路捷

關(guān)鍵詞 山區(qū)高挖方;路基開挖;測(cè)量控制方法

中圖分類號(hào) U412.24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）04-0114-03

0 引言

路基挖方施工在公路項(xiàng)目和鐵路項(xiàng)目施工中占據(jù)了重要的地位，是保障施工穩(wěn)定進(jìn)行的前提，和工程質(zhì)量以及工程最終帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。伴隨當(dāng)前的交通體系向山區(qū)等復(fù)雜施工推進(jìn)，挖方路基施工的測(cè)量也變得更加艱難，為了確保測(cè)量控制的精確性，亟須對(duì)常規(guī)的路基開挖施工測(cè)量控制方法進(jìn)行改良，以保證測(cè)量精度，確保施工的穩(wěn)健開展。

1 常規(guī)路基開挖施工測(cè)量控制方法與問題

在正式施工前，需要安排測(cè)量人員進(jìn)行測(cè)量控制，常規(guī)的測(cè)量流程為：測(cè)量人員會(huì)測(cè)放出道路中線，在斷面方向上測(cè)出大體開挖線處的原地面高程，根據(jù)路基設(shè)計(jì)寬度、原地面高程和設(shè)計(jì)的坡比計(jì)算出挖方路基的開口線，交給現(xiàn)場(chǎng)施工人員按設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行逐層開挖，需要在開挖過程中，不斷予以檢測(cè)和調(diào)整[1]。

根據(jù)上述流程可知，在常規(guī)測(cè)量操作中，測(cè)量人員通過設(shè)計(jì)斷面尺寸以及測(cè)量出的原地面高程，需要推算該斷面的兩側(cè)開口線位置，參見圖1所示的挖方斷面示意圖，圖中的E、F點(diǎn)是兩側(cè)的開口線位置，同時(shí)也是其他各個(gè)斷面的兩端開口線，測(cè)量人員需將各個(gè)斷面的開挖線用石灰線標(biāo)記出來(lái)，作為開挖機(jī)械進(jìn)行施工的外邊線。這種方法在地勢(shì)相對(duì)比較平坦的地段有較好的適應(yīng)度，測(cè)量控制的實(shí)施難度不高，若位于地形比較復(fù)雜的山區(qū)地帶，地面起伏變化較大，確定各個(gè)開挖斷面開口線的難度會(huì)大幅度提高，測(cè)量人員需要反復(fù)測(cè)量邊線高程和推算開口線位置，才能確定最終數(shù)值，需要耗費(fèi)測(cè)量人員大量的人力和時(shí)間。山區(qū)起伏地勢(shì)帶來(lái)的測(cè)量變化問題，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械操作人員要有效進(jìn)行施工把控的難度也頗高[2]。

在山區(qū)進(jìn)行挖方路基施工測(cè)量時(shí)，山區(qū)地帶的各斷

面高程起伏變化，開口線無(wú)法呈現(xiàn)出直線狀態(tài)，而是表現(xiàn)為不斷變化的曲線形式。地面起伏讓開口線的位置變化過大，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施開挖的機(jī)械操作人員很難明確和把控，不能直觀看出坡面的具體位置，限制了施工速度，降低了施工質(zhì)量，因此在山區(qū)的開挖路基施工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超挖、欠挖、坡面不一致等問題，以致發(fā)生施工人員和測(cè)量人員無(wú)法做到有效協(xié)調(diào)，拖延施工進(jìn)度，導(dǎo)致施工無(wú)法按期完成[3]。

在山區(qū)挖方路基施工的測(cè)量控制中，測(cè)量人員必須思考如何能更加高效地對(duì)山區(qū)地帶的高挖方進(jìn)行測(cè)量控制，盡量避免出現(xiàn)常規(guī)控制的不便及各種問題，使施工得以順利推進(jìn)，保證工程項(xiàng)目的效率和質(zhì)量[4]。

2 路基坡腳線測(cè)量控制開挖法

山區(qū)路基挖方測(cè)量控制的難點(diǎn)在于過多的斷面和差異過大的起伏地勢(shì)造成了開口線的彎曲，原本的坡面位置很難通過直觀性的測(cè)量方法得到，測(cè)量人員也無(wú)法及時(shí)得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，導(dǎo)致施工進(jìn)度延后，引發(fā)超挖、欠挖、坡面不一致等問題[5]。

結(jié)合上述問題，在山區(qū)路基挖方測(cè)量中，如何克服地勢(shì)造成的主觀測(cè)量不準(zhǔn)問題成為關(guān)鍵。根據(jù)常規(guī)測(cè)量方法的流程來(lái)看，要獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，要選用與山區(qū)地勢(shì)環(huán)境更匹配的測(cè)量方式。因此在山區(qū)路基挖方測(cè)量中，可以用路基坡腳線測(cè)量控制開挖法來(lái)獲取測(cè)量結(jié)果[6]。這種方法改變了以往測(cè)放路基挖方開口線的常規(guī)思路，改為測(cè)放路基各臺(tái)坡腳線來(lái)控制。其核心指導(dǎo)流程就是：自上而下逐臺(tái)開挖;各臺(tái)主要測(cè)放其坡腳線位置，即圖1中C、D點(diǎn)位置;在坡腳線范圍內(nèi)，即圖1中C-A、D-B框線處進(jìn)行垂直開挖，直到該臺(tái)底面的設(shè)計(jì)高程，就是圖1中的A-B線高程;先縱向開挖，后兩側(cè)刷坡;刷坡先進(jìn)行間隔刷樣坡，在刷好樣坡的基礎(chǔ)上再全面進(jìn)行;起初刷坡使用機(jī)械進(jìn)行大幅度的粗刷，后期使用人工進(jìn)行精細(xì)到位刷坡。

由于各臺(tái)的坡腳線是一條與線路走向相同的線型，這樣最終的測(cè)量線型就相當(dāng)直順，避免了常規(guī)測(cè)量中以開口線為測(cè)量線而存在的線型過度彎曲等問題。便于測(cè)量人員測(cè)放，也便于機(jī)械操作人員掌握開挖位置，易于掌控。

采用該測(cè)量方法，測(cè)量人員可以在開挖初期避免在坡比問題上投入過多精力，能夠進(jìn)行垂直向下開挖，借助高程檢查的方式，以開挖面距和該開挖平臺(tái)的高差來(lái)控制作業(yè)情況，當(dāng)高差較大時(shí)，可以大幅度下挖。當(dāng)距離該平臺(tái)高差到了一定間距，比如高差控制到0.5 m左右的時(shí)候，就需要相對(duì)仔細(xì)地放慢開挖速度，特別是兩側(cè)的平臺(tái)位置，即圖1中A-G、H-B點(diǎn)位置，要嚴(yán)格按圖紙的設(shè)計(jì)高程進(jìn)行控制。這種做法的優(yōu)勢(shì)在于在高差較大時(shí)，施工人員不必對(duì)精度有過高要求，將施工重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到追求施工進(jìn)度上，當(dāng)接近于平臺(tái)間距時(shí)再開始追求施工進(jìn)度，如此提高測(cè)量精度，有利于施工隊(duì)伍的施工效率提高[7]。

在第一臺(tái)底面線，即圖1中的A-B面高程開挖到位后，下一步就是進(jìn)行刷邊坡，即圖1中EA、FB邊。刷邊坡需要配合使用坡度尺，使用施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的坡比制作坡度尺予以檢查。為預(yù)防邊坡出現(xiàn)超欠挖問題，先在該臺(tái)兩側(cè)坡面范圍內(nèi)間隔一定間距挖修樣坡，常規(guī)間距是20 m，也可根據(jù)線路線形及工程質(zhì)量要求的需要縮短或延長(zhǎng)，最后依照修好的樣坡統(tǒng)一刷邊坡，先用機(jī)械大體粗刷，在粗刷的基礎(chǔ)上再使用人工細(xì)致刷坡，一直到符合設(shè)計(jì)要求的坡比為止[8]。

3 案例分析

3.1 案例介紹

選擇以武深高速湖北段道路工程的山區(qū)路基挖方測(cè)量控制實(shí)施過程為案例研究對(duì)象。該路段全長(zhǎng)33 km，工程施工期間需要穿越大量山區(qū)，地勢(shì)起伏較大，測(cè)量難度高，符合路基坡腳線測(cè)量的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量中使用的儀器和工具主要為GPS、全站儀等。

3.2 實(shí)踐流程

第一，根據(jù)路基施工圖紙計(jì)算出第一臺(tái)各個(gè)開挖斷面的坡腳線位置，參照?qǐng)D1中的A、B點(diǎn)，測(cè)放到原地面上，參照?qǐng)D1中的C、D點(diǎn)，測(cè)出原地面高程，計(jì)算出到第一臺(tái)底面的開挖高度，在兩側(cè)的坡腳線撒上石灰線，由施工人員在坡腳線范圍內(nèi)按開挖高度開挖，直到符合第一臺(tái)的設(shè)計(jì)高程。為防止施工時(shí)超挖，可以在圖1中A-G點(diǎn)和H-B點(diǎn)坡腳平臺(tái)范圍內(nèi)預(yù)留一定的高度，通常在20 cm左右，施工方式為先粗平開挖，待修坡完成后換用別的機(jī)械準(zhǔn)確整平。除最后一臺(tái)全部要按設(shè)計(jì)要求精確控制開挖高程外，其他各臺(tái)的施工平臺(tái)間地段的高程均可粗放控制，以便為下一臺(tái)繼續(xù)進(jìn)行開挖留住足夠的施工空間。

第二，進(jìn)行刷樣坡，每20 m刷一道。在坡腳線A、B位置依據(jù)設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行刷坡，首先用機(jī)械進(jìn)行大體的粗刷，然后用人工結(jié)合坡度尺或全站儀等測(cè)量?jī)x器控制細(xì)致刷坡到位，即圖1示意圖中的AE和BF邊坡。等各斷面上的樣坡都完成刷樣后，測(cè)量人員可以直觀地觀測(cè)到坡面的大概位置，并以此為參照，將測(cè)量結(jié)果交給施工人員，由施工隊(duì)伍完成全面刷坡工作。

為了防止坡面超挖，進(jìn)行機(jī)械粗刷時(shí)要預(yù)留一定的尺寸，隨后采用人工刷坡的做法細(xì)致補(bǔ)刷。機(jī)械刷坡大體完成后，在相鄰的樣坡間拉上細(xì)線繩檢查坡面是否符合要求。

第一臺(tái)施工作業(yè)順利完成后，下一臺(tái)設(shè)備重復(fù)上一臺(tái)的開挖工作。通常情況下，路基挖方的第一臺(tái)作業(yè)環(huán)境較差，開挖工序的難度較高，在完成開挖工作后，后續(xù)各臺(tái)設(shè)備開挖就有較為便利的施工環(huán)境。如果臺(tái)間設(shè)計(jì)高差過大，一次開挖到位的難度較高，可以在該臺(tái)中間適當(dāng)位置確定一個(gè)高程面分成兩個(gè)臺(tái)施工，具體見圖1的示意圖第二臺(tái)I、J面。如此，先進(jìn)行第二臺(tái)的第一次開挖，與第一臺(tái)測(cè)放坡腳線的方法一樣，只需要將開挖面放樣從第二臺(tái)第一次開挖面的坡腳線I，J點(diǎn)移動(dòng)到開挖位置點(diǎn)K、L點(diǎn)即可，以及其他斷面的相同開挖位置并標(biāo)志上石灰線，然后由機(jī)械操作人員執(zhí)行開挖作業(yè)工序。在第二臺(tái)第一次開挖的坡面達(dá)到設(shè)計(jì)和驗(yàn)收規(guī)范的要求后，執(zhí)行第二臺(tái)的第二次開挖，此后的第三、第四臺(tái)等以此類推，以重復(fù)上一臺(tái)操作的方式進(jìn)行循環(huán)作業(yè)，直到作業(yè)完成。測(cè)量人員須在每臺(tái)開挖完成即將進(jìn)行下一臺(tái)開挖前，提前測(cè)放出下一臺(tái)刷坡的上開口線位置，如圖中第二臺(tái)的G、H點(diǎn)，用以指導(dǎo)第二臺(tái)上口開挖位置，讓刷坡作業(yè)更加高效。

3.3 結(jié)果對(duì)比

根據(jù)測(cè)量結(jié)果來(lái)看，采用路基坡腳線測(cè)量控制開挖法進(jìn)行測(cè)量，測(cè)放每一臺(tái)坡腳線的方法進(jìn)行挖方測(cè)量控制，其優(yōu)勢(shì)在于便利性良好，測(cè)量人員放線定點(diǎn)的流程簡(jiǎn)單快捷，在實(shí)際測(cè)量中只需要按確定的斷面樁號(hào)測(cè)放出每一臺(tái)的坡腳線位置即可。在實(shí)際開挖過程也易于控制，現(xiàn)場(chǎng)施工的機(jī)械操作人員快速理解和掌握山區(qū)坡比，提供施工所需的有用數(shù)值。根據(jù)工程的實(shí)踐成果來(lái)看，采用路基坡腳線測(cè)量控制開挖法后，沒有出現(xiàn)超挖、欠挖及坡面不一致的問題，原因在于測(cè)放選擇了坡腳線，與路線的線形基本一致，開挖時(shí)的走向不會(huì)發(fā)生彎曲、不直觀等問題，不會(huì)出現(xiàn)開口線觀測(cè)不到線路位置、無(wú)法確定測(cè)量結(jié)果的現(xiàn)象，解決了常規(guī)測(cè)量中山區(qū)地勢(shì)起伏過大，開口線曲線化的難題，讓測(cè)量控制的質(zhì)量得以提升，測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，最終施工結(jié)果如圖2所示。

武深高速湖北段道路工程的路段復(fù)雜，存在多處山區(qū)地帶的線路帶，線路較長(zhǎng)，有大量的挖方路基，其中大部分屬于30～50 m的高挖方。在武深高速湖北段道路項(xiàng)目工程中，測(cè)量人員選擇采用路基坡腳線測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，開挖進(jìn)度及質(zhì)量同采用測(cè)放開口線控制方法相比，均有大幅提高。

由此可見，路基坡腳線測(cè)量的可操作性強(qiáng)，極大地減少測(cè)量人員的工作量，使得路基挖方施工變得相對(duì)容易控制，能有效地防止常規(guī)開挖所出現(xiàn)的諸多問題。提高工程項(xiàng)目的質(zhì)量、效益和施工進(jìn)度。值得注意的是，大部分的路基挖方邊坡都設(shè)計(jì)有相應(yīng)的邊坡防護(hù)，像拱形骨架防護(hù)、菱形骨架防護(hù)。骨架內(nèi)一般都會(huì)植草等，確保邊坡的穩(wěn)定性。因此，路基開挖面計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮到伴隨的骨架厚度部分尺寸，以避免邊坡失穩(wěn)，出現(xiàn)各種事故問題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，山區(qū)地帶的地勢(shì)和環(huán)境問題決定了常規(guī)測(cè)量方法難以推行，故在實(shí)際測(cè)量中，需要找到一種相較常規(guī)方法更有效的測(cè)量方式。路基坡腳線測(cè)量控制開挖法和傳統(tǒng)路基開挖施工測(cè)量控制方法相比，是以坡腳線為測(cè)量依據(jù)，測(cè)量人員不需要對(duì)山區(qū)地帶中的開口線投入過多精力和時(shí)間，節(jié)省測(cè)量所需的時(shí)間成本和精力投入。因此在山區(qū)高挖方路基施工測(cè)量中，采用路基坡腳線測(cè)量控制開挖法可以降低測(cè)量難度，提高測(cè)量精度，讓工程項(xiàng)目的質(zhì)量和效益提到提升。從案例工程也可知，在山區(qū)高挖方路基實(shí)際施工中應(yīng)用路基坡腳線測(cè)量控制開挖法，施工效率得到了顯著增強(qiáng)，表明該方法有助于改善山區(qū)公路、鐵路路基挖方施工的控制效果，因此適合作為常規(guī)測(cè)量方法在山區(qū)地帶的替代方案。

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