劉召
(中國(guó)水利水電第九工程局有限公司,貴陽(yáng) 550081)
西藏派墨農(nóng)村公路全長(zhǎng)66.7 km,等級(jí)為農(nóng)村公路(參照四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)),最大轉(zhuǎn)彎半徑15 m,最大縱坡10%,設(shè)計(jì)速度20 km/h,路基采用整體式斷面,寬度4.5 m,路面寬度3.5 m,路面結(jié)構(gòu)為級(jí)配砂礫路面,局部采用混凝土路面。
公路穿越多雄拉山埡口段,高海拔超3 500 m,氣候寒冷,最低氣溫達(dá)-20℃,冬季持續(xù)強(qiáng)降雪,堆積厚度可超10 m,且雪崩頻發(fā),該段以?xún)鐾谅坊┕橹?。拉格至汗密段受亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候影響,降水豐富,多以軟土路基為主,發(fā)育多處沼澤路段,雨季泥石流災(zāi)害頻發(fā),不穩(wěn)定邊坡易滑塌[1]。工程區(qū)位于自然保護(hù)區(qū)內(nèi),道路從原始森林穿過(guò),對(duì)生態(tài)、環(huán)保要求較高。
根據(jù)工程特點(diǎn),采取最優(yōu)的機(jī)械組合和資源配置,最佳的填筑材料,最適宜的治理措施實(shí)現(xiàn)了高海拔高寒復(fù)雜地段低等級(jí)道路高效、快速施工。同時(shí)將氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)及無(wú)人機(jī)+GPS輔助技術(shù)應(yīng)用[2]在安全監(jiān)測(cè)和道路施工方面,大大降低安全風(fēng)險(xiǎn),加快施工進(jìn)度。
2.1.1 路基開(kāi)挖施工
路基開(kāi)挖采用單向掘進(jìn)施工。工藝流程:施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→樹(shù)木砍伐、表土清理→土石方開(kāi)挖→驗(yàn)收→下一工序施工。
2.1.2 路基填筑施工
工藝流程:施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→填筑料攤鋪→分層碾壓→路基整平→驗(yàn)收→下一工序施工。
2.2.1 凍土路基施工
現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)采取“隔、排、降、防”綜合治水方案,治理凍土路基施工,即在路塹和路堤位置修建擋墻隔水,在路塹位置修建水溝排水,挖除凍土層,降低地下水位,采用混凝土路面進(jìn)行防水。考慮凍土路基特殊性,為保證路基施工質(zhì)量,宜選擇高溫季節(jié)施工,每年的5月至10月進(jìn)行路基的開(kāi)挖填筑施工。
1)工藝流程
測(cè)量放樣→凍脹土層挖除→隔水擋墻施工→路基換填施工→排水溝施工→路面結(jié)構(gòu)層施工→檢查驗(yàn)收。
2)施工方法
測(cè)量放樣:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求,放出凍土路基處理地段各特征點(diǎn)(起點(diǎn)、終點(diǎn)樁號(hào),兩側(cè)寬度),并復(fù)核處理寬度和原地表標(biāo)高。
凍脹土層挖除:采用挖掘機(jī)挖除,自卸汽車(chē)運(yùn)至渣場(chǎng)。
隔水擋墻施工:主要有路塹擋土墻、護(hù)腳墻兩種,路塹擋土墻為仰斜式,護(hù)腳墻為重力式。擋墻采用C15片石混凝土澆筑,片石混凝土所用石料選用質(zhì)地均勻、堅(jiān)硬、無(wú)裂縫、不易風(fēng)化及抗壓強(qiáng)度不低于MU30的石料。
路基換填施工:換填采用分層填筑施工,填料采用河灘砂礫料(路基開(kāi)挖土方料不滿(mǎn)足要求,未利用),填筑分層厚度30~50 cm,碾壓設(shè)備采用20 t振動(dòng)壓路機(jī)。
排水溝施工:排水采用C20混凝土澆筑。
路面結(jié)構(gòu)層施工:采用C30混凝土,厚度25 cm,寬度4.5 m,半幅澆筑施工。
檢查驗(yàn)收:每道工序施工完成后,檢查合格后方可進(jìn)行下道工序施工。
2.2.2 軟土路基施工
軟土路基采用置換法加固地基,針對(duì)一般軟土路基采用換填加固施工,針對(duì)沼澤軟土段,采用拋石擠淤方式提高地基強(qiáng)度。
1)工藝流程
一般軟土路基:測(cè)量放樣→挖除軟土、淤泥→基底檢驗(yàn)→換填碾壓施工→排水設(shè)施施工(鋼波紋管涵洞及排水溝)→檢查驗(yàn)收。沼澤路基:測(cè)量放樣→拋石→推平→碾壓→清淤施工→檢測(cè)→完工驗(yàn)收。
2)施工方法
一般軟土路基:根據(jù)設(shè)計(jì)要求,換填深度0.8~1.2 m?,F(xiàn)場(chǎng)先采用挖掘機(jī)清除路基軟土、淤泥,然后采用換填透水性好的砂礫料加固路基,現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要設(shè)置排水措施。
沼澤路基:拋石擠淤采用片石投入軟土中,將淤泥擠出。此法施工時(shí)不用挖淤,不用抽水,較為簡(jiǎn)便易行。為更好地達(dá)到排水效果,在路基兩側(cè)開(kāi)挖引排水溝,并通過(guò)安裝鋼波紋管涵將水引排出去。
2.3.1 雪崩區(qū)路段施工
現(xiàn)場(chǎng)主要采取了“清、擋”的處理方式。通過(guò)快速清理積雪,保證通行,并在公路內(nèi)側(cè)快速設(shè)置生態(tài)擋墻,以減少雪崩危害。
1)工藝流程
快速清雪施工:施工準(zhǔn)備→現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)→道路清雪→檢查驗(yàn)收。生態(tài)擋墻施工:測(cè)量放樣→擋墻基礎(chǔ)開(kāi)挖→生態(tài)擋墻施工→生態(tài)袋坡面防護(hù)→檢查通行。
2)施工方法
快速清雪施工:施工前,先做好現(xiàn)場(chǎng)的安全技術(shù)培訓(xùn)交底工作,并做好清雪設(shè)備的檢查、保養(yǎng)工作。針對(duì)一般積雪,采用裝載機(jī)直接清除,針對(duì)2 m以上的深厚積雪,增加挖掘機(jī)清雪。清雪作業(yè)時(shí),應(yīng)安排專(zhuān)人進(jìn)行指揮,清雪設(shè)備臨近公路邊、涵洞口時(shí),不要太靠近,應(yīng)留有足夠的安全距離。清雪完成后,檢查路況及邊坡積雪情況,在確認(rèn)安全后方可快速通過(guò)。
生態(tài)擋墻施工:采用鋼筋石籠擋墻+生態(tài)袋坡面防護(hù)。施工環(huán)保、快速,受氣候條件影響小。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,放出擋墻位置,采用挖掘機(jī)進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖和坡面平整施工,然后施工鋼筋石籠,并在擋墻的頂部及坡面施工生態(tài)袋防護(hù)。
2.3.2 泥石流區(qū)路段施工
工程區(qū)沿線(xiàn)地形陡峭、地質(zhì)條件差,沖溝發(fā)育,沿線(xiàn)覆蓋層邊坡結(jié)構(gòu)松散,巖質(zhì)邊坡卸荷裂隙發(fā)育,風(fēng)化嚴(yán)重,坡面巖體破碎,夏季積雪消融流水較大,加之雨季降雨充沛(年降雨量達(dá)3 000 mL),所以泥石流分布較多,給工程建設(shè)和交通通行安全帶來(lái)較大安全風(fēng)險(xiǎn)。制訂了“以排導(dǎo)為主、及時(shí)清理”的處治方案,通過(guò)修筑混凝土過(guò)水路面、混凝土導(dǎo)排墻措施對(duì)路基進(jìn)行治理防護(hù),以減少泥石流對(duì)路基的損壞,并確保道路能及時(shí)保通。
1)工藝流程
過(guò)水路面施工:施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→路肩、排水溝施工→砂礫石墊層施工→漿砌片石基層施工→混凝土路面施工→完工驗(yàn)收。
混凝土導(dǎo)排墻施工:施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→基礎(chǔ)開(kāi)挖→立模、澆筑擴(kuò)大基礎(chǔ)→墻身扎筋、立?!鷿仓炷痢鷫Ρ郴靥睢旯を?yàn)收。
2)主要施工方法
過(guò)水路面施工:過(guò)水路面結(jié)構(gòu)形式為15 cm砂礫石墊層、30 cm厚M7.5漿砌片石基層、25 cm厚C30混凝土面層;路面寬度為4 m(行車(chē)道)+0.5 m×2(路肩)=5.0 m,長(zhǎng)度根據(jù)泥石流溝的范圍確定,各邊延伸15~20 m。水溝采用挖掘機(jī)開(kāi)挖,人工清理到位,然后立模澆筑混凝土水溝及路肩。M7.5漿砌片石及過(guò)水路面C30混凝土面層采用全寬澆筑施工,現(xiàn)場(chǎng)做好交通指揮控制。
混凝土導(dǎo)排墻施工:擋墻C20混凝土澆筑,起點(diǎn)與路基外邊線(xiàn)距離為3 m,擋墻軸線(xiàn)與路基外邊線(xiàn)小角度相交,高度4 m,埋深1 m。擋墻基礎(chǔ)采用挖掘機(jī)開(kāi)挖施工,開(kāi)挖完成后進(jìn)行地基承載力檢測(cè),合格后安裝模板澆筑混凝土。
2.3.3 崩塌體區(qū)路段施工
多雄河流域兩側(cè)岸坡主要為崩坡堆積體,開(kāi)挖后易發(fā)生崩塌以及小規(guī)模溜滑等不良地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取“護(hù)、錨”的處理措施防護(hù)加固不穩(wěn)定邊坡,以達(dá)到快速施工路基。針對(duì)不穩(wěn)定的巖石邊坡,采用掛網(wǎng)噴錨支護(hù)護(hù)坡,針對(duì)土質(zhì)邊坡主要采用擋土墻護(hù)坡。
1)工藝流程
路塹擋墻施工:施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→基礎(chǔ)開(kāi)挖施工→C20片石混凝土施工→墻背回填→完工驗(yàn)收。
邊坡噴錨支護(hù)施工:施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→邊坡清理→掛網(wǎng)施工→掛網(wǎng)施工錨桿施工→噴混凝土施工→完工驗(yàn)收。
2)施工方法
路塹擋墻施工:擋墻采用C20片石混凝土澆筑,高度3~6 m,擋墻基礎(chǔ)采用反鏟挖掘機(jī)開(kāi)挖施工,開(kāi)挖完成后進(jìn)行地基承載力檢測(cè),然后安裝模板進(jìn)行混凝土澆筑施工。
邊坡噴錨支護(hù)施工:邊坡開(kāi)挖完成后,采用人工清理,平順后搭設(shè)操作平臺(tái),掛φ6 mm間距20 cm×20 cm的鋼筋網(wǎng)。邊坡系統(tǒng)支護(hù)錨桿一般采用φ25 mm砂漿錨桿(L=3.0~4.5 m),針對(duì)圍巖破碎部位采用φ25 mm自進(jìn)式中空注漿錨桿替代。錨桿施工采用YT-28手風(fēng)鉆鑿孔,噴射混凝土強(qiáng)度為C20混凝土,厚度8~12 cm。
工程區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜,氣象條件惡劣,通過(guò)采用氣象監(jiān)測(cè)技術(shù),實(shí)時(shí)對(duì)暴雪、雪崩、降雨情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),及時(shí)采取有效的預(yù)防措施,施工期間未出現(xiàn)人員傷亡及機(jī)械設(shè)備安全事故,降低了工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)。
1)人員管理措施。做好進(jìn)場(chǎng)人員的體檢工作,避免原有疾病與高原反應(yīng)禁忌,確保能適應(yīng)高原地方環(huán)境工作,同時(shí)配備一定數(shù)量的常用高原醫(yī)療物資藥品。根據(jù)需要做好個(gè)人防護(hù)措施,如現(xiàn)場(chǎng)施工防螞蟥、毒蛇、毒蟲(chóng)叮咬等。
2)設(shè)備物資管理措施。高海拔地區(qū)機(jī)械設(shè)備容易出故障,因此,需做好日常設(shè)的保養(yǎng)和維護(hù)工作,以確保設(shè)備運(yùn)行安全和施工進(jìn)度。根據(jù)工程特點(diǎn),提前做好現(xiàn)場(chǎng)物資的采購(gòu)和儲(chǔ)備工作,如冬季和雨季施工,避免運(yùn)輸帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。
3)道路交通安全措施。加強(qiáng)冬季和汛期、雨季的道路交通維護(hù),確保道路暢通。做好地質(zhì)災(zāi)害路段的安全警戒標(biāo)志及安全提示工作,如雪崩區(qū)路段、泥石流路段,以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。
4)根據(jù)工程特點(diǎn),制訂消防、防洪度汛、雪崩泥及石流防控等應(yīng)急預(yù)案,并組織作業(yè)人員進(jìn)行安全培訓(xùn)和開(kāi)展實(shí)戰(zhàn)演練,有效提高現(xiàn)場(chǎng)人員的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)與應(yīng)急技能和處置能力。
(1)根據(jù)特殊路段和地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的實(shí)際情況,編制合理經(jīng)濟(jì)可行的專(zhuān)項(xiàng)措施,并制定相關(guān)的管理制度、操作規(guī)程等。(2)施工前,技術(shù)部、質(zhì)量部和安全部做好安全技術(shù)交底和工藝培訓(xùn)。(3)加強(qiáng)過(guò)程的檢查,確保施工質(zhì)量可控。(4)定期收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),通過(guò)分析總結(jié),不斷提高路基施工質(zhì)量和進(jìn)度。(5)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量基線(xiàn)、水準(zhǔn)點(diǎn)及有關(guān)標(biāo)志須定期復(fù)測(cè)檢驗(yàn),確保測(cè)量精度符合規(guī)范要求。
本文通過(guò)研究形成一種高海拔高寒復(fù)雜地質(zhì)道路快速筑路施工工藝,不但保證了施工安全、工程質(zhì)量和工期進(jìn)度,對(duì)改變當(dāng)?shù)孛裆鷹l件和推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮重要作用。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于公路、水利水電相關(guān)行業(yè)中,高海拔高寒地區(qū)低等級(jí)公路施工中,可為以后類(lèi)似工程提供參考和借鑒。