高填深挖施工技术方案.docx
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高填深挖施工技术方案
一、工程概况
本合同段起点K0+000,终点K16+000,全长16km,,其中路基土石方工程主要工程量如下:
挖方约151.8万方,填方约201.5万方。
本合同段共有高填方15段,其中以K9+130~K9+230段填土路基填土高度最高,最大填土高度达23.1m。
本合同段沿线共有高边坡18段,共长2911m,其中以木梓互通AK1+150-AK1+261.5左侧,BK0+340~
BK0+399.5右侧,K6+980-K7+300左侧边坡三处边坡规模最大,最大坡高达50.7m。
高填方路基工程数量表
序号
桩号
长度(m)
宽度(m)
最大中心填土
高度(m)
1
K0+240~K0+370
130
40.8
12.5
2
K1+060~K1+190
130
38.5
10.4
3
K1+290~K1+460
170
42.6
13.2
4
K3+540~K3+720
180
42.5
13.3
5
K6+720~K6+860
140
51.4
17.8
6
K7+370~K7+680
310
51
17.8
7
K8+220~K8+340
120
34.7
11.3
8
K10+700~K10+870
170
54
19.2
9
K12+040~K12+290
250
41.3
12.5
10
K0+580~K0+680
100
41.3
12.5
11
K8+860~K8+970
110
35.8
16.11
12
K13+890~K14+000
110
41.3
12.9
13
K14+940~K15+050
110
50.7
17.7
14
K15+230~K15+300
70
46
16.4
15
K9+130~K9+230
100
59
23.1
深挖路基工程数量表
序号
桩号
长度(m)
中线最大挖深(m)
最大坡高(m)
1
K1+600~K1+940右侧
340
21.6
50
2
K1+700~K1+840左侧
140
21.6
33.3
3
K6+940~K7+320右侧
380
29
46.2
4
K6+980~K7+300左侧
320
30.8
47.2
5
K9+380~K9+440右侧
80
13
33
6
K10+415~K10+540左侧
125
26.6
35.8
7
K10+565~K10+715左侧
150
2.6
36.2
8
K11+900~K12+035左侧
135
18
32
9
K12+425~K12+555左侧改路
130
2.9
43.7
10
K12+925~K13+060右侧
135
12.2
47.6
11
K13+095~K13+200右侧
105
4.6
41.3
12
K13+530~K13+640左侧
110
13.5
34.7
13
K13+760~K13+895右侧
135
5.4
45.4
14
K14+475~K14+610右侧
135
20.9
32.6
15
K15+045~K15+205右侧
160
17.7
35.8
16
K15+690~K15+880右侧
170
10
43.1
17
木梓互通AK1+145
~AK1+216.5左侧
71.5
20.6
50.7
18
木梓互通BK0+310
~BK0+399.5右侧
89.5
29.4
50.1
二、编制说明
挖方路堑由天然地层构成,天然地层在演变的长期过程中,一般具有复杂的地质结构。
大面积路基采用明挖穿越破坏了原有的山体平衡,边坡太陡、弃方堆弃太大、护面施工不及时、排水不良等都会导致路堑边坡失稳、滑坡、坍塌等,严重影响路基边坡稳定。
高边坡施工难度大,施工危险系数高。
高填方路堤所处的坏境千变万化,所在地段的水文地质情况错综复杂,又暴露在野外环境中,填土的密实和自然的固结都需要时间,且常年受车辆荷载重复作用,在施工过程中和运营之后发生的病害较多,而且较难处治。
高填路堤的施工质量成了公路工程施工质量的关键。
为了保证道路工程的施工质量,为了明确高边坡深挖路堑和高填路堤施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范高边坡深挖路堑和高填方路堤的作业的施工,特制定此施工方案。
三、编制依据
(1)设计文件:
两阶段施工图设计
(2)《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)
(3)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)
(4)《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-1995)
(5)《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)
(6)《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)
四、人员、材料、设备准备
1、组织相应技术人员、机械工、作业机械、检测设备等进场。
主要管理人员一览表
序号
岗位
人数
备注
1
施工负责人
1
2
技术负责人
1
3
生产副经理
1
4
路基工程师
2
5
安全工程师
1
6
测量工程师
1
7
试验工程师
1
8
质检工程师
1
9
试验员
3
10
测量员
5
11
质检员
2
12
技术员
3
13
安全员
2
主要机械设备一览表
序号
机械设备名称
规格及型号
数量
备注
1
装载机
2m3及以上
5
2
推土机
160KW及以上
6
3
挖掘机
1m3及以上
14
4
自卸汽车
20T
29
5
洒水车
10t及以上
4
6
压路机
22T
6
7
冲击压路机
CY225
1
8
强夯机
1
五、施工工期安排
本标段高填路堤和深挖路堑工程计划2015年3月1日开工,2015年8月31日竣工,合计184天。
六、深挖(高边坡)施工
(一)清表
1、施工工艺
清表工艺框图
2、施工控制要点
(1)根据批准的施工图纸,首先放路基中、边线,并在距中桩必要的安全距离处设立能控制路基高程的控制桩,以便能随时能进行施工控制,其间距不大于50m,然后标明路基边线轮廓,报监理工程师复核。
(2)按照批准的坡脚线和坡口线作为清表的边线,人工配合机械将此范围内至少30cm厚的表土、农作物、杂草、垃圾、树根等全部清除,运至选定的弃土场。
(3)填方段两侧挖临时排水沟,根据现场情况对路堑堑顶开挖临时截水沟并铺设塑料薄膜(能确定截水沟型式时,直接成型),将坡面雨水引出路堑外。
(4)清表后平整场地,人工配合机械按照设计和规范要求挖台阶,并且进行填前碾压。
(二)路基土方开挖
1、施工工艺
土方挖运工艺框图
合格
合格
合格
2、施工控制要点
(1)按照批准的开挖边线机械开挖,人工将路堑坡顶修成圆形,使边坡自然融入周围地形。
(2)土方开挖必须自上而下分段分层进行,严禁采用爆破法施工或掏洞取土,严禁超挖或欠挖。
(3)土方开挖采用分层横向全断面开挖方式,每挖深3m或挖至边坡平台时,必须测量边线,并且人工配合机械修整边坡,确保坡面平整圆滑。
(4)边坡排水和防护工程按照开挖一级防护一级的原则进行。
(5)高挖方边坡顶部须设观测点,定时观测和巡视,以便及时掌握边坡的稳定情况,若发现边坡有滑坡及坍塌趋势,应立即停止施工,及时上报业主监理。
(三)路基石方开挖及运输
1、施工工艺(见下页图)
2、施工控制要点
(1)岩石路堑段应在靠近边坡处进行预爆破和采用光面爆破,以确保坡体稳定,坡面光滑美观,禁止采用大爆破。
(2)应该经过爆破试验确定炮孔的间距、行距、孔深、装药量等爆破参数,以达到最佳爆破效果。
(3)当石方开挖深度小于3米时,采用浅孔爆破,当石方开挖深度大于3米时,采用中深孔爆破。
对于爆破开挖深度在10.0m以下岩体,主体爆破一次达到设计标高,边坡用浅眼爆破进行修整,达到设计要求。
对于爆破开挖深度在10.0m以上岩体(第一台阶以下的边坡),以边坡平台之间的高度为爆破作业区域,采用预裂、光面松动爆破一次达到设计要求,局部未达到设计要求的边坡采用浅眼爆破进行修整,直至达到设计要求。
为了控制爆破药量,爆破开挖深度在10.0m以上时,也可采用分层爆破,潜孔钻深孔爆破,先在路堑中心拉槽,然后向两侧进行。
(4)开挖应该自上而下分层进行,每挖3米须测量放线,机械和浅眼爆破进行修坡。
(5)爆破前应确定爆破的危险区,在危险区的边界设置明显的标志,注明爆破时间和警戒信号。
在危险区的入口或附近道路应设置警戒线,并派人看守,严禁人员在爆破时进入危险区,确保人、畜、建筑物和其它公共设施的安全。
(6)石方路堑的路床顶面标高,应符合图纸要求,高出部分应辅以人工凿平,超挖部分用石渣填平分层压实。
(7)严格按爆破安全设计要求控制一次爆破规模和单段最大装药量,以确保爆破施工区域附近被保护对象如:
居民住宅、高压输电线、通讯电缆和边坡等的安全。
石方开挖工艺框图
合格
(8)边坡排水和防护工程按照开挖一级防护一级的原则进行。
排水和防护工程的砼、砂浆强度必须达到85%以上时,方可进行下一级边坡的石方爆破。
(9)高切方边坡顶部须设观测点,定时观测和巡视,以便及时掌握边坡的稳定情况,若发现边坡有滑坡及坍塌趋势,应立即停止施工,及时上报业主监理。
七、高填方路基施工
(一)路基填筑表层处理
1、土质地基表层为旱地清表30cm,水田清表50cm,清表后使用高性能压实机补强压实,压实度不小于93%,地基承载力不小于设计值。
2、地面自然坡度缓于1:
5时,清除表面草皮、植被并压实后直接填筑路基;若地面自然坡度陡于1:
5时,原地面开挖宽度不小于2m的台阶,当基岩斜坡上的覆盖较薄时,将其清除后挖(凿)台阶。
3、清表、清淤土方进行集中堆弃,用于后期防护和排水工程的培土植草。
4、当路基表层清表之后,地基承载力小于设计值的应进行相应的处理,结合本标段的实际情况,主要的处理方式分为2种,清淤换填与水泥搅拌桩。
5、在压实质量或水泥搅拌桩桩检和静载试验合格后,按照设计要求位置沿路基横向铺设土工格栅,并注意格栅间拉直平顺。
施工土工格栅是要注意以下几点:
a、格栅的纵、横向接缝可采用尼龙绳或涤纶线缝接或U型钉连接等方法使格栅连成整体,格栅间互相搭接宽度不小于20cm,在受力方向连接处的强度不得低于材料设计抗拉强度。
格栅严禁扭曲、皱褶、重叠,铺设时应用手拉直,使格栅平顺均匀,铺好的土工格栅每隔2.0m用钉头固定填方表面。
b、土工格栅上、下侧填料的最大粒径不得大于规范规定的路床范围内的粒径要求,在距格栅层8cm内的填料粒径不得大于6cm。
c、格栅铺完后,应及时填筑填料,每层按照“先两边,后中间”的原则对称进行,严禁先填路堤中部。
填料不允许直接卸在格栅上,必须卸在已摊铺的土面上,卸土高度不大于1米。
一切车辆、施工机械不得直接在铺好的土工格栅上行走,只容许沿路堤轴线方向在土面上行驶。
(二)高填方路堤施工方法
1、高填方路堤施工,集中力量连续快速施工,分层分段完成;
2、高填方路堤基底及路堤每一层施工完成后,需将该层宽度,填筑厚度压实厚度,逐桩标高和压实度等检测资料报监理工程师审查批准后,才能进行下一循环的施工;
3、高填方路堤的基底承受的荷载较大,施工前对路基进行稳定性验算和基底承压强度验算检查。
对于软弱地基如常规压实仍不能满足要求,应对地基进行地基加固处理。
4、高填方路堤的地基土体,由于填筑体对其施加了较大的压力会产生压缩变形,填筑体在自重的作用下也会压密变形,这两个变形的完成都需要较长时间才能完成,并逐步达到稳定。
因此为保证高填方路堤的工程质量,必须优先施工。
(三)施工工序
高填方路堤施工的工艺流程为:
施工准备→运料→摊铺→大粒径石料破碎→采用细粒料填空隙→局部找平→碾压→局部空隙细料找平→碾压→检测→下一循环施工。
(四)路基填筑
施工中采取横断面全宽、纵向分层填筑方法施工。
填料采用挖掘机配合自卸汽车运输,推土机、平地机进行摊铺,分层填筑,振动压路机碾压。
依据“三阶段、四区段、八流程”作业法组织各项作业均衡进行,合理安排施工顺序、工序进度和关键工序的作业循环,做到挖、装、运、卸、压实等工序紧密衔接连续作业,避免施工干扰、交叉施工。
其中:
“三阶段”为准备阶段、施工阶段、竣工阶段;“四区段”为填筑区、平整区、碾压区、检验区;“八流程”为施工准备→基底处理→分层填筑→摊铺平整→碾压夯实→检验签认→路面整形→边坡修整,。
高填方路堤按路基平行线分层控制填土、石标高,分层进行平行摊铺,压实方法、虚铺厚度按照试验段确定的参数进行控制。
路基填筑施工流程框图如下:
采用土方填筑
土方路基施工质量检测指标
项次
检验项目
规定值或允许偏差
检验频率和方法
1△
压
实
度
(%)
零填及挖方(m)
0-0.30
—
按附录B
检查密度法:
每200m每压实层测4处
0-0.80
≥96
填方(m)
0-0.80
≥96
0.80-1.50
≥94
>1.50
≥93
2△
弯沉(0.01mm)
不大于设计要求值
按附录I检查
3
纵断高程(mm)
+10,-15
水准仪:
每200m测4断面
4
中线偏位(mm)
50
经纬仪:
每200m测4点,弯道加HY、YH两点
5
宽度(mm)
符合设计要求
米尺:
每200m测4处
6
平整度(mm)
15
3m直尺:
每200m测2处×10尺
7
横坡(%)
±0.3
水准仪:
每200m测4个断面
8
边坡
符合设计要求
尺量:
每200m测4处
①、填方路基必须按路面平行线分层控制填土高度,填方作业分层进行摊铺;
B、为保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度,每层填料铺设的宽度,每侧应超出路堤的设计宽度500mm;
c、路堤填土高度小于800mm时,对于原地表清理和挖除之后的土质基底,应将表层翻挖至下路床底,然后整平回填碾压,压实度达到96%。
对于挖方段路床进行翻挖回填800mm并要求压实度达到96%。
d、路堤填土高度大于800mm时,应将路堤基底整平处理并在填筑前进行碾压,其压实度不应小于93%。
e、不同土质的填料应分层填筑,且应尽量减少层数,每种填料层总厚不得小于500mm;
f、土方路堤每层松铺厚度不宜超过30cm,填筑至路床顶面最后一层的压实层厚度不应小于10cm。
碾压前先用推土机整平,并做成2%的横坡,碾压时轮迹应重叠20cm宽。
g、地面自然横坡或纵坡陡于1:
5时,应将原地面挖成台阶,台阶宽度应满足摊铺和压实设备操作的需要,且不得小于2m,台阶顶做成3%~4%的内倾斜坡。
砂类土上不挖台阶,将原地面以下20~30cm的表土翻松。
h、压实设备无法压碎的大块硬质材料,予以清除或破碎,破碎后的硬质材料最大尺寸不超过压实层厚度的2/3,并均匀分部,以便达到要求的压实度。
i、填土路堤分几个作业段施工时,两个相邻段交接处不在同一时间填筑,则先填段应按1:
1坡度分层留台阶;如两段同时施工,则应分层相互交叠衔接,其搭接长度不得小于2m。
j、用透水性较小的土填筑路堤时,应控制含水量在最佳含水量的±2%范围内;当填筑路堤下层时,其顶部应做成2%的双向横坡;如填筑上层时,不应覆盖在由透水性较好的土所填筑的路堤边坡上。
k、在土石混合填料中不得采用倾填法施工,应分层填筑、分层压实。
每层摊铺厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜超过40cm。
l、天然土混合材料中所含石料强度大于20MPa时,石块的最大粒径不得超过压实层厚的2/3,超过的应清除;当所含石料为软质岩(强度小于15MPa)时,石料最大粒径不得超过压实层厚,超过的应打碎。
压实后渗水性差异较大的土石混合填料应分层或分段填筑,不宜纵向分幅填筑。
如确需纵向分幅填筑,应将压实后渗水良好的土石混合料填筑于路堤两侧。
m、路床顶面以下300~800mm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实,填料最大粒径不大于100mm。
n、在施工过程中对土的含水量应及时测定,及时调整,在接近最佳含水量时进行碾压。
当超出最佳含水量±2%时,填料应进行翻晒或洒水。
i、路基表面整形压实后,无明显轮迹,无软弹和翻浆,边线顺直,边坡修整密实,坡面平顺稳定,曲线圆滑。
采用石方填筑
石方路基施工质量检测指标
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
高速公路
一级公路
其他公路
1
压实度
层厚和碾压遍数符合要求
查施工记录
2
纵断高程(mm)
+10,-20
+10,-30
水准仪:
每200m测4断面
3
中线偏位(mm)
50
100
经纬仪:
每200m测4点弯道加HY、YH两点
4
宽度(mm)
符合设计要求
米尺:
每200m测4处
5
平整度(mm)
20
30
3m直尺:
每200m测2处×10尺
6
横坡(%)
±0.5
±0.5
水准仪:
每200m测4断面
7
边坡
坡度
符合设计要求
每200m抽查4处
①、石料填筑,坡面采用大块石码砌。
路基高度H≤5m时,填石边坡码砌厚度为1米,5m
②、路基填筑采用8m分级,最下一级边坡高度不大于12m,坡脚设置挡墙或护脚。
③、填石路基填筑时石块大面向下摆放平稳,紧密靠拢,所有缝隙用小石块或石屑填塞。
超粒径石料在填筑前先进行破碎。
所用填料粒径不大于30cm,最大粒径不宜超过层厚的2/3。
路床底面以下40cm范围内,过渡层填料粒径应小于15cm。
④、填方路基以推土机、压路机为主,配以挖掘机和自卸车装运。
摊铺采用推土机,压实采用大吨位压路机进行压实。
密实度检测采用核子密度仪和K30荷载板相结合的方法,压实度以试验段所取得数据和下沉量控制,并采用灌砂法检测。
路基基底及每层路堤施工完成后,及时进行该层压实度检测。
填方路基要求的层厚分层填筑压实,每填高4米还用冲击式振动压路机复压15~20遍。
高填路堤土石方施工工艺框图
(五)冲击碾压
1、施工工序
冲击碾压采用来回错轮的方式,轮迹之间相互重叠。
纵向排列每次应错一轮宽,使每次能冲击工作面波峰,有利于冲击点的满布、均匀,增强整体效果,按此方法计算,整个场地全部压完1次为碾压一遍。
第二遍时应由第一遍向内移动20cm宽进行冲击碾压,第三遍再回到第一遍的位置冲击碾压,依次进行至最终遍数。
冲击碾压原理图示如下:
冲击碾压示意图
2、施工工艺
⑴用平地机对冲击碾压工作面进行清理,整平。
⑵埋设观测点标志,冲击碾压前观测沉降标志的标高,并做好记录。
⑶冲击压路机进行冲击碾压,机械行进速度在12-15km/h之间,从路基的一侧向另一侧转圈冲击碾压,冲击碾压顺序应符合“先路边,后中间”错轮进行,轮迹覆盖整个路基表面为冲碾一遍。
⑷冲击碾压过程中如果因轮迹过深而影响压实进行时,可用平地机平整后再进行冲击碾压,若路基表面扬尘,可用洒水车适量均匀洒水继续冲碾。
⑸冲击碾压结束,用平地机整平冲击碾压路段,然后采用振动压路机将路基表面碾压密实平整,若表土干燥,下面应适量洒水,以保证压实效果。
3、质量检测
⑴沉降量检测
沉降量检测主要是根据布设的沉降观测点,在冲击碾压前用水准仪测定沉降标志的标高,顺时针冲击碾压至5遍后,对沉降观测点标志观测一次标高,自碾压10遍以后每5遍进行标高观测一次,并作好记录。
⑵压实度检测,对每30米一个断面设置检测点,检每一个断面分左、中、右设置3个检测点。
冲击碾压5遍和10遍及10遍以后用水准仪每冲击碾压5遍进行高程测量一次,且冲压20遍后,对压实度进行检测,直至冲击碾压合格。
⑶每一冲击碾压工作段完成后,将检测结果分析整理,并做为工程质检资料的一部分进行保存。
4、注意事项
⑴用冲击式压实机进行冲击碾压时,因机械的掉头范围过大,尽可能在路基形成较长的连续冲碾段后进行。
不但可以提高冲碾效率,也可以避免因过多的“接头”而影响路基的整体均匀性。
⑵因冲击式压实机的冲击能量大,路表50cm的土体含水量对冲击碾压的效果具有较大影响。
含水量过大时,容易形成弹簧、翻浆等,故需严格控制路表以下50cm内的含水量。
⑶用冲击式压实机进行冲击碾压时,为了避免结构物遭到破坏,必须制定相应的措施,严格控制冲击碾压的范围。
在桥台背后5m、涵顶填土高度小于4m、涵洞两侧各3m、挡土墙顶内侧3m、距离房屋不足20m范围内时,禁止用冲击式压实机进行冲击碾压作业。
明涵顶面不得用冲击式压实机进行冲击碾压。
⑷当土体表面含水量较大时,如果用冲击式压实机进行冲击碾压,易形成表面推移,上层20cm左右的土体与下部土体产生脱离现象。
因此,雨后或表面含水量较大时,采取晾晒或其他措施降低表面含水量,不宜直接用冲击式压实机进行冲击碾压作业。
5、质量控制措施
⑴扬尘情况严重时应洒水。
冲击碾压时注意冲击波峰,错峰压实,冲压5遍应改变冲压方向。
⑵施工过程中若出现“弹簧”现象,可暂停施工,采取相应的技术措施后方可继续施工。
⑶施工过程中须有专人负责记录,并在施工过程中留好影像资料,以备记录资料和影响资料的归档备案。
⑷冲击碾压边角及转弯区域采取其它措施压实,以达到设计标准。
6、安全环保控制措施
⑴施工过程中合理安排施工时间,减少噪声与振动对环境的影响。
⑵施工单位须加强对员工的安全生产教育,树立安全第一的观念。
操作机手在上机前必须经严格的培训,合格后方能上机。
每台至少应配备2名操作机手,轮流进行作业,每名机手每次冲压时间不宜超过2h。
冲击碾压范围内的出入口应有醒目的安全标记,禁止无关车辆与人员出入。
在不断绝交通的情况下应采取交通安全措施,设置交通指示标志。
夜间施工时,现场必须设置符合操作要求的照明设备与夜间警示标志。
⑶施工前查明冲击碾压范围内的地下管线及附近各种构造物,并根据构造物的类型采取相应的保护措施。
施工前对拟保护的构造物,在保护范围的外围应设置明显的标记物。
⑷冲击碾压施工场地附近有构造物时,注意观察,发现异常情况时,立即中断施工,以避免构造物损伤。
(六)土工格栅铺设
1.施工准备:
对图纸进行核对;对人员进行岗位培训,使其熟悉掌握设计标准、质量标准和施工规范;做好测最放线工作:
依据设计文件规定的尺寸放出路堤边线,并设明显标志;铺设前进行下承层平整;材料试验检验。
2.材料要求:
必须按设计提供的型号规格选择土工格栅,并有厂家提供的产品合格证。
土工合成材料为聚乙烯(PE)或其它高分子聚合物并加有一定的抗红外线助剂。
土工格栅应符《公路土工合成材料施工技术规范》(JTJ/TD32-2012)和《公路工程土工合成材料试验规程》(JTGE50-2006)等相关规定和标准要求。
3.施工工艺流程:
施工准备→下承层处理→铺设土工格栅→填土摊平←碾压夯实→边坡夯拍→检测
4.质量要求:
a铺设土工格栅时应拉直平顺,紧贴下承层,不得有褶皱。
下承层应平整,严禁有坚硬凸出物。
下承层平整度不大于2cm。
b土工格栅主受力
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