赵洪春
(中交三航第一工程(上海)有限公司,上海 201315)
截止至今,全世界拥有高速公路的国家和地区已超80个,通车总里程在23 万公里以上。其中柬埔寨地区公路总长在1.5 万公里左右,包括金边- 越南胡志明市1 号公路、金边- 泰国边境5 号公路等。而柬埔寨金边至西哈努克港高速公路项目是我国路桥工程有限责任公司(CRBC)根据柬埔寨政府建议以BOT 模式推动的项目,是该地重要的枢纽工程。因此,根据柬埔寨金港高速公路的实际情况,探究路基工艺操作要点具有非常重要的意义。
柬埔寨金港高速公路项目3 标段工程起始标段为K80+000,位于柬埔寨磅士卑省金边市,与2 标段终点相接,而终止标段为K120+000,位于西哈努克港市穿越豆蔻山脉与象山山脉两个山系之间垭口,与4 标段起点相接路线朝向西南方向,经过干丹省、磅士卑省、戈公省等多个省市,长度在190.365km 左右。工程工期为24 个月,开始时间为2019年6 月18 日,结束时间为2021 年6 月23 日。
工程为四车道高速公路,设计时速为100km/h。工程路基宽度为24.5m,行车道宽度为4×3.75m,硬路肩宽度与土路肩宽度分别为2×2.50m、2×0.75m,中央分隔带宽度与左侧路缘带宽度分别为2.0、2×0.5m,均与《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)中四车道高速公路的规范要求相符。公路平曲线最小半径极限值为870m(规范要求400m),最短坡长为3.9m(规范要求4.0m)。
路基施工挖方量为147 万m3,填方量为347 万m3,级配碎石15.54 万m3,水稳32.91 万m3,ATB-25 沥青稳定碎石、AC-13 沥青混凝土与AC-20 沥青混凝土量分别为11.24 万m3、3.91 万m3、5.87 万m3。
在路基工艺操作前、中标通知书下达后,依据投标文件要求,操作团队可以第一时间选派操作经验丰富、经营管理能力强、精通业务、责任心强的人员进行项目经理部的组建。以项目经理部为主导,组织主要劳作者、机械材料、物资进入场地。其中工程用机械设备主要包括混凝土拌和站设备(37m 混凝土泵车、5t 装载机、120m3/h 封闭式拌和楼)、沥青拌合站设备(LT3 沥青脱筒设备、5t 装载机、LGS-15 沥青改性设备等),以及1t 振动压路机、25t 振动压路机、PY280 自行式平地机、PC300 挖掘机、D85A-18 推土机等土建用机械。
人员入场后,技术操作者可以在了解工艺操作图纸的基础上,进行图纸会审,再次联合测量沿线控制点、水准点。并依据保质、保量、保安全、保工期的方针,进行工艺操作组织的编制。并在复测建设方提交桩位点的基础上,沿着路线方向进行测量控制基线的布设,为沿线范围内原地面复测以及后期路面质量控制提供依据。
路基填筑根据施工技术规范要求,按“三阶段、四区段、八流程”施工程序组织施工。如图1 所示,施工顺序示意图如图2。整体技术指标如下:
图1 路基“三阶段、四区段、八流程”施工程序示意图
图2 路基施工顺序示意图
表1 路基整体技术指标
在挖方前,工作者应砍除线路杂草、树根,将表土与杂物完全清理,完成场地初次平整。
根据拟建工程土质路基坡率的差异,需选择不同的挖方方案。其中“一坡到底”的挖方方案适合土质路基坡率为1:1且挖方高度在10.0m 以下的工程,或者土质路基坡率为1:0.75 且挖方高度在10.0m 的路段;分级方案适合土质路基坡率为1:0.75(或1:1)、挖方高度在10.0m 以上但在20.0m 以下的路段,分级标准为8.0m。
挖方操作时,对于ⅠⅠ类土,操作者应利用2.0m3挖掘机,配合SD32 推土机以及3m3装载机,依据3000m3/d 的标准,进行工艺操作;而对于ⅠV 类土、V 类土,操作者应利用前期准备的2m3挖掘机,配合全液压自动钻机、风动潜孔钻机以及液压破碎锤(钳、剪),依据1500m3/d 的标准,进行工艺操作。工艺操作时需依据前期地面测量放出的炮眼位置、标注井号,利用潜孔钻,钻设不同深度的炮眼,并进行梅花型炮眼起爆网络的布置。顺利起爆后,利用推土机将边坡危险石头清除,并利用光面爆破法进行边坡、暴露孤石的平顺整修。进而依据自上层向下层的顺序,进行阶梯式开挖,每进行一级开挖需完成坡顶高度孤石加固,规避边坡路基失稳问题。
挖方后,选择就近取土场作为弃土场,如K88+000 左侧、K89+000 右侧、K99+500 左侧、K102+600 左侧等。
柬埔寨金港高速公路项目3 标段工程沿线路基填料主要有含砾细砂土、砂砾土、碎石土、粉质枯土、挖方石渣、天然砂砾。含砾细砂土、粉质粘土为普通土,沿线取土场土料以含砾细砂土为主。路基填料优先采用粗粒土,缺乏粗粒土的路段可采用普通土,但台背回填、构造物、挡土墙基础换填采用天然砂砾或碎石土;上路床则采用红土粒料填筑。
在填方用料确定之后,操作者可以选择一定长度的典型全幅路基,进行试验段操作,确定最佳操作参数,如工作段长度、密实碾压设备类型、分层填筑料松铺厚度、密实碾压厚度、碾压前填料含水量等,长度为200.0m-500.0m。
在试验路段操作完毕后,操作者可以根据填方高度,确定操作方案。对于填方高度在10.0m 以下的路基,设定边坡坡率为1:1.5,依据“一坡到底”的方式进行填方;在填方高度超出10.0m 但在20.0m 以下时,为控制坡高,进行等级划分,每一个等级之间进行平台设置,划分标准为8.0m,平台宽度为2.0m。最上一级边坡坡率为1:1.5,第二级边坡坡率为1:1.75,第三级至最后一级边坡坡率为1:2.0。若最后一级高度在2.0m 以下,则直接将其进行“一坡到底”操作,即将最下层一级分级取消归于上一级。
对于地面斜坡陡于1:5 的情况,需要操作者将斜坡挖成台阶并向内设置横坡,台阶宽度为2.0m,横坡倾斜度为2.0%~4.0%。完成横坡设置后,方可进行路基填筑。具体填筑操作时,对于低填浅挖路基原地面路床部分,操作者可以选择路基土全幅填筑方式,包括推土机松土、装载机或挖掘机装车、自卸汽车运输土体、推土机粗平、平地机精平、压路机密实碾压几个步骤。即利用前期准备的SD22 推土机,配合145kW平地机、25t 压路机以及15t 洒水车,依据1500m3/d 的标准,进行沿线分散借土填筑操作。
因工程路段多为浸水路基段,填筑时可以应用土石混填的方式,优先选择粗粒土以及强度超出30MPa 的石料,若沿线无粗粒土,则利用普通土,上路床、构造物基础分部选择水泥土、天然砂砾土(或碎石土)。首先人工依据大面向下的方式进行大块石料平稳铺填。进而利用前期准备的机械,依据横断面全宽水平分层(或纵向分层)、逐级向上铺填土体与小块石料、石渣、石屑混合料,每层总厚度不得小于30.0cm,最大松铺厚度控制在40.0cm 以下。
在路基土局部位于挖方段(软弱土体)时,可以路床80.0cm 部分为目标,进行全部挖除后半幅回填碾压作业。此时,需要依据行车道范围内宽度,由填方坡脚向上进行向内倾斜的2.0m 宽、4.0%内倾斜台阶挖设,预先在接头位置留设1:1 坡度后填筑高渗水性材料——红土砾料,依据每层厚度小于30.0cm 的标准,分层回填。进而在填筑层预先留设平台铺设土工格栅,为接头段衔接提供依据。
由《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)以及《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)可知,可以选择低填浅挖路基回填后碾压密实度应超出96.0%。而上路床(路床表面以下深度0~30cm)碾压时,应控制填料最小CBR值为10%,下路床(路床表面以下深度30~80cm)碾压时,应控制填料最小CBR 值为5%;上路堤(路床表面以下深度80~150cm)碾压时,应控制填料最小CBR 值为4%,且压实度超出94%,下路堤(路床表面深度150cm 以下)碾压时,应控制填料最小CBR 值为3%,且压实度超出93%。根据上述压实度要求,可以利用松铺厚度低于30.0cm 的30t 或以上振动压路机,进行分层粉碎性碾压。
为保证路基碾压密实度,操作者应控制每层填料铺设宽度超出路基两侧50.0cm,进而将超出填筑部分与原路基共同碾压。碾压前,需利用推土机从两端顺着路基方向推动土体完成粗平。进而利用平地机由两侧入手进行精细找平。找平后,碾压机械需依据直线路段两侧向中间、曲线路段由内侧向外侧的方式,错开1/3 轮宽多遍静压密实。具体如下:
表2 路基碾压方案
在碾压时,操作者应控制碾压机械速度在4.0km/h 以内,并保证横向接头、前后相邻区段分别重叠40~50cm、1.0~1.5m,重复有序开展。对于靠近路基两侧位置,则预留25cm±5cm 左右,利用小型振动夯板密实碾压,规避漏压、轮迹、死角问题。同时为规避路基压实度“超密”导致的“弹簧”翻浆问题,工艺操作者应依据密实碾压标准要求,选择恰当的密实碾压机械设备,并注重进行填筑层各部位含水量偏差的检验,根据含水量检测结果确定压实标准,并更换水稳性与要求差距较大的回填料,为最佳含水量、松铺厚度控制提供依据,保证填筑层碾压密实度与要求相符。
为了避免暴雨等不利工况下坡体失稳问题出现,应在路基工艺操作前,进行边坡截排水(路堤边沟、路堑截水沟)、坡体挡防以及坡面防护。如将护坡道设置在坡脚外侧并向外设置横坡等,护坡道宽度为2.0m,横坡倾斜度为3.0%。或者将碎落台设置在坡脚外侧并向内设置横坡,碎落台宽度为2.0m,横坡倾斜度为3.0%。对于浸水路堤,需要选择浆砌片石护坡方式,护坡高度需超出设计水位50.0cm。同时在填方、挖方高度小于4.0m 时,利用草与灌木联合防护边坡,而在挖方、填方高度超出4.0m 时,利用拱形骨架防护边坡。
3 质量通病防治措施
在施工过程中,也发现并解决了许多质量通病,具体如表3 所示。
表3 常见的路基质量通病以及处理措施
综上所述,柬埔寨金港高速公路路基施工具有路线长、借土填方量大、土源组织难度大、施工点分布多、雨季时间长、地势起伏大等特点,加之柬埔寨金港高速公路路基包括高填方路基、半填半挖路基、深挖方路堑等多种形式,对工艺操作者具有极高的要求。因此,在工艺操作前,操作者应从借土填方入手,寻找供应稳定、质量恰当的材料源。在确定原材料后,操作者可以根据原材料特点进行路基挖方线路、填方内容的规划。进而依据规范要求,进行填方段的平整处理、密实碾压,保证高速公路路基工艺操作效果,为柬埔寨金港高速公路路基施工效益的提升奠定基础。