临时拓宽包边土高效填筑风积沙施工方法的探讨

临时拓宽包边土高效填筑风积沙施工方法的探讨

王乐

新疆交投建设管理有限责任公司

摘要：祖国的大西北，地域辽阔，荒漠区占比高，在沙漠路段进行在道路工程施工过程，风积沙是一种常用路基填筑材料，具具有水稳定性好，沉降均匀的特点，不利季节对施工影响小，在沙漠公路路基工程中被广泛应用。如何更好的在项目实施中应用，获得好的经济效益。

关键词：包边土、风积沙、填筑；环保；效益

引言：风积沙作为荒漠地区的主要填筑材料，在国外起步很早，各国都有比较成功的经验，本施工方法在S21阿勒泰至乌鲁木齐公路建设一期工程（黄花沟至乌鲁木齐）项目进行了应用，效果良好，经济和社会效益显著，在此将实施中的经验于大家分享和探讨。

一、风积沙填筑路基施工工艺在施工中的不利因素

1、传统的风积沙路基填筑误车，影响进度

首先在试验段进行试验，确定砾类土和风积沙松铺系数，确定填筑砾类包边土是否符合规范要求，在施工形成路槽后，然后进行风积沙填筑施工。

填筑方式：挂线画网格，再进行分层填筑，分层压实；但运料车运输及卸料时，下承层风积沙因表面失水后会出现翻沙现象，造成严重的误车，工序间的有效衔接，制约了施工进度；

2、施工工艺生态环境方面的影响

沙漠生态保护功在千秋，保护好环境是每个人的使命，施工中对生态环境的影响在所难免，但如何把影响控制在最小范围内，是每一个工程人都应该思考的问题，S21公路在沙漠边缘，生态环境较为脆弱，。如果在路基外修筑施工便道，会增加临时土地征地和修临时便道的费用，增加了施工成本且对费用控制不利，也不符合环保文明施工的相关要求。

二、针对以上沙漠公路施工难点问题，解决翻沙误车、生态脆弱的难题

1、适用范围

本施工方法适用于西部沙漠地段的风积沙路基填筑。

2、施工技术原理

填筑前加宽部分原地面铺设编织布，这是为了防止原状土的盐被挤压进包边土的加宽砾类土内，另外便道利用征地范围内坡脚护坡道和排水沟位置，再加宽包边土，做到不在施工红线外的施工。运料车在包边土上进行由外向内倾卸风积沙，再由推土机对向横向推进风积沙填料。当包边土及风积沙填至设计顶标高进行验收合格后，再铺设土工材料。最后采用轮式挖掘机将加宽的砾类土包边挖翻至上路床进行砾类土封顶层施工。

图1  加宽包边土示意图

3、施工流程及操作要点

3.1施工流程

图5.1-1  工艺流程图

3.2操作要点

3.2.1施工准备

根据设计图纸，结合现场施工实际情况，由运料车宽度，在项目路基施工红线内确定加宽包边土和施工便道的宽度。进行人员安排、机械准备。每隔200米设置一道便于运料车左右幅自由切换的车辆交汇区。

对准备进行填筑的风积沙和砾类土进行灌水闷料。设专人负责，结合当地气温，对计算闷料用水量控制，确定闷料时间填料级配和含水率试验结果来确定，使得填筑料达到最佳含水率。

图3.2-1  车辆交汇平台示意图

3.2.2测量放样

测量放样后，确定路基原设计包边土位置，本项目设计包边土为2.5米宽，将包边土摊铺宽度在原有的设计基础上加宽1.5米，加宽至4米。在项目加宽至两侧边沟的位置，作为风积沙路基施工便道。

若原地面是盐渍土，包边土内填筑路基填料的风积沙。需要在原地面上面加铺编织布，防止原地面中的盐渍土返渗透到加宽部位的包边土，影响该部分的包边土用作路基封顶层填料的设计要求。由于加宽位置的包边土属于临时性的，原地面不属于盐渍土等类似特殊土质的情况下，则不需要加铺编织布。

图3.2-2  测量放样                        图3.2-3下铺塑料布

3.2.3上料及摊铺

首先通过路基试验段获得松铺系数，进行包边土及风积沙的上料。

施工顺序：包边土和风积沙同层施工，填筑两侧包边土      填筑路基内部的风积沙。

第一层风积沙路基填筑施工。根据设计要求填至第一层包边土，由于两种填料类型不同，松铺系数不同。先将第一层包边土整平、碾压，再进行路基内部风积沙的填筑，运料施工车可由施工便道运输风积沙填料运输到指定位置。

第二层及以上的风积沙路基填筑：根据设计要求，先将两侧的包边土进行填筑、整平及碾压，风积沙运料车从加宽包边土形成的施工便道行走，运料车就可直接在施工便道上向内倾卸风积沙填筑料。推土机将由路基中间准备好的风积沙推到填筑部位，推土机在对风积沙推动的过程也是起到了将风积沙碾压的作用。

3.2.4平整过程

平整过程中，横纵坡方向保持平顺均匀，保证压实效果。精平后平整度控制在5cm以内，严格控制横坡保证路基填后排水。风积沙作业段控制200m以内，并且留车辆进出口，分别在施工队两头。有专人负责合理组织车辆和指挥交通，防止运料车辆在风积沙及便道发生交通堵塞。

3.2.5碾压施工

平地机整形至100m左右时，压路机紧随其后进行碾压作业，依次向前推进，形成流水作业。

碾压原则：碾压遵循先轻后重、先两边后中间、先静压后振压的原则进行。

采用跨缝碾压施工。两侧碾压施工同步进行，先碾压两侧包边土的位置行走，同时向里纵向碾压风积沙填料10cm-15cm，并逐步向新摊铺的风积沙进行碾压，直至碾压完全碾压到新铺的风积沙填料，开始改变碾压方式，改为重叠1/3轮宽碾压，至路基中间位置。最后再按照相反的程序由新铺层向已铺层碾压，直至包边土和风积沙接缝处压实紧密。

初压:振动压路机在装载机、平地机第一次找平后进行静压，以暴露潜在的不平处，若有不平，用平地机二次找平。

复压：二次找平后，振动压路机进行振动碾压，碾压边数根据试验段结果确定，达到规定的碾压遍数，压实度检测复核设计后进行下一轮碾压。

终压：通过试验检测和质量评定，复压层验收合格压路机再进行静压光面，直至表面无显著轮迹。再压实度检测和施工验收符合设计要求。

图3.2-4风积沙碾压                         图3.2-5包边土碾压

在填至路基封顶层前，要进行风积沙路基进行类似“田埂”的分格，通过测算在路基上布置滴灌水管，保证风积沙路基在最佳含水率的范围再进行碾压。

3.2.6复合土工材料（两布一膜）铺设

风积沙顶面铺设土工布（两布一膜）。土工布具有耐腐、耐酸、耐水、强度高的特点。这样做的目的是防止发生盐胀的现象、同时限制沙基的剪切滑动，提高路基稳定性和承载力。

依旧规范土工布按设计幅宽纵向铺设，相邻两幅搭接时，横向搭接宽度≥30cm、纵向搭接宽度≥50cm。按路基横断面相应层次的宽度全断面铺设土工布，平展紧贴下承层，保证铺平无褶皱、无破损。

3.2.7包边土挖翻至封顶施工

施工便道的包边土使用轮式挖掘机进行挖翻，翻到路基顶层作为路基顶层的填筑料。这种挖翻可有效避免对路基封顶层上铺的土工布的破坏。

低填方的路基封顶层施工：采用低接高送，将加宽部位的包边土进行挖翻至顶层。高填方的路基封顶层施工采用装载机在底部推送，轮式挖掘机在顶层承接的方式，将加宽部位的包边土进行挖翻至顶层。整个施工过程中，需要注意对土工布成品保护，严禁行人、牲畜和各种车辆通行，尽快覆盖填料，同时避免长时间受到阳光的暴晒。保护好加宽包边土下面的编织布和包边土与风积沙结合部位。

将已经翻整上来的包边土进行整平、碾压，碾压程序同一般路基填筑施工。

3.2.8路基封顶层（天然砂砾料）施工

摊铺厚度控制方法采用挂线的方式。装载机按照既定方向和预定厚度大致粗平，凹凸不平的部分采用机械找平、人工配合，控制高程采用在作业横断面六个控制点处打灰点。粗平后均匀洒水、再由平地机快速精细整平，以防填料水份过度蒸发。整平过程中，横纵坡方向保持平顺均匀，以保证压实效果。

3.3劳动力组织

施工主要施工劳动力组织见表3.3-1。

表3.3-1 施工劳动力组织

4 材料及设备

4.1主要材料

本工法施工所需的材料表4.1-1。

表4.1-1主要工程材料表

4.2主要设备

本工法施工所需的设备表4.2-1。

表4.2-1施工主要机械设备表

5 质量控制

5.1质量控制标准

5.1.1符合现行《公路路基施工技术规范》（JTG F3610－2019）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1－2017）要求；

5.2质量控制措施

控制要点是测量控制、原材料控制和碾压控制。为控制两种不同填筑料的工后不均匀沉降，在路基要求的在本标段93区和95区的压实度提高1%。

6在环保方面注意事项

6.1在路基每20米处设置pu安全警示柱，防止运料车开离施工便道，对周围脆弱环境造成破坏。

6.2路基弃方及路基场地清理物，如表土、草皮、树木、树墩、树根、灌木和垃圾等运到指定地点弃置，不乱弃乱倒。

6.3对有害物质（如染料、油料、废旧材料和生产、生活垃圾等）经处理后运至当地环保部门所指定的地点进行掩埋，防止泄露、腐蚀造成对生态资源的破坏。

7效益分析

7.1经济效益分析

表7.1-1经济效益对比表

7.1.1机械费用：由上表数据表明，本工法与传统工艺相比，可节省山推N9型推土机的2个台班，提高机械利用率27.8%。

根据上述表7.1-1工期、经济效益分析对比表证明每200m风积沙路基施工，共节约费用21220元。

7.2社会效益分析

7.2.1由于本工法在施工过程中改进了机械工作方式以及增设施工车辆交汇平台，与传统工法只能以200m为一段的风积沙路基施工段落相比，可加长风积沙路基施工段落至300—400m。在后续类似的风积沙路基施工工程方面具有很好的推广价值。

7.2.2该办法利用包边土做施工便道，极大程度上减少了对脆弱生态环境的破坏，为工程顺利实施和保护当地生态具有重大意义。

参考文献

[1]《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1－2017）

[2]《公路路基施工技术规范》（JTG F3610－2019）

[3]G216线五彩湾-大黄山高速公路建设项目沙漠路基施工技术