王瑞香

（山西機械化建設(shè)集團公司，山西太原　030009）

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紅砂巖高填方施工工法在飛行區(qū)場道中的應(yīng)用

王瑞香

（山西機械化建設(shè)集團公司，山西太原030009）

摘要：針對紅砂巖高填方施工的特點，介紹了紅砂巖高填方的施工工藝原理，從施工準備、施工爆破、料場分選、壓實施工等方面，闡述了紅砂巖高填方的施工操作要點，并提出了施工質(zhì)量及安全控制措施，指出紅砂巖高填方施工具有顯著的經(jīng)濟、社會效益。

關(guān)鍵詞：紅砂巖，高填方施工，機場場道，填料

0　引言

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，航空運輸業(yè)的任務(wù)日益繁重，新建或改擴建的機場越來越多。紅砂巖在我國贛、浙、湘等地區(qū)廣為分布，該地區(qū)在機場建設(shè)的過程中，紅砂巖場道施工成為一項非常重要的問題。紅砂巖不僅存在著已發(fā)生崩解的現(xiàn)象，還能具有很大的吸水性，吸水后會繼續(xù)發(fā)生崩解，從而引起填筑體的沉降。因而如何解決紅砂巖高填方成為機場場道土石方填筑施工中的一個極具困擾難題。紅砂巖的施工技術(shù)也成為擺在我們面前的一項重要課題。

1　紅砂巖高填方施工的特點

紅砂巖高填方施工主要適用于機場填方、道路填方及房屋裝修工程施工。這種施工方法有三點明顯優(yōu)勢：首先，道槽及土面區(qū)施工填料采用紅砂巖，因地制宜，就地取材，達到挖填平衡，節(jié)約二次征地，節(jié)省投資，降低工程成本。其次，施工質(zhì)量可靠，外形美觀，加固效果良好，穩(wěn)定性好。最后，施工過程中減少了對環(huán)境的污染，實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟和社會效益。

2　紅砂巖高填方施工工藝原理

由于機場建設(shè)土石方工程量大，考慮經(jīng)濟原因，達到土石方挖填平衡，必須就地取材。那么，如何解決該技術(shù)難題，必須從紅砂巖的結(jié)構(gòu)特性著手。

根據(jù)現(xiàn)場試驗，紅砂巖雖具有遇水崩解軟化、干濕循環(huán)強度變化明顯等特性，但其浸水崩解強度還有很大差別，可劃分為以下三類：一類紅砂巖：先烘干，浸水24 h呈泥狀或渣狀崩解，單軸極限抗壓強度Ra=2 MPa～5 MPa；二類紅砂巖：先烘干，浸水24 h呈塊狀崩解，單軸極限抗壓強度Ra= 10 MPa～15 MPa；三類紅砂巖：先烘干，浸水24 h不崩解或棱角處小量崩解，崩解的重量小于總量的1%，單軸極限抗壓強度Ra≥15 MPa。

由相關(guān)檢測試驗指標可看出，其中三類紅砂巖強度高，不易崩解或小量崩解，對于大體積填筑影響較小，考慮現(xiàn)場該類紅砂巖的存量，確定全部三類紅砂巖用于道槽區(qū)，以保證飛機升降、滑行處土石方人工地基的穩(wěn)定。

一、二類紅砂巖應(yīng)用于機場土面區(qū)，該部分因?qū)俜桥艿绤^(qū)，對于壓實度、沉降等各項設(shè)計指標的要求較為寬松。

通過現(xiàn)場壓實試驗結(jié)果，該難題得到初步解決。

3　紅砂巖高填方施工工藝流程及操作要點

3.1工藝流程

施工準備→料場填料試驗→現(xiàn)場清理→紅砂巖試爆→爆破參數(shù)調(diào)整、石方爆破→料場分選→道槽區(qū)壓實試驗段施工→總結(jié)試驗成果、提取試驗報告并審批→道槽區(qū)填筑施工→土面區(qū)壓實試驗段施工→總結(jié)試驗成果、提取試驗報告并審批→土面區(qū)填筑施工。

3.2操作要點

1）施工準備。

a.料場填料試驗施工準備。料場清除雜物爆破前，首先要清除料場表面的垃圾（草木、雜物、淤泥、耕植土），并堆放在指定地點。制定試驗計劃，進行填料最大干密度，最佳含水量和液限、塑限、顆粒分析試驗，并按區(qū)編號列表，報監(jiān)理工程師審批，作為現(xiàn)場控制填料壓實度的依據(jù)。

b.爆破施工準備。首先是爆破前進行現(xiàn)場踏勘，做好施工準備。其次嚴格遵守相關(guān)爆破審批手續(xù)。最后先進行試爆，以確定爆破參數(shù)。

2）紅砂巖石方爆破。

a.紅砂巖試爆及爆破參數(shù)。正式爆破前按擬定爆破參數(shù)進行試爆破，并根據(jù)試爆結(jié)果調(diào)整爆破參數(shù)。根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)紅砂巖爆破深孔、淺孔設(shè)計參數(shù)見表1，表2。

表1　深眼爆破設(shè)計參數(shù)匯總表

表2　淺眼爆破設(shè)計參數(shù)匯總表

b.紅砂巖爆破。本工程中機場場地最大高差29. 475 m，分為2層爆破施工。爆破方式選用淺孔與深孔爆破聯(lián)合作業(yè)，實行松動控制爆破；控制最大段起爆藥量以保證民房與周邊設(shè)施不受爆破震動的損害。大塊巖石用破碎機進行二次破碎。

3）料場分選。

a.根據(jù)詳勘報告分區(qū)。根據(jù)詳勘報告給挖方區(qū)分區(qū)分塊并編出山頭號，放出大樣輪廓線，分為爆破巖石區(qū)、土石混合區(qū)，巖土區(qū)分別對應(yīng)一類紅砂巖、二類紅砂巖、三類紅砂巖。

b.檢測數(shù)據(jù)分區(qū)。取源點土樣，做重型擊實試驗，根據(jù)檢測最大干密度，最佳含水率等指標確定，一類紅砂巖最大干密度1. 9，最佳含水率10. 5%，二類紅砂巖最大干密度2. 0，最佳含水率9. 8%，三類紅砂巖最大干密度2. 12，最佳含水率4. 5%。

c.開挖工藝采用設(shè)備不同分區(qū)。一類紅砂巖采用先爆破再開挖、二類紅砂巖采用先耕松再開挖、三類紅砂巖直接開挖。

4）壓實試驗段施工。

a.試驗段施工。試驗段施工時，按等厚法填料確保厚度均勻，同時控制填料最大粒徑不超過150 mm，不均勻系數(shù)控制在15～20范圍，對于填料中少量的大塊硬質(zhì)巖，應(yīng)剔除或破碎，確保填筑面壓實的均勻性。在卸土同時推土機跟進推平。對各遍數(shù)填筑前、填筑平整后、碾壓過程中及碾壓結(jié)束后的控制點分別進行高程測量，并作好記錄。靜壓1遍后在工作面上布設(shè)10×10方格網(wǎng)檢測點。隨后每強振碾壓1遍均檢測頂面標高，計算沉降差。各測點在碾壓前后的高差平均值就是測點的壓實沉降差。若未達到設(shè)計要求再碾壓1次，每次觀測測量樁位與原地上1遍碾壓測量記錄對應(yīng)，重復(fù)以上步驟直到沉降差小于5 mm。

b.試驗結(jié)果。經(jīng)現(xiàn)場測試及室內(nèi)試驗、計算得出：虛鋪厚度為50 cm，平均高程為94. 427 m（見表3）。

表3　壓路機碾壓技術(shù)參數(shù)結(jié)果

c.結(jié)論分析。通過試驗段施工，可以得出，在虛鋪層厚50 cm情況下，填料含水率接近最佳含水率的情況下，選用50 t振動式壓路機在碾壓6遍后，能達到設(shè)計規(guī)定的土面區(qū)壓實度90%標準；在碾壓8遍后，能達到設(shè)計規(guī)定的道槽區(qū)（4 m以下）和邊坡區(qū)壓實度93%標準；在碾壓9遍～10遍后，能達到95%～96%的壓實度標準。

5）紅砂巖場道施工工序。

a.紅砂巖填料碾壓松鋪層。采用分層鋪攤的方式進行紅砂巖的填筑和碾壓：第一步：實驗（壓實的方法以及鋪攤的厚度）。第二步：碾壓設(shè)備（320馬力推土機以及40 t振動壓路機并配備60 t拖式振動碾）。第三步：控制填料鋪設(shè)的寬度。

b.紅砂巖填料的“耙壓”。所謂“耙壓”，指的是在施工中采用推土機將紅砂巖的填筑材料進行推平，然后利用碾壓機進行壓實，接著再使用松土齒耙進行耙松，稱為“耙壓”。

對于一、二類巖，現(xiàn)場的“耙壓”和以振動壓路機的振動碾壓就可以滿足。相關(guān)試驗數(shù)據(jù)表明，在實際的施工中，耙壓的次數(shù)必須三遍以上才可以把顆粒比較大的紅砂巖碾碎，而三類紅砂巖必須采用破碎機二次破碎（見表4）。

表4　“耙壓”數(shù)值表

c.壓實度含水量控制。嚴格控制紅砂巖的填筑材料的含水量（用Wot進行表示），相關(guān)實驗表明紅砂巖填筑料的最佳含水量（Wot）通?？刂圃?. 5%～10. 5%之間。

d.碾壓。第一步：選擇合理的碾壓機器；第二步：對實驗段進行施工；第三步：確定經(jīng)濟技術(shù)參數(shù)，用于大面積的施工。

e.壓實工作的控制與檢查。紅砂巖填筑的壓實工作與其他填筑料的壓實要求相同，要符合其干密度和含水率相應(yīng)調(diào)整的要求。通過檢測具體數(shù)據(jù)見表5。

表5　紅砂巖壓實控制數(shù)據(jù)

6）紅砂巖填筑注意的問題。

a.選料方面：選取級配良好接近最佳含水率的紅砂巖作為土石方填筑材料。對含水率偏高的填料通過攤開晾曬，使其含水率達到要求后再進行使用；對含水率不足的進行灑水處理使其接近最佳含水率。對于級配不合格的填料進行粗細顆粒的摻配后，進行填筑使用。

b.工藝控制：先用輕型后用重型機具，先慢后快，每次運行碾壓機具從兩側(cè)向中央進行，主輪重疊15 cm左右；碾壓機具的時速控制在2 km/h～3 km/h。通過試驗段施工，碾壓遍數(shù)控制在6遍～8遍。

c.加強現(xiàn)場施工的工序報檢程序控制，土石方施工做到分層填筑、及時報驗。項目部試驗室做到及時自檢，在壓實度、厚度、平整度檢測合格后，及時上報給監(jiān)理單位會同第三方檢測單位進行抽檢，驗收合格后進行下一道工序的施工。

d.針對紅砂巖遇水易膨脹、吸水性、透水性強的特點，在土石方施工過程中重點做到了防水、引水、排水。

4　紅砂巖高填方施工的質(zhì)量控制、安全措施

首先在質(zhì)量控制方面必須遵照執(zhí)行的有關(guān)部門、地區(qū)頒發(fā)的標準、規(guī)范名稱。根據(jù)每個工程的具體特點，滿足設(shè)計要求。提高施工人員的技術(shù)水平，在施工中的每一個環(huán)節(jié)都要嚴把質(zhì)量關(guān)。其次在安全措施方面嚴格遵守《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理條例》等國家法律法規(guī)中有關(guān)安全生產(chǎn)的規(guī)定。認真執(zhí)行工程承包合同中的有關(guān)安全要求。

5　紅砂巖高填方施工的應(yīng)用實例及效益分析

實例1：江西上饒三清山機場項目4C級標準飛行區(qū)場道建設(shè)工程。

江西上饒三清山機場項目4C級標準飛行區(qū)場道建設(shè)工程地處江西省贛東北地區(qū)，該項目土石方填料主要為紅砂巖。道槽區(qū)施工于2014年1月26日開始，2014年11月10日完工。施工過程中嚴格按照壓實試驗所確定的施工參數(shù)進行施工，同時做好材料的級配控制，道槽區(qū)土基防護和排水工作，從而保證施工質(zhì)量和整體穩(wěn)定性。完工后經(jīng)上饒市工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督檢測中心站檢測，累計沉降量不超過3 mm/月，壓實度、平整度、地基反應(yīng)模量均符合設(shè)計要求。

實例2：銅仁鳳凰機場改擴建工程——跑道延長工程。

銅仁鳳凰機場改擴建工程——跑道延長工程于2013年3月12日開工，同年5月21日竣工，該工程為部分施工部位填料為紅砂巖，填料面積約51. 29萬m2。由于施工中采用了紅砂巖的地基處理方法，大大節(jié)約了投資和縮短了工期。施工過程中及完工后經(jīng)檢測單位檢測，地基承載力及壓實度都滿足設(shè)計及規(guī)范要求。場地穩(wěn)定性受到了時間、降雨、季節(jié)變化等因素。

綜上所述，利用紅砂巖作為機場場道填料實現(xiàn)了就地取材、挖填平衡、節(jié)約資金等優(yōu)勢。紅砂巖高填方施工技術(shù)經(jīng)過多個工程實踐，已形成綜合、完整的一套施工工藝，該工藝經(jīng)濟和社會效益顯著，有著廣闊的推廣應(yīng)用前景。

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The application of red sandstone high fill construction method in airport runway

Wang Ruixiang
（Shanxi Mechanization Construction Group Limited Company，Taiyuan 030009，China）

Abstract：According to the characteristics of red sandstone high fill construction，this paper introduced the construction technology principle of red sandstone high fill，from the construction preparation，construction blasting，yard separation，compaction construction and other aspects，elaborated the construction operation key points of red sandstone high fill，and put forward the construction quality and safety control measures，pointed out that the red sandstone high fill construction had significant economic，social benefits.

Key words：red sandstone，high fill construction，airport runway，filler

中圖分類號：TU745

文獻標識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0092-03

收稿日期：2016-01-14

作者簡介：王瑞香（1978-），女，工程師