高速公路隧道洞渣物理改良路基施工技術(shù)

張國良

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西西安 710038）

1 工程概況

匝道隧道位于云南省昆明市五華區(qū)昭宗村附近，起訖里程AK0+370～AK1+720，長1 350 m，為單線隧道，最大埋深約96 m，建筑限界10.5 m×5.0 m，進(jìn)洞口、出洞口的設(shè)計(jì)標(biāo)高分別為1 990.763、1 957.006 m，隧道與白龍梁子隧道左洞間設(shè)3處人行橫洞。

2 施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 挖方施工

（1）基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

施工前檢驗(yàn)各項(xiàng)性能指標(biāo)，確保各自均具有可行性，根據(jù)特定的指標(biāo)要求開展后續(xù)的工作；安排專員深入現(xiàn)場做全面的勘察，明確地質(zhì)特性，以便高效挖方。

（2）排水作業(yè)。

加強(qiáng)排水處理，修筑路塹排水設(shè)施，順暢排水，以免路基在水侵蝕作用下受損。

（3）路塹開挖。

多層全寬路塹開挖，各層沿縱向有序推進(jìn)，綜合考慮安全標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，有效控制開挖深度。開挖施工中產(chǎn)生土方，該部分利用自卸車裝車外運(yùn)。以挖掘機(jī)機(jī)械開挖的方式為主，人工輔助修整，保證邊坡的穩(wěn)定性以及形態(tài)的合理性。按自上而下的順序開挖，精準(zhǔn)控制開挖量，避免超欠挖。由專員檢查邊坡坡度，及時(shí)反饋問題并予以處理。適度預(yù)留保護(hù)層厚度，以免坡面坍塌[1]。

（4）路塹深挖。

合理控制邊坡坡度是有效保證路塹深挖質(zhì)量的關(guān)鍵前提之一，若現(xiàn)場坡度過大，將明顯加大坍塌的發(fā)生概率。土質(zhì)偏松散時(shí)，立足于施工情況，對深挖方法進(jìn)行靈活優(yōu)化，通過審批后正式落到實(shí)際施工中。單邊坡路塹的開挖為雙層橫向全寬的方法，雙邊坡則分層縱向有序開挖到位。路塹偏長且一側(cè)厚度較大時(shí)，調(diào)整為分段縱向開挖。開挖具有一定的擾動性，容易影響邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)誘發(fā)坍塌事故，針對此問題，施工中禁止采用掏洞取土的方法。路塹施工工作量較大，復(fù)雜度較高，參建人員加強(qiáng)檢查與控制，確保路塹開挖偏差始終穩(wěn)定在許可范圍內(nèi)。

2.2 填方施工

（1）施工準(zhǔn)備。

①填方施工前做好測量工作，復(fù)測導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，恢復(fù)中樁和測量高程，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙精準(zhǔn)測放分段坡腳線。路基施工初期，測放中線以及填挖土層的邊線，作為施工的參照基準(zhǔn)，盡可能減小施工誤差。

②在現(xiàn)場選取具有代表性的土樣，按照規(guī)范組織試驗(yàn)，從最佳含水量、最大干密度兩個(gè)方面對填料的性質(zhì)形成準(zhǔn)確認(rèn)識，判斷其是否滿足要求，質(zhì)量良好則用于試鋪筑施工，確定施工方案，包含壓實(shí)機(jī)械設(shè)備的類型、壓實(shí)遍數(shù)、層厚等，為正式施工提供清晰引導(dǎo)，后續(xù)未經(jīng)許可時(shí)不得隨意更改作業(yè)流程以及各項(xiàng)參數(shù)。

③路基填筑時(shí)，準(zhǔn)確測定路基的坡腳線和邊緣線，以便填筑期間采取有效的控制措施；在路基坡腳處按照50 m的間距依次布設(shè)指示樁，其作用在于為路基厚度的檢查提供參照基準(zhǔn)，若有厚度不足或偏大的情況，及時(shí)予以處理，實(shí)現(xiàn)對施工質(zhì)量的精細(xì)化控制。

④路基施工所用材料為隧洞洞渣和路基挖方材料，按照特定的比例混合而成，在制備此類材料時(shí)嚴(yán)格控制各自的用量、填料的粒徑，確保制得的混合料具有均勻性且性能滿足要求。原材料粒徑超標(biāo)時(shí)，將其解小，不具備解小的條件或?qū)嶋H處理效果較差時(shí)，不允許投入使用。控制石料粒徑時(shí)，參照填筑層厚度，要求前者不大于后者的1/3，避免影響填筑層的平整性。

⑤針對填料的質(zhì)量組織試驗(yàn)，確定其易溶鹽含量、含水量、塑限及液限等關(guān)鍵指標(biāo)的具體值，選擇各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到要求的填料，將其用于正式施工中，以免因材料質(zhì)量問題而影響最終的施工效果。

（2）正式填方。

①以預(yù)先測放的路基平行線為基準(zhǔn)，精細(xì)化控制填筑土的高度，填筑后采取壓實(shí)措施，切實(shí)提高密實(shí)度與平整度。各層填料跨度的控制要求為設(shè)計(jì)路堤寬度增加50.0 cm，重點(diǎn)關(guān)注路堤的最末一層，其更易受到外部因素的影響，因此該部分的壓實(shí)度必須達(dá)到要求，防止失穩(wěn)。

②路基填土高度在80.0 cm以內(nèi)時(shí)，整平地基基礎(chǔ)并予以夯實(shí)，要求實(shí)測壓實(shí)度超過96.0%；填土高度超過80.0 cm時(shí)，依然按照整平、夯實(shí)的工作思路推進(jìn)，此時(shí)實(shí)測壓實(shí)度需要超過90.0%。

③填方時(shí)根據(jù)路段坡度采取合適的施工方法，保證可行性。原地面陡于1∶5時(shí)，做法為挖內(nèi)傾2%～3%的內(nèi)傾臺階，高度30 cm，寬度大于1 m；坡度在1∶2以上時(shí)，綜合考慮填方路線與地面的位置關(guān)系，基于實(shí)際情況規(guī)劃臺階開挖方法，可行的是以適度超挖臺階的方法處理基床至路床底的部分，此部分的臺階寬度以及向內(nèi)傾斜量的控制要求與路段坡度超1∶5時(shí)一致。

④路基填土施工后，對該部分適當(dāng)灑水，經(jīng)檢測后若實(shí)測含水量達(dá)到要求，則予以碾壓。路基土的質(zhì)量未達(dá)到要求時(shí)，以換填的方法加以處理。為保證虛鋪厚度的合理性，采用掛線的方法予以控制，協(xié)調(diào)現(xiàn)場的推土機(jī)和平地機(jī)，利用此類設(shè)備完成初平、精平作業(yè)。考慮邊坡壓實(shí)度、厚度的要求，填方施工階段加強(qiáng)對填層厚度的檢測與控制。自卸車將填料運(yùn)輸至現(xiàn)場后，根據(jù)其容量計(jì)算堆土間距，按照該要求有序在指定位置卸料[2]。

⑤填方施工采取分層的方法，逐層填筑與碾壓，保證各層的施工質(zhì)量。壓實(shí)按照先慢后快的順序進(jìn)行，直線段從兩側(cè)開始碾壓，逐步向中間區(qū)域推進(jìn)，全面壓實(shí)整個(gè)施工面，避免局部漏壓；曲線段碾壓時(shí)，按照自內(nèi)向外的順序施工，機(jī)械設(shè)備實(shí)施進(jìn)退式碾壓的作業(yè)模式，重疊寬度超過0.3 m，使整個(gè)作業(yè)區(qū)域具有完整性與密實(shí)性。碾壓設(shè)備盡可能勻速運(yùn)行，禁止忽然提速或急剎車。

填方流程如圖1所示。

圖1 填方流程

2.3 回填施工

在隧道洞渣物理改良路基施工中，除了開挖、填方外，還需要做好結(jié)構(gòu)物的回填作業(yè)。

（1）基底處理。

回填施工前檢查基底，若有平整度不足的情況，予以整平，承載力需要滿足要求，上報(bào)監(jiān)理工程師，通過審批后正式進(jìn)入回填施工環(huán)節(jié)。

（2）回填方法。

分層有序回填，嚴(yán)格控制各層厚度，以15.0～20.0 cm為宜；結(jié)構(gòu)物與回填部位的間距超過1.0 m，由專員操作壓實(shí)機(jī)械設(shè)備，保證壓實(shí)效果，若兩者的距離在1.0 m以內(nèi)或存在壓路機(jī)難以觸及的區(qū)域，轉(zhuǎn)為小型設(shè)備壓實(shí)的方法。

3 壓實(shí)處理的技術(shù)要點(diǎn)

從路基的兩側(cè)邊緣處開始壓實(shí)，逐步向中間區(qū)域轉(zhuǎn)移，再從中間向兩側(cè)壓實(shí)，由此確保壓實(shí)處理后路基具有足夠的密實(shí)度。施工采用振動壓實(shí)和靜壓相結(jié)合的方法，機(jī)械碾壓先弱振后強(qiáng)振、先慢后快，壓路機(jī)全程盡可能勻速運(yùn)行，速度以5 km/h以內(nèi)為宜，避免忽然大幅度變更速度，否則填料將發(fā)生推移，影響最終的壓實(shí)施工效果。

直線段碾壓時(shí)，機(jī)械設(shè)備從兩側(cè)開始碾壓，逐步駛向中間區(qū)域，實(shí)現(xiàn)全面碾壓；遇小半徑的曲線段時(shí)，從內(nèi)側(cè)開始逐步向外側(cè)推進(jìn)，即采取縱向進(jìn)退式的壓實(shí)方案，為保證整體壓實(shí)度，各碾壓部分適度重疊，重疊量取輪跡的1/3。路基壓實(shí)后，正常情況下石料和土層的分布應(yīng)具有均勻性，洞渣有效嵌入路基土層內(nèi)，保持穩(wěn)定咬合的接觸關(guān)系，此時(shí)整個(gè)路基的完整性和穩(wěn)定性均較好。此外，壓實(shí)后的路基還需要具有足夠的穩(wěn)定性，無輪跡、回彈等質(zhì)量問題。此時(shí)，路基的整體使用效果得到保證，例如具有足夠的承載性能，后續(xù)使用期間，能夠有效抵御車輛荷載的作用，以免在外部荷載的影響下而出現(xiàn)路基局部失穩(wěn)的異常狀況[3]。為準(zhǔn)確掌握路基的壓實(shí)效果，必須按照規(guī)范組織檢查，做到正確操作、全面采集及匯總數(shù)據(jù)、客觀分析數(shù)據(jù)。在高速公路路基的質(zhì)量檢驗(yàn)中，按規(guī)范設(shè)置測點(diǎn)（所處位置具有代表性，數(shù)量合理），采集各點(diǎn)的壓實(shí)度數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)對路基壓實(shí)施工效果進(jìn)行判斷，對于壓實(shí)度不足的部位，查明具體情況并安排補(bǔ)壓，繼續(xù)檢測直至實(shí)測結(jié)果完全滿足要求為止。

4 應(yīng)用效果分析

路基填筑材料選用經(jīng)過改良后的隧洞洞渣，充分發(fā)揮既有工程資源的利用價(jià)值，減少填料的運(yùn)輸工作量，施工效率提升，經(jīng)濟(jì)效益突出。此外，采用改良隧洞洞渣回填的方法還可以減小對周邊生態(tài)林地的破壞。從生態(tài)環(huán)境保護(hù)的角度分析，具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢。對于施工質(zhì)量，按照特定的流程完成基底清理、填方施工、壓實(shí)等相關(guān)工作后，實(shí)測的壓實(shí)度和平整度均滿足要求。總體來看，以物理改良后的隧道洞渣為原材料施工路基的方法具有可行性。

5 結(jié)語

綜上所述，在高速公路工程中，路基施工為基礎(chǔ)內(nèi)容。文章以隧道洞渣物理改良路基施工為背景，著重圍繞挖方、填方、結(jié)構(gòu)物回填的具體作業(yè)要點(diǎn)展開探討，提出一些關(guān)鍵的思路與方法，旨在進(jìn)一步推動類似工程發(fā)展。