2 現(xiàn)有路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

施工段原有公路的標(biāo)準(zhǔn)為三級(jí)公路，路基的寬度7.5m 和8.5m。

2.3 一般路基

2.3.1 填方路基

主要的填方邊坡為H≤10m，邊坡率：1：1.5，邊坡形式：直線(xiàn)形式；若邊坡高度H＞10m，邊坡率上部8m 為1：1.5，下部為1：1.75，邊坡形式：設(shè)置邊坡平臺(tái)，寬度為1.5m。

2.3.2 挖方路基

挖方地層巖性為強(qiáng)～中風(fēng)化巖石，上伏薄層土質(zhì)。最大開(kāi)挖4 級(jí)邊坡，采用坡率1：0.5～1：1.0，碎落臺(tái)和邊坡平臺(tái)寬1.5。

2.4 路基防護(hù)及排水

道路沿線(xiàn)路基邊坡防護(hù)形式主要為自然裸露與部分擋墻支護(hù)，防護(hù)措施簡(jiǎn)易。對(duì)臨河路段，為保證路基免遭沖刷，浸水一側(cè)設(shè)置了漿砌片石擋墻防護(hù)。自然裸露的挖方邊坡均有不同程度的垮塌；少量擋墻有橫向裂縫。道路沿線(xiàn)填方路基采用土溝或未設(shè)排水溝，坡面匯水直接流入河流；挖方路基采用矩形（40cm×40cm）邊溝；滑坡處理路段采用設(shè)置坡面截水溝。沿線(xiàn)邊溝存在破損、堵塞、積水。

3 路基工程

3.1 路基填料

3.1.1 土方及石料

在工程區(qū)涉及到3 條隧道開(kāi)挖，開(kāi)挖量大，可作為部分路段的路基填料。在工程區(qū)內(nèi)有三個(gè)料場(chǎng)分別是如意鄉(xiāng)達(dá)若塊石料場(chǎng)、日通鄉(xiāng)拉東碎石料場(chǎng)和加卡鄉(xiāng)長(zhǎng)諾村灰?guī)r石料場(chǎng)。如意鄉(xiāng)達(dá)若塊石料場(chǎng)含有大量的石英砂巖，強(qiáng)風(fēng)化厚度約1.5～2m，運(yùn)距為12km；日通鄉(xiāng)拉東碎石料場(chǎng)含有大量的變質(zhì)砂巖，運(yùn)距在30km；加卡鄉(xiāng)長(zhǎng)諾村灰?guī)r石料場(chǎng)含有豐富的主要成分是方解石的石料（含石英脈），運(yùn)距16km。

3.1.2 砂及砂礫料

在工程區(qū)內(nèi)有三個(gè)料場(chǎng)分別是如意鄉(xiāng)達(dá)若砂石料場(chǎng)、日通鄉(xiāng)砂料場(chǎng)和拉多砂石料場(chǎng)。如意鄉(xiāng)達(dá)若砂石料場(chǎng)含有豐富的粗砂（主要是以變質(zhì)砂巖為主要成分，含泥量小）、卵礫石，運(yùn)距12km；日通鄉(xiāng)砂料場(chǎng)加工成分為變質(zhì)砂巖與石英砂巖的粗砂，運(yùn)距為32km；拉多砂石料場(chǎng)加工中粗砂（含泥量小）和礫石，運(yùn)距70km。

3.2 路基填筑要求

全線(xiàn)挖方較多，隧道及開(kāi)挖邊坡形成的碎石、風(fēng)化巖均可作為路基填料，扎曲、昂曲、瀾滄江河道中的砂礫作為優(yōu)質(zhì)的路基填料可用在重要部位。經(jīng)綜合比較，路基填料主要采用隧道及開(kāi)挖邊坡形成的碎石、風(fēng)化巖，對(duì)擋墻、橋臺(tái)臺(tái)背回填、以及浸水路段采用砂礫作為填料。公路工程施工中的最后工序是路面路基的壓實(shí)工作，是非常關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，其壓實(shí)效果對(duì)公路使用性能、耐久性等質(zhì)量問(wèn)題具有直接影響，因此在施工過(guò)程中的壓實(shí)度要確保符合規(guī)定所要求的。在加寬路段的新老路基搭接部分施工過(guò)程中，為確保新老路基填料壓實(shí)度、強(qiáng)度等符合要求從而使其成為一個(gè)較好的整體，避免造成路基搭接部分的縱向開(kāi)裂和不均勻沉降，減少橫向錯(cuò)臺(tái)。

3.3 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

在西大橋至生格村段按照沿老路拓寬的方案建設(shè)：雙向四車(chē)道，路基寬度23m；其余路段建設(shè)為新建公路：雙向兩車(chē)道，路基寬度10m。如圖1 所示，圖中尺寸以cm表示。

3.4 路基邊坡形式選擇

3.4.1 填方路基邊坡形式

全線(xiàn)大部分路段沿河，路基以填方為主。沿線(xiàn)土地資源緊張，考慮拆遷、占用河道和浸水等因素，在方案選擇時(shí)提出了一般路堤方案和擋土墻方案進(jìn)行如下：一般路堤加寬方式有可用施工機(jī)械碾壓，擁有良好的綠化環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是用地量大，需要更多的空間，所需的填料量大。擋土墻加寬方式有節(jié)約占地，所需填料量小的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是圬工體積大，成本高。考慮到本段基本沿河布線(xiàn)，兩側(cè)民房較多，受地形地物的影響大，本階段推薦城區(qū)沿河填方邊坡按擋墻形式進(jìn)行控制，局部采用一般路堤邊坡或與路堤擋墻路段相結(jié)合的方式。

3.4.2 挖方路段

挖方地層巖性為強(qiáng)～中風(fēng)化巖石，上伏薄層土質(zhì)。最大開(kāi)挖4 級(jí)邊坡，采用坡率1：0.5～1：1.0，碎落臺(tái)和邊坡平臺(tái)寬1.5。考慮到全線(xiàn)棄方較多，棄土量大，路基開(kāi)挖時(shí)在巖質(zhì)條件較好時(shí)宜盡可能選擇陡坡率、窄平臺(tái)，謹(jǐn)慎選擇爆破方案。挖方路段在方案選擇時(shí)提出了分級(jí)開(kāi)挖、分級(jí)支護(hù)方案和邊坡下方設(shè)置支擋的方案進(jìn)行比較見(jiàn)表1。

圖1 路基寬度23m 和10m

表1 挖方路段路基加寬方式比較表

兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，可從節(jié)約成本、沿線(xiàn)土方平衡、減少圬工防護(hù)、環(huán)保綠化等因素綜合考慮，一般路段采用方案一；邊坡高陡、放坡后土石方開(kāi)挖量劇增、施工難度大、拆遷量大的路段采用方案二。

3.5 路基防護(hù)

本段路基邊坡防護(hù)形式原有的防護(hù)措施較為簡(jiǎn)易，一般路段未做任何加固措施，大部分屬于自然裸露。主要采用植被防護(hù)，部分地形受限采用圬工結(jié)構(gòu)。具體防護(hù)方案如下：當(dāng)?shù)匦问芟蓿荒軡M(mǎn)足植草防護(hù)所需用地時(shí)，為確保路基穩(wěn)定，可采用衡重式或重力式路肩、路堤擋土墻，收縮坡腳，節(jié)約占地。考慮到本段挖方邊坡高度較小，挖方地層巖性為強(qiáng)～中風(fēng)化巖石，上伏薄、層土質(zhì)，結(jié)合放緩邊坡取土方案，邊坡采用防護(hù)H≤8m，植草防護(hù)。H＞8m，坡腳矮墻支擋。

3.6 特殊路基

路段中含有不良地質(zhì)（崩塌和不穩(wěn)定邊坡），推薦方案的路線(xiàn)沿線(xiàn)周邊見(jiàn)有兩處崩塌。其中森林公園崩塌位于G214 國(guó)道線(xiàn)內(nèi)側(cè)，該段坡度30°～40°，存在構(gòu)造和差異性風(fēng)化剝蝕，巖體裂隙發(fā)育非常顯著，巖體破碎表現(xiàn)為鑲嵌結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不利結(jié)構(gòu)面，加之前緣因修建公路人工開(kāi)挖形成了臨空面在冰雪凍脹及重力地質(zhì)作用下產(chǎn)生脫落；SK1+680～SK2+200 的河岸坍塌位于瀾滄江右岸，該條線(xiàn)路沿岸屬于Ⅱ級(jí)階地，岸高5m～10m不等，該階地由砂卵石土組成。線(xiàn)路經(jīng)過(guò)地段在雨水地下水以及受河水沖刷，極易發(fā)生河岸坍塌。在進(jìn)行改擴(kuò)建工程中，先進(jìn)行勘察了解其崩塌性質(zhì)與發(fā)展階段，再采用合理的支擋措施；對(duì)不穩(wěn)定邊坡，先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察若該路段具備放緩邊坡的條件，再結(jié)合土石方平衡條件，減少不穩(wěn)定邊坡土石方量加固圬工數(shù)量；若該路段不具備放緩邊坡的條件，則進(jìn)行錨桿加固、抗滑樁支擋。

4 結(jié)論

總體來(lái)說(shuō)，在公路工程建設(shè)中路基是關(guān)鍵部分只有路基施工的質(zhì)量得到保證，才能確保路面的穩(wěn)定耐用，整個(gè)公路工程才能達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限要求。因此在公路路基建設(shè)過(guò)程中首先路基填料、壓實(shí)度、邊坡防護(hù)等要符合相應(yīng)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性要求；再者，施工過(guò)程應(yīng)因地制宜，結(jié)合既有的一些成功經(jīng)驗(yàn)及先進(jìn)技術(shù)，牢牢結(jié)合工程實(shí)際，做出最實(shí)際有效的路基建設(shè)方案。