墨和高速公路玉石开采坑处理方案探究

（新疆交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830006）

责任编辑/孙誉菡 美术编辑/王德本

一、工程概述

连云港-霍尔果斯国家高速公路吐鲁番-和田联络线G3012墨玉至和田段(简称“墨和高速公路”)为《国家高速公路网规划》“71118”网中第七条横线G30的第二条联络线（吐鲁番-库尔勒-库车-阿克苏-喀什-和田）的终点路段。全线采用双向四车道高速公路标准建设，设计时速120km，全长74.014km。

该项目位于自古便有“玉石之乡”美誉的和田。近几年，由于河床内玉石数量逐渐减少，开采难度随之增大，玉石开采也逐渐由河床内范围向两侧古河床阶地范围扩展，并采用大型工程机械大规模挖掘。该项目区存在两段大规模玉石开采乱掘地，主要集中在喀拉喀什河两侧古河床台地上，影响长度约4.980km。

玉石开采坑包括开采坑和弃土堆两部分。开采坑的深度约15m～30m，且长度和宽度均不同。玉石开采坑分布杂乱无序，连片形成乱掘地。根据开采坑壁土质情况调查，原地基土表层为细粒土质砂，土（粒径小于0.075mm）的含量在15%～50%，层厚约5m～10m，下层为砾石土，含漂卵石。开挖出的表层细粒土质砂和下层卵砾石土混合，部分成为松散堆积物，部分回填原先的开采坑，厚度有薄有厚，毫无规律。

穿越未回填或部分回填玉石开采坑路线的路基为填方路基，穿越弃土堆路线的路基为挖方路基。此外，该区域还存在半填半挖路基，直接填筑路基将会造成路基沉降变形等病害，因此必须进行处理。

二、方案论证

根据玉石开采坑的开采及回填情况，针对开采坑的深度、松散堆积物的厚度等特点，提出多个处理方案比选。

（一）方案一

彻底挖除路基范围内的全部堆积物至原有地面线。利用该土方按每30cm厚度一层分层回填开采坑，分层回填至路床底面处进行冲击碾压。分层填筑的压实度要求为：开采坑底部至(a+300)深度范围内压实度≥90%（a为路面结构层厚度）；(a+150)至(a+300)深度范围内压实度≥93%；(a+80)至(a+150)深度范围内压实度≥95%；a至(a+80)深度范围内压实度≥97%。

（二）方案二

彻底挖除路基范围内的全部堆积物至原有地面线。利用该土方按每100cm厚度一层分层回填开采坑，每100cm厚度一层进行冲击碾压，直至路床地面。路基压实度要求同上。

（三）方案三

挖除路床底面以上的全部堆积物，利用该土方及周边玉石开采坑堆积物土方，按每400cm一层分层回填开采坑，每400cm厚度一层进行强夯处理，直至路床地面。

（四）方案比选论证

1.处理效果

方案一彻底挖除路基范围内的堆积物，按照正常路基填筑要求分层回填开采坑，填至路床底面层位时，进行冲击碾压，保障路基压实度；但该方案对于开采坑底面来说相当于高填路基，路基必然存在一定程度沉降变形。方案二同样处理得较为彻底，并采用逐层冲击碾压，一方面保证了路基的压实度，另一方面可以有效解决路基沉降变形问题。方案三虽然不能彻底挖除路基范围内的堆积物，但其采用的强夯处理适用于砂土等粗颗粒土，在相同夯击能前提下，其处理深度大于粉质黏性土处理的深度，处理后的路基强度较高。

2.施工作业

方案一施工作业方面不存在问题；方案二受玉石开采坑长宽尺寸的限制，施工作业面有限，无法满足逐层冲击碾压作业面的要求；方案三施工作业方面不存在问题。

3.施工控制方面

施工过程中，方案一、方案二无法准确控制堆积物下的原地面线，无法准确控制需要彻底挖除堆积物的范围和工程量，给施工带来不便。方案三需挖除的堆积物的范围及工程量较为明确，施工较易控制。

4.施工工期

方案一、方案二大填大挖，工程量巨大，施工工序及作业内容多，工期较长。方案三施工工序及作业内容较方案一、方案二减少，工期较短。为保障路基安全，处理结束后需要进行一段时间的沉降变形观测。

5.结论

三个方案均能达到较好的处理效果，但方案一、方案二在施工作业、施工控制和施工工期三个方面均不如方案三。因此，玉石开采坑处理推荐采用方案三，即强夯处理。

6.设计参数

夯锤采用直径1.2m，夯锤重20t，夯锤落距为10m，夯点间距为4m，夯点采用三角形布置；

强夯单点夯击能采用2000 kN.m，满夯夯击能采用1000kN.m，在各层位均进行一遍点夯，仅在路床底面层位进行一遍满夯；

强夯层位：以路床底面处理层位为起算处理层位，向下每4m深度层位进强夯处理；

处理范围：路床底面处理层位的处理范围，填方路段强夯宽度应宽出路基坡脚不小于5m，挖方路段强夯宽度应宽出路基坡脚不小于2m；其他处理层位的处理范围，当处理层位边缘为坑壁等存在侧向约束的（约束边），处理范围为整个处理层位宽度，当处理层位边缘无侧向约束的（自由边），处理范围边缘距处理层位边缘为5m。

7.检测方法及标准

重型动力触探（63.5kN）试验：每个强夯处理层位每300m2不少于1处检测点，不足300m2的按300m2计。一个处理路段内不少于3处检测点。检测标准：应达到每贯入10cm锤击数≥5击；检测深度大于4.0m。

三、结语

墨和高速公路针对玉石开采坑的强夯处理在疆内尚属首次，无成功经验借鉴。正式施工前，项目开展了大量的试夯工作，确定了强夯参数，通过路基沉降的观测和处理效果检测，验证了设计参数合理可行。目前，经过多年的通车运营，玉石开采坑处理效果较好，达到了预期效果。所处位置均在横缝终端处，将熨平板对准已经完成摊铺的路面。接缝处的碾压作业较为关键，需从老路面向新路面碾压。