摘要：本文对功东高速公路第一合同段第四工区路基土石方施工过程中的工程难点、资源配置、施工技术等施工过程管控进行了阐述，旨在通过对路基土石方工程施工管理进行总结，对今后的类似工程提供指导和借鉴。
关键词： 任务划分 土石方调配 路基填筑技术 高填方施工
1、工程概况
1.1昆明市寻甸县功山至东川高速公路TJ1合同段四工区施工里程为ZK17﹢641～K24﹢060、YK17﹢660～K24﹢060，线路全长6.4km，其中路基线路长度3.5km，主线桥梁7座总长2.1km，隧道2座总长0.8km，互通式立交一处。主要工程量：路基填方365万m3，路基挖方32万m3，隧道土石方挖方15.9万m3，结构物混凝土浇筑总量23万m3，结构物钢筋总量23930t，型钢总量1850t，桥梁钻孔灌注桩500颗，共13661m，30mT梁预制安装620片，30m箱梁预制安装138片，混凝土箱涵3道，钢波纹管涵7道。
1.2本工区位于沿大白泥河沟地带，地质情况复杂；隧道围岩多为玄武岩，围岩破碎整体性差，且涌水量大；桥梁桩基位于大白泥河，多为水中桩，成孔困难；桥梁高墩施工，地形复杂，运梁便道，架梁工艺复杂；路基高填方施工，填方区域内多鱼塘水田，需软基处理；取弃土场困难，需要与当地深度协调解决填料的问题；线路经过当地经济苗圃，征地困难；当地气候特殊，泥石流地质灾害频发，每年都发生洪水灾害，多次冲毁便道、便桥及部分主体工程。
2、工程难点
2.1本工区路基挖方33万方，路基填方360万方，工区内阿旺1、2号隧道弃碴总计19.5万方。路基挖方主要集中在YK17﹢660～YK17﹢800段，该段挖方量约28万方；填方主要集中在K20+500～K24﹢055段区间内，总方量350万方，其中K20+500～K22﹢700段为阿旺互通区，该段路基填方180万方，K22+700～K24﹢055为整体式路基区，该段路基万80万方；ABCDE匝道及L连接线填方90万方。由于东川区阿旺镇属于水土流失严重地区，生态十分脆弱，寒、旱、风、虫、草、火等自然灾害特别突出，取土场管控严格，解决填料来源成为按期完成路基填方的难点和关键。
2.2 K20+500～K24﹢055段及匝道填方区域内多水田、鱼塘，填方高度14～21m不等，多处有轻型桥台台背回填，根据设计要求，本填方段为高填方路基。高填方路基质量控制要求高，填筑工序要求严，对填料质量要求高，因此需要严格按照设计及施工方案要求组织施工。
2.3 路基征地拆迁困难，严重影响路基土石方施工。由于大棚皂角苗苗圃、大湾子小明槽征地拆迁的影响，造成我工区二号梁场停工及本段路基填方不连续，大量机械窝工降效，存在路基填筑质量隐患。
2.4当地气候特殊，泥石流地质灾害频发，每年都发生洪水灾害，多次冲毁便道、便桥及部分主体工程。
3、资源配置
3.1组织机构的建立
功东高速公路为我公司参与建设的第一条高速公路，建设的成败关系到公司的荣誉和公路市场进一步拓展，为了锻炼和培养高速公路施工建设人才，加强建设项目管理、全面履行合同、确保工程建设工期、质量、安全、保护生态环境，全面实现各项目标，按照公司项目立项的要求组建了功东高速公路TJ1合同段四工区项目部，全面负责完成本工区建设任务。工区设工区长一名，副工区长一名、总工程师一名、安全总监一名，工区下设五部二室，分别为工程部、安全部、质量部、物资部、计划合同部、工地试验室、办公室。
3.2路基工程施工任务的划分及施工班组组织
根据工期安排及工程量的大小，工区共组织四个施工经验丰富的路基土石方施工班组，进行路基挖方、填方、软基处理等路基土石方工程施工，其中路基一队负责K20+400～K21+420段路基填方施工，路基二队负责阿旺互通区路基土石方施工，路基三队负责K17+660～K18+167、K21+820～K22+510段路基土石方施工，路基四队K22+510～K24+055段路基土石方施工。各路基施工班组均至少配备2台挖掘机、2台装载机、2台压路基、1台推土机、1台平地机、10台自卸汽车同时进行平行施工。
4、路基填方工程施工技术
4.1、土石方调配及超运距的计量支付
本工区路基填方360万方，路基挖方可利用30万方，本工区隧道弃碴可利用15万方，填方缺口达315万方，需借方填筑解决，由于东川区阿旺镇属于水土流失严重地区，生态脆弱，取土场严格限制，设计中未明确取土取的位置。经工区与项目部及指挥部多次协调，同意从其他标段的徐家地隧道进出口、夹马槽隧道、达德隧道、营盘山路基挖方区调运弃碴180万方，剩余的135万方缺口一方面利用当地施工劳务队伍的资源，让其在保护环境的基础上自行解决料源，另一方面利用当地治理大白泥沟泥石流需要清理大白泥沟河道的契机，与当地相关单位合作，利用清理河道砂石做为路基填料。经工区多方努力解决了路基填料的问题。
作为工程施工承包单位，不但要干得好还要算的好。由于路基土石方绝大部分填料都需要远运，因此会增加填料的运输成本，这里就会涉及到借方超运计量支付的问题。我们的做法是，首先请求业主、设计、监理等单位通过会议讨论确定取碴场的位置及取碴数量，以会议纪要的形式下发各相关单位；然后再会同业主、设计、监理、审计等单位共同确认取土地点的到填方位置的运距；最后根据共同确认的取土数量和取土运距计算出借方超运量，录入0号台帐，按正常计量支付程序进行计量支付。
4.2一般路基填筑施工方法
4.2.1在开工前，铺筑长度200米（全幅路基）的试验路段。根据试验路段确定压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度、工序，每层材料的松铺厚度、材料的含水量等。要求路堤基底及路堤每层施工完成后，我施工队伍将该层宽度、填筑厚度、压实厚度、逐桩标高和压实等检测资料，报监理工程师审查批准后，才进行下一层的施工。填方路基在路槽地面0～80cm以内压实度不小于96％，80cm～1.5m以下的各层压实度不小于95％，大于1.5米压实度不小于94％。
4.2.2路基填筑前进行基底清表并填前碾压。清表采用人工配合挖掘机、推土机清除地表腐质土及杂物，运至固定场地集中堆放并覆盖，准备再利用。表土主要用于边坡防护方格填土、取土坑回填及弃土场等工地营区恢复使用。
4.2.3软基地段先挖除淤泥及软土层，原地面按设计处理后进行平整、碾压，压实度达到93％以上。在半填半挖地段的填挖交接面处，在挖方基底挖台阶。
4.2.4路基填筑按“三阶段、四区段、八流程”的作业程序组织施工。
三阶段即准备阶段—施工阶段—竣工验收阶段；四区段即填筑区段—平整区段—碾压区段—检验区段；八流程即施工准备—基底处理—分层填筑—摊铺整平—洒水或晾晒—机械碾压—检验鉴定—路基面整修。
4.3高填方路基施工技术
4.3.1边界处理
边界处理分为填前地基处理、填方过程中的周边处理和填前排水处理。由于原地面与填料结构不同，二者密度、承载能力不同，如果不对原地面进行有效处理，易发生接合部沉降病害。
4.3.1.1填前地基处理首先是对地基进行简易的挖探，如果地表下面土质良好，状况稳定，则清除地表植被、树根、垃圾和不良土质后即可进行填前压实。山谷底多为山坡土冲积而成，土质松散，厚度较大无法进行填前压实，则进行清淤换土回填压实处理。沿河、池塘路段，施工时要先排水疏干、清除淤泥、回填50cm 砂砾后，再填筑碎石含量较高的土石混合料至原地面线。
4.3.1.2 半填半挖路段，对于原地面坡度不陡于1：5 的路段，在翻松原地面表土后分层填筑；对于原地面坡度不陡于1：5 时，应将原地面挖成不小于2m的台阶，台阶2％～4％的内顷坡斜坡，再分层填筑；地面坡度陡于1：2 时，应将原地面挖成不小于1.5m 的台阶，并铺设土工格栅进行加固处理。土工格栅是目前国内一种最新的土工建筑材料，它具有拉伸强度高（>100KN/m，延伸率小于15‰），尺寸稳定性好，耐腐蚀，抗老化（设计使用寿命120 年，地下），使用温度宽（-50--120度）等特性，大大减少填挖间路基不均匀沉降。土工格栅最多铺设四层，最上层应设在底基层下方。铺设土工格栅的土层表面应平整，在距格栅8cm 以内的路堤填料，其最大粒径不得大于6cm。土工格栅应均匀张拉，相邻两幅格栅在交界处搭接布置，横向搭接宽度20cm 纵向搭接15cm 用Ф0.9 ㎜铅丝绑扎。格栅张紧后用U 形钢钉定位，间距1.5m，自由段应回折2m 以利格栅锚固。
4.3.1.3 填前排水处理也是边界处理的一项重要内容。由于填方区多位于地势低凹处，水系发育且水量富集，如不采取措施或未彻底根治，地基长期浸水将导致承载力降低从而引起路基沉降，在坡地填筑更严重的还将造成填方体滑移，成为今后路基安全的一大隐患。临时排水设施应和永久性排水设施相互助友爱结合施工。对地表水主要采取截的办法，一般地说，影响路基稳定的地面水在设计中已加以考虑，可沿路线纵向在填筑区外开沟截水，要将地表水引入附近涵洞或其他临时横向排水通道。
4.3.2路基填筑质量控制
4.3.2.1选择合适填料，制定相应的控制标准填料性质是影响压实作业的内在因素，填筑施工应首选利于压实的良好填料，但是受现场实际条件的限制，如挖方材料、经济运距、借方条件等等，不可能都使用理想的填筑材料，施工时应根据实际情况，量材作业，区别对待，采取合适的控制手段达到压实目的。一个首要的原则是，严格进行填料试验检测，在施工前取得有关数据，使用符合规范要求的填料，做好填方试验段，掌握填料在现有设备和施工条件下的压实规律。路基采用宕渣填筑，填料粒径路堤不得超过15cm，路床不得超过15cm。填料每填筑5000m3 做一次标准试验，以便及时了解填料的CBR 值、液限、塑限、综合毛体积密度等性质，调整压实方法，准确检测每层填料的固体体积率，保证填筑质量。
4.3.2.2控制层厚及填料粒径，分层压实本路段严格要求在路基全宽范围内分层平铺填筑，不仅有利于填平和压实，也可以保证性质差异的土按规定层次填筑。不同性质土应按水平分层分别填筑，以保证该层强度均匀，特别是透水的与不透水的土，不得非成层地混杂使用，以免在填方内形成水囊。严格控制填料最大粒径，路堤不得超过15cm，路床不得超过15cm，超过的要解小，确保压实成效。为切实控制石料粒径，建管处特别规定石料解小作业必须在场外完成，否则不得进入填筑现场，石方路堑开挖处为此安装了粗破设备，保证了路堤的填料粒径。为保证在各种压实功能机具条件下达到有效压实深度，严格控制填料分层厚度，松铺厚度不超过30cm。每层压实后，按照项目部质检员自检，监理抽检的程序，做好检测试验，达到各分区要求的固体体积率方可进行下层填筑。
4.3.3 台背回填
结构物和路基交界处由于是刚性构造和柔性填土衔接，二者强度、稳定性方面差异较大，加之填土压实不够，易产生不均匀沉降，造成今后路面起伏、开裂和桥头跳车。因此桥台台背、箱涵及通道两侧一定要特殊处理。
4.3.3.1台背填料采用透水性好的填料，严格按照设计或规范要求选择，并经取样检验符合要求方可用于台背、涵洞填筑，若天然透水性材料不能满足要求时，改用70%碎石，30%砂组成的混合料。每层层厚应不大于15 ㎝，并在台背后用醒目颜色华好线，注明层次。通道、涵洞缺口两侧对称均匀分层回填压实。压实采用>1t的小型振动压路机或振动夯分层压实，压实遍数由试验确定。
4.3.3.2回填的范围为：回填料底宽2m（取桥台垂直方向），与路基结合处挖成1：1的边坡并开挖台阶，采用砂石混合料回填层外用粘土包边，粘土包边范围每侧各1.5m，粘土与砂石混合料之间用一层透水土工布隔离，土工布在粘土底部反包2m。包边粘土底部埋设直径10 ㎝的排水管，以利于及时排除回填区的雨水。
4.3.3.3应做好临时排水工作，防止台背后积水，影响路基质量。渗沟和泻水管应按设计图纸要求设置。
4.3.3.4回填从填方基底到路堤顶面分层固体体积率要求达到87％以上。
4.3.4沉降观测
由于填方区普遍存在的浅层软基处理，安排对填土高度较大地段进行沉降观测，验证填筑效果并为今后的路面施工提供依据。沉降观测点要求根据实际情况布置在填土高度较大的断面上，横向布置在路中心、两侧路肩处，观测项目包括沉降和位移，每填层观测一次，如果两次填筑间隔时间较长，每3d 至少观测一次。沉降观测采用S1 及S3 型水准仪，以二级中等精度要求的几何水准测量高程，观测精度不小于1mm，水平位移观测采用视准线法，观测精度要求：测距仪误差±5mm，方向观测水平角误差为±2.5°。
4.3.5 充分自然沉降
施工中要紧抓工期，以便路基尽早成形，自然沉降留下足够时间。最好在路面施工以前，能多经历一个雨季，以减少运营中路基的沉降。
4.4 本工区其他特殊地区路基处理方法
4.4.1 路基换填
对于低洼易积水、软土地段基底不满足强度的填方路基，基底采取挖除换填片石的处理措施，处理厚度50cm，先清除淤泥至自然密实土，再换填砂砾。在有泉水出露处，找准泉眼，设置透水层合理排水。所换填的片石的含泥量应满足规范要求。换填完后按路基填筑方法施工。
4.4.2 土工格栅处理
4.4.2.1 放好中线、边桩，填筑底层土层，摊铺压实达到标准后，恢复中线，准确定出土工格栅铺设位置。
4.4.2.2 按设计位置平顺铺设土工格栅，需搭接时，搭接长度不小于30cm，并用铁丝或塑料绳绑好。
4.4.2.3 格栅上的填土应横向卸土，用推土机横向摊平，同一填层的格栅应保持同一标高。
4.4.2.4 注意事项：在土工格栅铺好后，不准车辆在其上行走，填土并碾压合格后方准车辆在填土面上通行；填土时一定要将土块击碎后方准上路基；严格控制填料的含水量，当含水量超过最佳值的3％时应停止施工，进行晾晒或改良，达到标准后再填筑；每班收工前必须做好路基的排水，确保路基上不积水，雨天禁止施工。
四、结束语
通过功东高速公路建设实践，我们经历了各种各样的困难险阻，最终取得圆满成功，锻炼和培养了大量高速公路施工建设人才，具备了应对各种困难条件的能力。
论文作者:钟荣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/19
标签：路基论文; 填料论文; 工区论文; 压实论文; 格栅论文; 挖方论文; 土石方论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;