崔純純

（中鐵二十四局集團上海鐵建工程有限公司，上海 200070）

新建蒲虹公路過濕路基的換填施工技術研究

崔純純

（中鐵二十四局集團上海鐵建工程有限公司，上海 200070）

基于浦虹公路區(qū)域地質、構造、降雨和工程特征的分析，針對不同特點的過濕路段施用不同的換填方案。并相應地制定施工工藝、工藝流程和操作要點。實際工程表明，該換填施工技術符合相應的設計和規(guī)范要求，效果良好。

蒲虹公路；過濕路基；換填技術

汶川地震災區(qū)道路毀損嚴重，為了保障虹口旅游景區(qū)公路暢通，上海援建指揮部特新建都江堰蒲陽至虹口公路。蒲虹公路工程是上海對口援建都江堰的重大工程之一，備受社會各界關注，被稱為“生命之路，發(fā)展之路，安全之路”。對沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)乃至都江堰地區(qū)的災后重建、經濟發(fā)展將發(fā)揮重要作用。

該工程部分路段的路床為過濕土［1］（過濕土大多屬于高液限黏土，液限大于50%，塑性指數(shù)大于26。土的天然含水量大、粘性大，一般還含有膨脹性礦物，其親水性和持水性強，透水性差），含水量高達36%，接近飽和狀態(tài)，受山區(qū)光照條件影響此土質難以達到最佳含水量狀態(tài)，在天氣晴朗的情況下，晾曬7～8d含水量仍高達25%以上，現(xiàn)場壓實度僅為76%難以滿足設計要求，車輛作用下路基易發(fā)生沉陷現(xiàn)象，工程質量得不到保證，也影響著相鄰路段的施工。為確定一個技術上可行、經濟上合理、施工條件滿足的處理方案，項目組通過大量的室內和現(xiàn)場試驗，并參考已有的相關文獻［2～6］、技術規(guī)范及標準［7，8］，結合現(xiàn)場試驗段施工過程中的氣候、材料、施工工藝水平等形成了《蒲虹公路土路基（挖方）改良性能試驗方案》和《蒲虹公路路基（挖方）改良性能施工方案》。同時，邀請有關路基專家召開論證會，根據(jù)論證會上專家的意見，對過濕土路段的路床采用換填的方案，使工程施工具可操作性，質量和工期得到保障。

1 區(qū)域背景及工程概況

1.1 地質特征

蒲虹公路是都江堰市蒲陽鎮(zhèn)與虹口鄉(xiāng)的第二交通要道，中段地區(qū)出露地層主要為中泥盆系觀霧山組的中厚層石灰?guī)r，西側K22以西及東側K9以東為三疊系須家河組的砂泥巖。區(qū)域內石灰?guī)r和碎屑巖交界處發(fā)育2條斷層，道路經過區(qū)為一背斜構造，道路西側與都江堰－北川斷裂相鄰（圖1）。

圖1 蒲虹公路區(qū)域地質圖Fig.1 Geology of the Puyang－Hongkou highway area

1.2 構造與地震

本區(qū)構造上位于華夏系龍門山褶皺帶東南緣與新華夏系四川沉降帶的斜接部位，地震活動十分頻繁。5a發(fā)生Ms＞2.0級地震共103次，其中有震感和強烈震感地震18次，境外波及本區(qū)的地震12次。2008年以前，境內發(fā)生4.0級以上地震共3次，即1787年12月13日都江堰市東4.7級地震、1986年11月10日虹口4.2級地震和1993年12月30日崇義－土橋4.4級地震。

1.3 降雨特征

區(qū)域降雨十分豐富，年降雨量達1 200mm以上，2001年9～10月連續(xù)降雨達40多天，2009年7月17日局地暴雨量達到220mm/3h。區(qū)內地質災害頻繁發(fā)生，1964年以來二王廟滑坡多次活動，2001年的長降雨作用使靈巖寺一帶大面積滑坡，2001～2006年繞壩路多次發(fā)生滑坡泥石流災害。

1.4 工程概況

都江堰市蒲陽至虹口公路段共設計23.804 km，其中有近7km多的過濕土地段，且主要集中在DK13～DK20段，DK9＋600～DK10＋000、DK13＋000～DK14＋000、DK15＋000～DK20＋000路段（見圖2和表1），路基以挖方通過，路基土為第四系全新統(tǒng)殘坡積粘土，黃色，淺黃色，濕－稍濕，可塑狀，中等壓縮性，厚度為3～10m，局部地段層厚＞10 m；經現(xiàn)場取樣土工試驗各項物理力學性能指標有：液限ω1＝36%～52%，塑限ωp＝21%～30%，塑性指數(shù)Ip≥26，地基承載力≤0.08MPa，鑒別分類為高液限黏土［9］。

圖2 蒲虹公路過濕路段分布示意圖Fig.2 Distribution of the badly moist segments along the highway

表1 過濕土地段換填里程及方案匯總表Table 1 Mileage of badly moist segments and replacement schemes

2 換填方案

對過濕土路段的路床采用換填的方案更具可操作性，質量和工期更容易保證。結合區(qū)域的氣候、材料、施工工藝水平和施工現(xiàn)場管理等實際情況，形成《蒲虹公路過濕土換填方案》，以指導施工。施工過程中，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況有針對性的選用換填方案。

（1）路基土含水量偏高但承載力較好路段。換填40cm深碎石土或砂礫石，山體側邊溝下設置縱向滲溝，將地下水引入涵洞或適當位置設置橫向滲溝將水排到路基外面。換填材料優(yōu)先滿足要求的碎石土。當選用碎石土作為換填材料時，應在換填土層下鋪設防滲土工布，并按間距8m設置橫向滲溝，將地下水匯入縱向滲溝或排出路基。滲溝采用60cm（深）×40cm（寬）的砂礫石或碎石滲溝，滲溝四周采用滲水土工布包裹。

（2）路基土含水量偏高，承載力較差路段。換填80cm深碎石土或砂礫石。山體側邊溝下設置縱向滲溝，將地下水引入涵洞或適當位置設置橫向滲溝將水排到路基外面。換填材料優(yōu)先選用滿足要求的碎石土。當選用碎石土作為換填料時，應在換填土層下鋪設防滲土工布。滲溝采用60cm（深）×40 cm（寬）的砂礫石或碎石滲溝，滲溝四周采用滲水土工布包裹。

表2 處理方案比選Table 2 Contrast between replacement schemes

（3）路基土含水量高，承載力差（路床底基承載力＜80kPa）且地表橫坡較陡的淺填淺挖路段。換填80cm深碎石土或砂礫石。山體側邊溝下設置縱向滲溝，將地下水引入涵洞或在適當位置設置橫向滲溝將水排到路基外面。換填材料優(yōu)先選用滿足要求的碎石土。當選用碎石土作為換填料時，應在換填土層下鋪設防滲土工布，并按間距8m設置橫向滲溝，將地下水匯入縱向滲溝或排出路基；采用砂礫石換填時，應在換填土層下按間距8m設置橫向滲溝，將地下水匯入縱向滲溝或排出路基。滲溝采用60cm（深）×40cm（寬）的砂礫石或碎石滲溝，滲溝四周采用滲水土工布包裹。

（4）路基含水量高，承載力差（路床底基承載力＜80kPa）且橫向排水不暢的深挖路段，換填80cm深碎石土或砂礫石，在路床底面以下?lián)Q填60cm深的片石，片石采用人工擺放，大面朝下，片石自下而上由大到小，片石之間的縫隙必須采用石屑或砂礫等透水性材料充填，并碾壓密實。

3 換填工藝

本工藝針對過濕土地段，采取換填法施工［10，11］，以求滿足施工質量、進度、工期的需求，而保證工程項目順利進行。同時，在施工過程中，針對“過濕土”實際地質情況，因地制宜，以結合不同地段，以分類、分段進行綜合治理。

（1）路基土天然含水量≥25%，路床地基承載力滿足80kPa的路段，換填40cm深碎石或砂礫石。

（2）路基土天然含水量≥25%，路床地基承載力＜80kPa的路段，換填80cm深碎石或砂礫石。

（3）路基土天然含水量≥25%，路床地基承載力＜80kPa，且地表橫坡較陡的淺填淺挖路段（橫坡陡于1∶5），換填80cm深石方路基。

（4）路基天然含水量≥25%，路床地基承載力＜80kPa，且橫向排水不暢的深挖路段，換填80cm深石方，在路床底面以下?lián)Q填60cm深的片石。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程（圖3）

圖3 施工工藝流程圖Fig.3 Process of construction technology

4.2 工藝說明

換填40cm深碎石或砂礫石。山體側邊溝下設置縱向滲溝，將地下水引入涵洞或適當位置設置橫向滲溝將水排到路基外。換填材料優(yōu)先選用滿足要求的碎石。當選用碎石土作為換填料時，應在換填土層下鋪設防滲土工布，并按間距8m設置橫向滲溝，將地下水匯入縱向滲溝或排出路基。

滲溝采用60cm（深）×40cm（寬）的砂礫石或碎石滲溝，滲溝四周設置一層10cm厚的砂墊層及一層滲水土工布。

（2）路基土天然含水量≥25%，路床地基承載力＜80kPa的路段

換填80cm深碎石或砂礫石。山體側邊溝下設置縱向滲溝，將地下水引入涵洞或適當位置設置橫向滲溝將水排到路基外。換填材料優(yōu)先選用滿足要求的碎石。當選用碎石土作為換填料時，應在換填土層下鋪設防滲土工布。滲溝采用60cm（深）×40cm（寬）的砂礫石或碎石滲溝，滲溝四周設置一層10cm厚的砂墊層及一層滲水土工布。

圖4 試驗段碾壓工藝流程示意圖Fig.4 Process of the grind－press technology for the test

（3）路基土天然含水量≥25%，路床地基承載力＜80kPa，且地表橫坡較陡的淺填淺挖路段（橫坡陡于1∶5）

換填80cm深石方路基。山體側邊溝下設置縱向滲溝，將地下水引入涵洞或在適當位置設置橫向滲溝將水排到路基外。換填材料優(yōu)先選用滿足要求的石方。當換填時，應在換填土層下鋪設防滲土工布，并按間距8m設置橫向滲溝，將地下水匯入縱向滲溝或排出路基。

滲溝采用60cm（深）×40cm（寬）的碎石滲溝，滲溝四周設置一層10cm厚的砂墊層及一層滲水土工布。

原料：面粉約320 g，人造奶油108 g，雞蛋 1 個，水約 50 g，鹽 5 g，檸檬酸少許。肉（魚肉、牛肉、豬肉、羊肉皆可）或蘑菇 200 g，蔥、胡椒粉等各適量。

（4）路基天然含水量≥25%，路床地基承載力＜80kPa，且橫向排水不暢的深挖路段

換填80cm深石方，在路床底面以下?lián)Q填60 cm深的片石，片石采用人工擺放，大面朝下，片石自下而上由大到小，片石之間的縫隙必須采用石屑或砂礫等透水性材料充填，并碾壓密實。試驗段碾壓工藝流程示意圖見圖4。

4.3 施工布置

過濕土換填方案見圖5。

圖5 過濕土換填方案Fig.5 Scheme for replacing badly moist soil

4.4 操作要點

4.4.1 基底處理

（1）開工前在現(xiàn)場放出路基中線、邊線。

（2）根據(jù)土質試驗和調查的資料，將施工范圍內的樹木、草皮及表土進行清除。

（3）開挖至路床頂設計標高以下80cm（40cm或80cm＋60cm視地質情況定）。

（4）用推土機初平，人工修整，作成向兩側2%～4%的橫向排水坡。

（5）做好路基兩側臨時性排水設施。

4.4.2 設置縱、橫向滲溝

（1）橫滲溝設置：按間距8m設置橫向滲溝，將地下水匯入縱向滲溝或排出路基。

（2）縱滲溝設置：山體側邊溝下設置縱向滲溝，將地下水引入涵洞或在適當位置設置橫向滲溝將水排到路基外面。

（3）滲溝采用60cm（深）×40cm（寬）的砂礫石或碎石滲溝，滲溝四周采用滲水土工布包裹。

4.4.3 鋪設土工布及砂墊層

（1）土工布鋪設

① 基層應平整、堅實，如有異物，應事先處理妥善。

② 根據(jù)現(xiàn)場情況，確定土工布尺寸，裁剪后予以試鋪，裁剪尺寸應準確。

③ 搭接寬度應合適，搭接處應平整，松緊適度。搭接寬度不應小于0.3m。

④ 接縫處理：土工布的聯(lián)結可根據(jù)實際工程情況，采用縫合法或搭接法，縫合寬度不應小于0.1 m。

⑤ 對搭接部位進行縫合時縫合線應平直，針腳應均勻。⑥ 縫合后的土工布應鋪設平整，不存在缺陷。⑦ 接縫須與坡面線相交；與坡腳平衡或可能存在應力的地方，水平接縫的距離須大于1.5m。

⑧ 在坡面上，對土工布的一端進行錨固，然后將卷材須坡面放下以保證土工布保持拉緊的狀態(tài)。

（2）砂墊層

人工鋪設一層10cm的中粗砂，人工拉線整平，壓路機靜壓。

4.4.4 運輸、填筑、攤鋪、平整

路基填筑的換填料挖、裝、運、填應采用機械化施工，用挖掘機挖裝，自卸汽車運輸。填筑區(qū)段按照網格化布料，每方格內以松鋪厚度計算卸料車數(shù)，控制卸料密度。用推土機攤鋪平整，使填料層在縱向和橫向平順均勻攤鋪，保證壓路機碾壓輪表面能均勻接觸層面進行壓實。平整在初壓工序之前用推土機粗平，后由平地機精平，其局部凹坑采用人工修整。

4.4.5 碾壓

（1）采用橫斷面全寬、縱向水平分層填筑壓實的方法填筑。分層填筑松鋪厚度通過現(xiàn)場實驗段確定。

（2）壓路機走行先兩邊后中間，曲線段先內側后外側，相鄰兩行碾壓輪跡至少重疊40cm，保證不漏壓。初始段碾壓試驗按初壓慢速、復壓中速、終壓快速三個步驟進行。碾壓遍數(shù)為6～8遍，靜壓1～2遍、弱振1遍、強振2～3遍、弱振1遍、靜壓1～2遍進行，碾壓超過8遍仍然達不到壓實度要求時須考慮減薄層厚。如試驗段碾壓工藝流程圖（圖5）所示。

4.4.6 試驗檢測

路基填筑分層填筑碾壓完畢，即可進行密實度檢測，合格后才能進行下一層的施工。路基填筑到路床頂，即可進行路基彎沉檢測，并根據(jù)試驗規(guī)程進行。

5 結語

本文過濕地段換填技術方法采用連砂石對過濕土進行換填，開挖至試驗標高后，鋪設防水土工布，然后分層攤鋪連砂石。先采用換填0.8m深度，施工50m試驗段。若合格，則采用80cm深度進行換填；不合格，則采用1.2m增至5m逐漸加深進行換填試驗。先進行過濕土施工地段選擇在里程段K15＋750～K19＋500位置，從距離試驗段地點約8 km的高原村白沙河開挖連砂石向山上運輸。連砂石選用最大粒徑不超過100mm，含砂量保證30%以上，利用5t東風汽車，從虹口鄉(xiāng)高原村白沙河經施工便道運入施工工地。根據(jù)現(xiàn)場情況，由于汽車從山下向山上運輸，每輛5t東風汽車每次最多載重3m3連砂石。為滿足雨天運輸要求，必須對便道加強維護，保證運輸車輛雨天也能將填料運輸上山。

過濕地段的路床施工質量技術在地震災區(qū)新建蒲虹公路DK13～DK20段，DK9＋600～DK10＋000、DK13＋000～DK14＋000、DK15＋000～DK20＋000段得到很好的應用與實踐。該工程在實施過程中，過濕土地段路基采用換填砂礫石及碎石土處理，效果良好，且施工質量符合設計及施工規(guī)范要求，可以作為類似工程的典型案例，也為相關技術的研究奠定了良好的基礎。

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TECHNIQUES FOR REPLACING THE BADLY MOIST ROADBEDS ALONG THE NEW PU－HONG HIGHWAY

Cui Chun－chun
（Shanghai Railway Construction Company of China Railway 24th Bureau Group，Shanghai 200070，China）

Based on the analysis of the geological，tectonic，rainfall and engineering characteristics of the Pu－h(huán)ong highway area，different replacement schemes were worked out for different badly moist road segments.And corresponding construction technology，processes and operation points were formulated.The engineering practice has proved these techniques to be in line with the design and norm requirements and to be effective.

Pu－h(huán)ong Highway；badly moist roadbed；replacement techniques

U416.1

A

1006－4362（2011）04－0066－06

2011－06－02 改回日期：2011－10－26

崔純純（1974－ ）男，工程師，都江堰災后重建常務副指揮長，目前主要從事道路規(guī)劃建設、管理與道路病害整治工作。