土石方施工难点技术方案.docx
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土石方施工难点技术方案
安徽建工集团有限公司洞新高速公路第 10 标项目经理部施工技术文件
路基土石方工程施工
技术方案
一、编制依据
1、《公路路基施工技术规范》JTGF-2006
2、《公路工程质量检测评定标准》第一册(土建工程)JTGF80/1-2004
3、两阶段施工图纸及现行公路工程标准规范
4、《湖南高速公路精细化施工实施细则》(上册 2009 版)
5、批准的《实施性总体施工组织设计》
二、施工方案
(一)、施工准备工作
1、用作路基的填料按设计要求已做好土工实验,并经监理工程师认可。
2、填方段场地清理及填前压实工作均已完成。
3、通过试验路填土和填石的施工,我标段已总结出路基填筑工艺所需的主要
参数如:
最佳施工机械组合、压实系数、碾压方法及碾压遍数等;
4、主要控制点已交接,并复测,已建立全线测量控制网,横断面已复测,临
时用地已选定租用。
(二)、土方开挖
⑴、开挖方法
1、土方开挖应按设计自上而下的进行,不得乱挖或超挖,并严格禁止用爆破
法施工和掏洞取土。
2、为控制填土松铺厚度,保证路基质量,不论运距,均采用挖掘机配合汽车
运土。
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3、开挖中,如发现土层性质有变化时,应修改施工方案,并及时报请监理工
程师批准。
4、如果在指定设置弃土场的地方不能满足堆积弃方数量时,应停止开挖,重
新选择弃土位置,并将相应修改施工方案提交监理工程师批准。
5、沿溪和沿山坡和其他按设计规定不能横向弃置废方的开挖路段,必须选择
可行的施工方法,防止造成废方侵占良田、河道,损害民房和用地范围以外的其他
构造物。
6、必须注意对图纸未示出的地下管道、缆线和其他构造物的保护,一旦发现
上述情况应立即报告监理工程师,且应停止作业听候处理。
7、居民区附近的开挖,我们采取有效措施,以保证居民及施工人员的安全,
并为附近居民的生活及交通提供有效的临时便道。
8、土方地段的挖方路基施工标高,应考虑因压实而产生的下沉量。
其值由试
验确定。
路基顶面以下 80cm 的压实度要达到 96%。
并按 JTG E-40-2007《公路土工
试验规程》重型击实法进行检验,检查频率为每 5000m3 一次击实试验。
如不符合
要求,应采取压实或其他措施(换填或掺石灰等)进行处理,并报监理工程师批准。
9、当因气候条件使挖出的材料,无法按照本规范的要求用于填筑路基和压实
时,应停止开挖,直到气候条件转好。
⑵、深挖路段施工方案
由于深挖路堑工程量较大,且施工环境复杂,技术要求高,施工难度大,又是
控制工期的关键工程,必须做到精心组织、精心施工。
1、准备工作
a、施工前,详细核查深挖路堑地段的工程地质资料,分析现场地形特征,编制
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详细的施工组织设计,报监理处审批,再实施。
b、由于深挖路堑的边坡高不易控制坡率,因此在施工前必须精确控制坡口桩
位置,测量组放出坡口桩后,现场施工员再进行逐桩复核,之后沿坡口桩开挖一条
0.2×0.2m 小沟,防止在施工中因标识破坏导致边坡错位。
c、施工前做好排水工作,按设计要求开挖截水沟,并尽可能的完成铺砌工作,
拦截地面水。
对易滑坡、坍塌地段,加强观测并及时做好防护措施,如:
坡顶卸载等。
2、施工方法
根据现场的地形可采取两种开挖方案:
a、若深挖方地段沿路线纵向相对地形较平缓,则采用自卸汽车配合挖机直接开
挖。
沿路线方向开便道,便道纵坡应保证自卸汽车空车在正常情况下能顺利爬到坡
顶,为了施工安全,在路线左右幅各开一条便道,上下汽车分道行驶。
挖机从高至
低一层一层往下开挖,每层开挖深度控制在 3~4m 为最佳,每层宽度 8~10m,具
体开挖顺序详见下图:
VIVIV
II I
III
截截截
边坡平台
边坡平台
路线中心
b、若深挖路堑地段沿路线方向相对地形太陡,汽车便道无法拉上去,则采用
推土机将山顶降低 5~6m,再利用挖机开挖。
采用推土机施工时,在便道可以拉到
的标高位置处,设一工作平台,推土机将山顶的土推至平台处,利用挖掘机或装载
机配自卸汽车运输。
降至挖机开挖到能够装车的位置为止,再按上述第一种方案施
工。
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c、无论采用哪种方案,施工时应准确控制边坡坡率,开挖时,在坡口桩处插
花杆或其它明显标志,保证机手在操作时不侵线,要求机手在修边坡时,预留 0.3m
人工修整,每降低一层用人工及时挂线、修整一层,测量组应重新放样,发现有误及
时修正。
若开挖过程中,发现地质有较大变化时,应停止施工,报告监理工程师是
否进行工程地质的补勘或直接修改坡率,并根据监理工程师的指示,重新补报修正
施工方案。
d、开挖到边坡平台位置时,采用机械整平后,在施放的坡口桩位置向下开挖。
e、深挖路基施工经过雨季时,对已开挖的边坡开挖一级防护一级,并按图纸
要求修护临时的排水设施,防止边坡冲刷。
f、当开挖至土石分界线,经监理工程师现场考察后,按石方爆破方案进行施工
(路堑开挖施工工艺图如下)
路堑开挖施工工艺图
施工准备
测量放样
砍树、清表
开挖截水沟
修便道、挖平台
分级开挖
修整边坡
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路基修整
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分级防护
(三)、石方开挖
本标段石质切方段,石质主要为灰岩、泥质灰岩、碳质灰岩,且分层分布;路
堑的石方边坡开挖严禁用大、中型爆破施工,当开挖至接近边坡时,必须采用光面
爆破,以利于边坡稳定和减少边坡修整的工作量;因开挖的石方要作为填方,炮眼
孔距不宜大于 3m。
块度要求控制 30cm 以内,必须严格控制大块率。
石方爆破在全线施工中难度较大,石方爆破处要保证居民区的安全,不阻塞道
路的施工通行等,使得爆破的条件变得艰巨,对全线的施工产生重大的影响。
本标
段切方路堑石方采用分层爆破、分层开挖,液压钻机进行深孔爆破,每次钻孔深度
根据台阶位置、高度及石质发生变化层位以 8~10 米控制。
边坡处预留 2.5~3.0 米
宽,爆破到边坡线与作业层相交位置时,边坡采用光面爆破每开挖一级台阶根据开挖
边坡的石质情况及时安排进行防护。
1、准备工作
①、施工前,详细核查深挖路堑地段的工程地质资料,分析现场地形特征。
②、施工前在测量组放出坡口桩后,现场施工员进行逐桩复核,之后沿坡口桩
开挖一条 0.2×0.2m 小沟,防止在施工中因标识破坏导致边坡错位。
③、施工前做好排水工作,按设计要求开挖截水沟,并尽可能的完成铺砌工作,
拦截地面水。
对易滑坡、坍塌地段,加强观测并及时做好防护措施,如:
坡顶卸载等。
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④、在四处主要路口及居民点处设立好爆破作业警示牌。
2、路堑爆破开挖方案
高开挖路堑(路堑高约 10 米以上),采用“留靴”槽式堑沟方案进行爆破开挖。
山坡轮廓线路
最终边坡
保留岩体
总体施工顺序如下图示。
首先沿预定路基外侧向前形成一槽式堑沟(图中 I 部分);
然后再爆破剩余部份(图中 II 部分);即所谓“留靴”爆破,以阻止路基上部山体爆
破岩石向下滚落,爆破 II 部分岩体时,采用微差控制爆破形式以控制爆破方向,如
图 1所示,即控制爆破抛石方向。
1) I 部分岩体爆破参数
①、堑沟宽度(如图 1Ⅰ),考虑便于汽车装运;钻孔设备操作,爆破网络设计等
因素,挖掘进 10 米宽的堑沟。
待爆岩体
保留岩体
图 1“留靴”爆破最终效果图
②、炮孔直径 D=100mm(如图 2 所示)凿岩设备采用液压式履带钻机,开挖爆破
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与光面爆破穿孔设备采用同一设备,以利于现场操作,拟采用 w=3.0m,a=2.6m。
式中:
W-最小抵抗线宽度(m);a-布孔间距(m)。
图 2 爆破参数示意图
③、布孔方式及微差间隔的确定,布孔形式如图 3,采用等三角布置,以利于
炸药能量均匀作用于岩石,实现理想的破碎效果,起爆顺序依次为 0-1-2-3-4,首先
起爆的炮孔位于依上部山坡一侧,先控制爆堆前移方向,改善破碎效果,降低爆破
震动。
采用我国生产的毫秒微差雷管,排间时间隔采用 25ms。
a
4
0 12 3
保留岩体
图 3I 部分岩体爆破炮孔起爆顺序图
2)、 II 部分岩体施工顺序
由于地形对爆破施工的影响,钻孔机具,施爆顺序必须考虑山体的坡度,II 部
分总体爆破施工顺序如图 4 所示,由上到下依次为 a-c,每一部分又分为压碴爆破
和光面爆破。
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a
待爆岩体
b
最终边坡
c
图 4II 部岩体台阶爆破顺序
3、边坡控制方案
为确保边坡的稳定,不产生超挖和欠挖,边坡采用光面爆破,节理裂隙较发育
地段,及某些特殊地段采用预裂爆破。
为获得良好的光面效果,宜采用低密度,低爆索,高体积威力炸药,以减少炸
药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间,使爆破作用呈准静态状态,
拟采用国产 2#岩石专用光爆炸药,以获得预期效果。
1)、光面爆破参数的确定
光面炮孔参数确定如下:
最小抵抗线 W=2.5m
②炮孔间距 a=1.0m
③面炮孔装药量 0.6kg/m3
光面爆破示意图
2)、光面爆破装药结构
①、药包制作:
为保证在光面爆破时,不使药包冲击破碎炮孔壁,有必要在现
场施工中采取措施使药包位于炮孔中心,如图 10,将药卷捆绑于竹杆上,各药卷间
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用导爆索相连,药包一端绑上起爆雷管即成。
操作时将药包置于孔内,上部填塞好。
起爆线
堵塞
药卷
炮孔
光面爆破装药结构图
②堵塞:
良好的堵塞要保证高压爆炸气体不泄露所必须的堵塞长度,取炮孔
直径的 12-20 倍,现场根据孔间距和光面厚度适时调整。
4、爆破块度控制
因石方爆破后必须作为填方材料,爆破块度要求控制在 30-35cm,为了达到良
好的块度要求,可采取如下措施:
①、根据实地岩性情况,不断优化炮孔参数;
②、采取压碴挤压爆破:
如图 11 示,即在施爆岩体前面依次留下 2-4 米厚前次
爆破的岩碴,这样有利于阻止施爆岩体前移和岩体充分破碎。
③、采用孔内微差爆破技术,可加强孔底爆破作用,改善爆破效果,并且减震
效果好。
④、工作面开阔地带,可采用格式布孔,对角微差起爆,这种起爆方式,岩石
抛掷距离双排间微差减少 30%左右,大块率可下降到 0.9%,并可大幅度降低地震效
应。
前次爆破碎岩
炮孔
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W
留渣厚度
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压碴爆破最终效果图
12
11
10
9
8
7
6
5
4 3
2
1
图中数字为起爆顺序
格式布孔、对角微差起爆
5、爆破施工
对于岩石炸药单耗根据围岩不同在 0.2~0.4 千克/立方米之间选择。
引爆药包的
导火索长度在 1.2 米以上。
在爆破工程中,应当注意:
靠顺层边坡的一列炮孔,宜
采用减弱松动爆破,严禁使用大爆破,扩药时,孔口的碎石、杂物先清除干净。
装炮工作时要注意:
① 装药前对炮眼进行验收和清理。
②严禁烟火和明火照明;无关人员撤离现场。
③采用木质炮棍装药;深孔装药出现堵塞时,在未装入雷管,起爆药前,采用
铜和木制长杆处理。
④不得采用无填塞爆破,也不得使用石块和易燃材料填塞炮孔;不得捣固直接
接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包,也不得在深孔装入起爆药包后直
接用木条填塞;填塞炮眼时不得破坏起爆线路。
引爆后,关于哑炮的处理方法:
一种是用水冲洗,再用吹风管吹掉;另一种是
在距离炮眼 20cm 位置打眼引爆,打眼必须专业爆破人员进行操作,尽量保证人员
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安全。
如果是因为雷管的原因导致炸药未能引爆,可以再装一次雷管进行二次引爆。
另外,一般浅眼爆破时,安全距离不得小于 300 米;裸露药包爆破时安全距离
不得小于 400 米。
爆破完成后,对坡面上残余的石方采用挖掘机进行清理,个别地方采用人工清
理。
中风化以上的大石料可以分解利用在换填和护坡工程上,碎石可以用于便道的
修补工作。
6、爆破安全
⑴、边坡防护
无论滑坡机制如何,治理措施都是减少下滑力,增加阻滑力。
除采用削坡、防
水、排水、坡面防护、岩体加固措施外,对爆破施工技术要采取相应的技术措施。
①、加强地质调查,根据边坡已有的层理、层面、断层的形状、方位,判定可
能产生滑动的空间部位与形式,根据可能允许的影响程度确定爆破规模和爆破方案,
以及开挖空间顺序。
②、为尽量减小爆破振动影响,应降低台阶高度,减小炮孔直径与孔深,缩小
孔网参数,增加起爆段数,减小每段起爆药量,严格控制爆破规模,采用合理的起
爆顺序,创造良好的临空面。
毫秒微差起爆技术可以既保证破碎效果又使两次起爆
产生的地震波在同一空间位置叠加的不利影响最小。
接近设计边坡和坡脚开挖时或
留有保护层,或采用预裂爆破、光面爆破,在孔底加柔性垫层,采用反向起爆技术
以保护边坡岩体完整性和基础岩体不破坏。
③、沿设计边线开挖和坡脚切层时,采用斜孔爆破,使保留坡面平整。
⑵、爆破器材的安全管理和安全事项
①、爆破器材的运输。
爆破器材实行凭证运输,必须由爆破器材收货地或储存地
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的县、市公安局申领“爆破物品运输证”才能运输爆破器材。
②、爆破器材的储存。
爆破器材库不同于一般工业与民用建筑物,为了防火、
防爆、防盗等,对库房布局和库房结构都有特殊要求。
③、爆破物品经批准后由指定专人(爆破工)领取,性质相抵触的爆炸物品不
得同时领取。
领取爆炸物品后必须保证爆炸物品不发生被盗、被抢、丢失、滥发、
误发等问题。
④、施工现场每天作业剩余的爆炸物品,必须于当日清点登记,退回原库,严
禁带回工棚、宿舍或随意存放。
严禁私存、截留、藏匿、出售、私用和倒卖。
⑤、对于变质和过期失效的爆炸物品,不准随意丢弃或掩埋。
⑥、严禁随意堆放爆破器材,严禁非法设立爆破器材临时存放点,严禁将爆破
器材分发给个人保存。
⑦、爆破施工前应根据爆破施工的需要配备爆破工。
爆破工必须经过培训,考
试合格后取得“爆破人员安全作业证”后持证上岗。
⑧、爆破作业必须由专人统一指挥,划定安全区域,布设警戒岗哨,设置警标。
爆破前应发预警信号,待危险区内人员撤离后再发爆破信号。
爆破作业结束后,经
检查确认安全后,方可解除警戒。
⑨、储存爆炸物品的库房要保持通风良好,堆放、堆垛高度要防止倒塌;堆垛
之间留有通道;堆垛距离库墙不少于 0.2 米;底部就垫高 0.2-0.3 米。
库内储存应设
置明显标识牌。
堆放硝胺炸药垛高不超过 1.8 米;胶质炸药不超过 1.5 米;置放雷
管时必须铺设胶质皮垫,码放整齐,不准超量。
⑩、装药与钻孔不宜平行作业,装药离放炮时间不得过久。
进行爆破时,所有
人员应撤离现场,其安全距离不少于 400 米。
1
、爆破作业结束后,对现场要进行认真检查,发现盲炮要及时处理,作业现
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场不能留有残余的爆炸器材和险情,如遇到瞎炮,必须由装药人员处理,非专业人
员不得参与。
1
、作业现场与地方道路、居民点、农田耕作区段的交界处,设“施工场地,
非作业人员严禁进入”的警示牌。
7、深挖方边坡在施工时应注意以下几点:
①、施工放线在准确无误后,方可进行路堑开挖;
②、开挖顺序应由上而下,由高到低逐级进行;
③、在施工中进行监控,对施工范围内的坡体进行变形观察,确保路堑开挖后
处于受控状态;
④、做好施工中的防排水工作,对坡顶存在的陷穴、落水洞和洼地进行填筑夯
实,消除积水隐患,保护边坡稳定;
⑤、对边坡防护的锚固工程,应在边坡开挖后立即实施。
做到每挖一级边坡,
即防护一级边坡,避免边坡暴露时间过长而影响边坡稳定。
(四)、土方回填
⑴、基本要求及处理方法:
1、当路堤边坡高度(以下简称 H)≥2.2m 时,清除地表 30cm 厚耕植土后,进行
原地面碾压,其压实度≥90%;若地面潮湿,清除表土后采用监理工程师批准的处理方
法,使其压实度达到规范要求。
2、当 1.5 ≥94%;若地面潮湿时,清表 30cm 后,采用监理工程师批准的工程处理方法,使其压 实度达到规范要求。 3、填筑高 H≤1.5m 时,清除 30cm 耕植土后,进行原地面开挖后,并作碾压处理, 以确保碾压后的压实度≥94%,其压实度达能满足规范要求。 第 13 页 共 31 页 安徽建工集团有限公司洞新高速公路第 10 标项目经理部施工技术文件 4、填土高度小于 80cm 地段,清表后,经工程师同意采用合适材料进行换填处 理,开挖至路基-80cm 深度后进行填前碾压,填前碾压压实度≥94%,填土层的压 实度≥96%。 5、沿线水塘: 先筑坝抽水,彻底清除淤泥,直至原状土,回填碎石土等透水 性材料,其压实度≥94%, 至原地面齐平。 6、在路基范围水田区段开挖纵横向深度为 1m 的排水沟,并与附近水系沟通, 以降低地下水位,疏干地表水,减小地表土含水量,以利于清淤开挖的施工。 ⑵、特殊路基的施工: 1.水田、水塘清淤换填施工: 本标段清淤换填主要集中在水田、水塘等填方地 段,采用挖掘机配合汽车开挖的施工方法进行施工,回填材料为碎石土等透水性材 料。 主要的施工方法如下: (1)、水田、水塘路段进行排水工作后,会同监理工程师进行触探试验,确认清 淤厚度。 (2)、清挖於泥到触探深度。 (3)、对清於后地面进行碾压处理,压实度满足≥94%。 然后回填,回填使用监 理工程师批准的材料,回填应填到原地面高度以上。 2.潮湿地段的施工: 路线经过的潮湿地段,主要采取换填方法,处理措施为: 填方段,挖除表层腐殖土,换填 50CM 碎石土;挖方段或低填路段,在路面底部设 置 30CM 碎石垫层,并与边沟下盲沟连通,以利排水。 3.软土地基的处理: 沿线软土主要存在于大型冲沟底部,表层 0.3—0.5CM 种植 土,下部为於泥质粘土层,处理措施为: 清除换填,换填材料采用碎石土。 特殊路基的处理,无论哪种方案,都必须报监理工程师批准,同时换填数量应 通过测量、触探试验确认,并获得监理工程师的确认。 第 14 页 共 31 页 安徽建工集团有限公司洞新高速公路第 10 标项目经理部施工技术文件 填筑要求: ①、清挖到位后,对基底进行碾压,压实度应满足规范要求。 ②、分层填筑,每层填筑厚度控制在 30CM 以内,压实度应满足规范要求,每 填筑一层后,应进行自检,并报监理工程师验收合格后,才能进行下一工序的施 工。 ③、每层填筑时,应划方格网,每格缷料一车,以控制填料的厚度,方格网尺 寸根据填层厚度和车辆装料量推算。 ⑶、填土路堤施工 1)、填筑,路基填筑采用集中取土,采用挖机取土装车,用自卸汽车拉运至路 土路段内,运土时,根据既定运输车的标定方量,按松铺厚度算出每一车所能摊铺 的面积,打好方格网以控制层厚,由现场施工人员指挥将土卸在方格网内,本标段 填土地段均按每车填料 14m³,松铺厚度 30cm 计算,则每车填料占地面积为 46.7㎡, 计算控制填料的方格网尺寸为长 7.0m×宽 6.7m;以中桩为中线向两边分布,用石 灰划出方格网,靠路基边缘处,如宽度不够时,可调整方格网长度,以满足方格面 积为 46.7㎡的标准; 2)、平整: 推土机根据测量人员所测高程把土摊平进行粗平,采用平地机进行 精平并调出大约 4%横坡,试验人员对土进行含水量检测,含水量低于最佳含水量 时,用水车洒水至最佳含水量稍高后,含水量高于最佳含水量时,需翻晒至接近最 佳含水量。 3)、路基压实: 分别用 20T 自动式压路机进行压实,严格按照路基施工的操作 方法进行碾压,压实操作应按“先轻后重”“先慢后快”“先边缘后中间”的原则。 压实方法如下: 稳压: 静压一遍,微振碾压一遍,进行压实度检测并做记录。 初压: 强振碾压四遍,每次强振碾压一遍都要进行压实度检测,并作记录;直 到压实度符合规范要求为止。 第 15 页 共 31 页 安徽建工集团有限公司洞新高速公路第 10 标项目经理部施工技术文件 终压: 微振一遍,静压直到收光轮迹。 强振时压路机时速不大于 2.3Km/h,相邻两次的轮迹应为重叠轮宽的三分之一, 保持压实均匀,不漏压;上述试验方法采用灌沙法进行检测。 4)、检测,施工时,在压路机每振动碾压完 1 遍,试验人员立即进行干密度的 定点检测,直至干密度不再增长为止,以确定最佳碾压遍数。 测点应分布于路段各 断面的左、中、右侧,并且不少于 6 点。 5)、实测项目检测: 压实后检测高程、宽度、平整度和纵、横坡度,并做记录, 和规范要求做比较,合格后上报监理。 6)、沉降量观测: 在路基填筑后,填筑路堤前在路基中心线和路堤左右边坡线 位置,按路线纵向间距 100m 安装沉降观测桩和水平位移观测板。 路堤填筑时每填 一层应进行一次监测,路基加载速度应控制水平位移量每昼夜不宜超过 0.5cm,路 堤中心线沉降量不大于 1.0cm,超过时暂停填筑,待位移和沉降量不小于规定值再 继续施工。 路堤填筑完毕后,每 14 天进行一次定期观测,直到沉降期过后,进行 基层施工前。 7)、路基整型: 路基填筑完成后,对其外形进行整修,使之与设计图纸相符 合;各部尺寸误差满足规范要求,路堤边坡整齐,路容美观。 8)、按设计图纸要求检查路基中心位置、宽度、纵坡、横坡及相应的标高等, 并恢复各种标桩。 填土路基两侧超宽的边坡,自上而下进行刷坡。 9)、分段填筑时,先填地段在接头处每层预留 1: 1 的坡度,并且在各填筑层 面上预留不小于 2 米宽的平台,便于接头段的衔接。 10)、为保证路基压实度,路堤两侧各超宽填筑 50cm 路基填筑完成并稳定后 再对边坡进行清理。 11)、软土地基处理路段填筑时严格控制填筑速率,一般情况下,第一个月控 制在 3.0 米/月,以后控制在 4.0 米/月,同时填筑速率严格在观测标准的控制下进行。 第 16 页 共 31 页 安徽建工集团有限公司洞新高速公路第 10 标项目经理部施工技术文件 土方填筑施工工艺框图 施工前准备 测量放样
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