高速路基土石方施工方案.docx

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高速路基土石方施工方案

高速公路工程

路

基

土

石

方

施

工

方

案

二0一七年十一月一日

一、编制依据

1、某高速公路工程（K69+900～K85+342）招标文件。

2、某高速公路工程（K69+900～K85+342）施工图文件。

3、《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-94）

《公路路基施工技术规范》（JTJF10-2006）

《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）

《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）

《公路工程质量检验评定标准》（JIGF80/1-2004）

二、工程概况

（一）工程概述

本标段主线路线全长15.489km，左线里程ZK69+890～ZK85+315.5,右线里程K69+900～K85+342；百大连接线和那坡连接线长度为7.331km。

路基土石方工程范围包括主线、左一线、左二线、避险车道以及那坡和百大连接线等。

本标段路基存在高填深挖路段，存在软土路基及岩溶路基等不良地质。

（二）地质条件

本标段工程区域位于云贵高原余脉六韶山南麓、广西盆地边缘的山地地带，经历了古生代、中生代、新生代三个发展阶段。

沿线所经过的地层主要为寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三系叠和第四系，其中以泥盆系、石炭系分布最广，主要为海相碳酸盐岩建造，部分地段为碎屑岩建造，分布特点是碳酸盐岩成大面积连续分布，碎屑岩只集中在几个背斜、向斜轴部，成小面积带状分布。

此外在那坡南面局部路段出露印支期侵入岩。

现将沿线经过的地层岩性特征及分布范围分述如下：

1）第四系（Q4）

主要分布于沟谷两岸及岩溶谷（洼）地中、碎屑岩山体表面的坡脚地带，按沉积层序和岩性组合，划分为更新统和全新统，本线路段主要分布为全新统。

与下伏地层呈角度不整合接触。

2）三叠系（T）

三叠系地层在工程区主要分布于那坡西侧地段，主要出露中统百逢组和下统罗楼组。

与下覆地层呈不整合接触，接触方式主要：

与石炭系以断层接触、与二叠系以侵入接触。

3）二叠系（P）

二叠系地层包括上统领好组（P2lh）、合山组（P2h），下统四大寨组（P1s）及栖霞组与茅口组并层（P1q+m））,与下覆石炭系整合接触。

沿线出露地层二叠系地层仅为栖霞组与茅口组并层（P1q+m）：

4）石炭系（C）

分布最广，沿线出露，有上统马平组（C3m）、中统威宁组（C2w）、黄龙组（C2h）、大铺组（C2d）及下统大塘组（C1d）、岩关组（C1y），由浅海相碳酸岩及部分碎屑岩组成，各组之间及与下伏泥盆系呈整合或假整合接触关系。

5）泥盆系（D）

分布较广，靖西安德镇、那坡东南面及北西面弄内一带均有出露，为浅海相碳酸岩及部分碎屑岩组成，分别为上统融县组（D3r）、榴江组（D3l）、中统东岗岺组（D2d）以及下统郁江组（D2y），各统之间及与上伏石炭系多呈整合接触关系。

6）寒武系（∈）

调查范围寒武系只出露晚寒武世博莱田组（∈3b）

为深灰色中层状泥晶灰岩夹条带状灰岩、薄层状泥岩，岩溶弱发育。

仅分布于果把一带。

7）侵入岩

印支期辉绿岩（βμ51）

仅在百大北东侧、上劳、那龙以及各固一带局部出露，为基性侵入岩，呈岩株产出，岩体与围岩接触热变质明显，有硅化现象、大理岩化。

岩体类型为基性岩型。

（三）主要工程量及进度计划

1、主要工程量

本标段土石方工程量如下：

挖方总计：

3528199方，其中挖土方1346906方，挖石方2181293方；

填方总计：

3097041方，其中填土方1375765方，填石方1721275方。

具体土石方数量见下表

起讫桩号

挖方（m3）

填方（m3）

总体积

石方

总数量

土方

石方

普通土

硬土

软石

次坚石

（m3）

（m3）

（m3）

主线

K69+900～K84+745

1646724

486065

113607

629645

417406

1499740

465420

1034321

左2线

ZK69+890～ZK70+320

104909

31473

52455

20982

6

6

左3线

ZK79+200～ZK84+740

18265

15710

1045

1510

31481

29095

2387

K71+985避险车道

K71+890～K72+175

349029

139612

139612

69806

304

249

55

那坡互通立体交叉

K73+700～K74+620

964662

292208

499336

173118

316078

118911

197167

那坡连接线

NLK0+000～NLK3+529.925

76311

56592

19719

372383

350949

21434

百大连接线

BLK0+000～BLK3+680.238

33096

29097

3999

225482

221135

4347

K76+445避险车道

K76+240～K76+530

240308

61379

88012

69490

21428

63848

28929

34919

主线收费站

K83+470～K84+260

94894

33153

18461

43281

587718

161072

426646

总计

3528199

1145287

201619

1433762

747531

3097041

1375765

1721275

2、施工进度计划

本标段路基土石方工程拟划分为四个工区，采取平行施工的原则，各工区划分及具体工期计划如下：

工区

里程

开工日期

完工日期

工期（月）

1

K69+900～K73+864，K74+565～K74+733（含百大连接线BLK1+000～BLK3+680，K71+985避险车道）

2016年11月5日

2018年4月4日

17

2

主线K74+733～K78+636段范围内路基工程（含K76+445避险车道）

2016年11月5日

2018年4月4日

17

3

主线K73+864-K74+565（那坡互通式立体交叉），那坡互通ABCD匝道，百大连接线BLK0+000-BLK1+000，那坡连接线NLK0+000-NLK2+640

2016年11月5日

2018年4月4日

17

4

K78+636～K85+432段范围内路基工程

2016年11月5日

2018年4月4日

17

三、施工方案

（一）总体施工方案

本标段路基土石方工程量大，施工路线长，工期紧。

施工中将按照先重点后一般，先主体后局部，分段施工，平行作业，整体推进的原则组织施工。

项目部根据本标段工程特点将土石方工程分为若干个工作面，每个工作面均配备先进机械设备进行机械化作业。

路堤施工优先安排架梁通道上的地基加固处理工程，本体填筑按照先高路堤再低路堤地段的顺序进行施工。

路堑挖方按照先深路堑地段其次浅路堑地段，再一般路堑地段的顺序组织施工。

运架梁通过的路桥相间地段首先安排施工，为路基沉降稳定、运梁车安全通行创造条件。

软土、松软土等地段路基工程在旱季优先安排施工。

区间路基与站场路基同步，按照工程数量结合总体施工部署，平行流水施工。

路基施工顺序与架梁方向一致。

本标段路基存在部分高填深挖路基。

最大边坡高度段为K74+747～K75+010处，最大边坡高度为77.07米。

高填方路基主要采用分级填筑，并且除采用震动压路机碾压外，每填高1.5米后再用25KJ三边形冲击式压路机增强补压。

深路堑施工突出的问题是保持高边坡的稳定，首先根据施工组织安排充分做好准备，有计划、分段落、按步骤、集中力量逐段展开。

对土质或岩石风化地段，尽量减少边坡的暴露面及暴露时间，及时进行坡面植被及防护，挡护工程要紧跟成型，以保持边坡稳定；当防护不能紧跟开挖施工时，应暂时留置一定厚度的保护层，待做护坡时再刷坡挖够。

同时尽量回避雨季施工，尽可能安排在旱季完成。

深路堑施工时自上而下逐层开挖、逐层施工支挡结构防护工程加固边坡，并设置变形位移监测网，进行坡表位移、深部位移监测，当有条件时采用顺层刷方。

全线路基土石方调配充分利用挖方、隧道弃碴移挖作填，减少废方和借方，在集中用土路基地段，尽量采用距线路较近的土源，土石方调配尽量避免隔河调配。

部分路堑石方或隧道弃碴在填料生产场经解小、破碎、筛分后生产成合格填料。

对不符合要求的利用方进行改良，不足的土石方在沿线距离较近的取土场取土。

弃土场按设计位置设置，在不影响山体和边坡稳定的前提下，尽量选在路堑附近的冲沟顶部，弃土场坡脚设置挡碴墙，完工后平整并种植草皮。

（二）土石方调配

本标段挖方总计3528199方，其中挖土方1346906方，挖石方2181293方；填方总计：

3097041方，其中填土方1375765方，填石方1721275方。

本标段土石方调配采取就近原则，纵向调配，对于挖方尽量采取本桩利用，多余的挖方弃至最近的弃土场，需采用借方的填方路段到指定取土场取土。

本标段土石方工程需借土方28859方，需弃石方460018方。

弃土和取土均采取集中开采，集中堆砌，施工过程中注意做好环保工作。

1、弃土场设置

本标段共设置弃土场六处，弃土堆临空面边坡采用1:

2坡率。

每个弃土场均设置排水沟，并在坡脚设置拦渣墙，拦渣墙采用M7.5浆砌片石砌筑，墙底地基承载力不小于250Kpa。

弃土前应先清除表土（深20cm），表土集中堆放，弃土后平整场地，覆盖清表土后复耕。

弃土场具体设置见下表：

2、取土场设置

本标段设置取土场1处，桩号为K83+350，取土场位于那坡县城厢镇那桑村，占地26.5亩，新建临时便道0.4Km，借土供应范围K83+300～K84+690。

取土场需经挖探取样，并做含水量，液、塑限、CBR、击实等试验，试验结果均满足路基填料要求后方可用于回填。

取土场采取集中开挖，设置排水与防护工程，防止水土流失，取土后全部实施复耕或复绿，保护生态环境。

（三）土石方开挖

本标段共有挖方3528199方，其中挖土方1346906方，挖石方2181293方。

土方采用机械开挖，人工配合修整边坡。

石方采用深孔梯段爆破或浅孔台阶松动爆破，边坡采用光面爆破。

土方和爆破后的石方采用推土机配合挖掘机装车，自卸汽车运输，卸至填方段或弃土场。

1、土方开挖

（1）一般地段土方开挖

开挖前根据图纸放出边坡开挖线。

土方开挖采用挖掘机挖装，自卸汽车运输，自上而下纵向分段分层开挖，不得乱挖超挖，严禁掏底开挖。

开挖至边坡线前应预留边坡保护层20cm，预留的宽度应保证刷破过程中设计边坡线外的土层不受扰动，人工挂线刷坡。

在平缓横坡上，运距较近时采用推土机就近移挖作填；横坡较陡、运距较堑远地段采用横向台阶开挖方式，深路堑采用分层开挖方式。

路堑开挖以机械施工为主，靠近基床底层表面及边坡部分辅以人工开挖。

一般挖方地段土质边坡坡率采用1:

1～1:

1.5；泥岩、砂岩不等厚互层、泥岩夹砂岩、页岩等软质岩石采用1:

0.75～1:

1，节理发育的硬质岩石边坡坡率采用1:

0.75；弱风化、节理不发育的硬质岩石边坡坡率采用1:

0.5。

（2）深挖路基施工

本标段土石方工程存在多处深挖路堑。

施工前应根据设计图纸文件的边坡防护方案和现场实际情况编制详细的专项施工方案并报监理审批，获批准后方可进行施工。

路堑深挖地段采用分层放坡开挖，分层逐级放出开挖线，自上而下分层开挖，根据设计要求分层做好边坡防护。

开挖过程中严格按照设计的边坡坡率进行施工，并在施工过程进行边坡稳定性的监测。

施工中应根据实际地质情况进行地质核查，发现问题及时会同设计处理。

本标段深挖路堑的具体位置及边坡防护情况如下表所示：

2、石方开挖

本标段开挖石方以软石和次坚石为主，其中软石开挖1433762方，次坚石开挖747531方，总计2181293方。

对于风化层及松软岩部位，先用大马力挖掘机松动开挖，无法松动地段，实施爆破开挖。

石方开挖采用分层分段、台阶爆破施工方法，边坡采用预裂爆破控制。

挖掘机、装载机挖装石渣，自卸汽车运输至填方区及设计指定弃土场；开挖时预留边坡保护层，最后采用光面爆破刷坡。

路床顶面用密集小型排炮施工，保证路床顶面标高符合图纸要求，高出部分辅以人工凿平。

石方开挖爆破施工程序如下：

爆破影响调查与评估爆破施工组织设计培训考核、技术交底主管部门审批清理爆破区施工现场的危石等炮眼钻孔作业爆破器材检查测试炮孔检查合格装炸药及安装引爆器材布设安全警戒岗堵塞炮孔撤离爆破区影响的人、畜等爆破作业信号发布清除盲炮解除警戒测定、检查爆破效果

（1）设计原则

①为确保边坡平整、稳定和确保工期，降低大块率，拟采用边坡预裂爆破；中深孔台阶爆破的钻孔直径选择φ76mm，钻机选用瑞典生产的ATLAS405型高风压钻机；浅孔爆破的钻孔直径采用φ42mm，选用国产9m3柴油移动空压机和YT-23型凿岩机。

为确保安全和便于控制，钻孔除边坡预裂孔采用斜孔外，其余全部采用垂直布孔方式。

②中深孔的台阶高度太小，难以保证回填长度和经济效率，而且容易发生安全事故，开挖深度大于3m的地段采用中深孔爆破方法，开挖深度小于3m的地段以及地坪和台阶整平、边坡修刷、大块解小、孤石爆破则采用浅孔爆破方法。

③为保障铲装设备施工安全，保证边坡完整，开挖深度控制在10m以内，当挖深大于10m时，由上至下分层开挖，且分层的开挖深度与边坡平台位置保持一致。

④中深孔台阶爆破采用多排布孔，毫秒微差爆破，但每次爆破不得超过4排，最大同段药量不得大于250Kg。

⑤山头爆破地段，爆破抵抗线方向沿装运走向设计。

⑥爆区的顶部采用加压竹笆、砂土袋防护层，以防冲孔产生飞石，且在爆破地段沿公路边搭设双排钢管脚手架，挂设安全防护网，防止爆破飞石落入公路范围内损坏车辆。

⑦车辆段范围内的起爆时间尽量选在公路车辆最少时段进行。

⑧中深孔爆破孔内无水时，采用铵油炸药作主爆药,毫秒延期电雷管起爆，孔内有水时使用乳胶炸药，雷雨季节和在高压线电磁感应安全范围内爆破必须采用非电雷管起爆。

（2）爆破设计方法及参数确定

①钻孔直径：

根据工程数量、进度要求和机械设备情况，确定使用钻机的类型和孔径大小。

本工程采用KQL-100B型潜孔钻机，钻孔直径75毫米。

②梯段高度H及平台宽度：

一般5-7米；平台宽度以钻孔类型、钻孔要求、钻机安装和安全操作的需要而定。

③底板抵抗线Wp：

Wp=Kdd（m），式中d—钻孔直径（cm）；Kd—孔径系数，根据岩石的性质、梯段高度、炸药爆力等综合选定。

④布孔方式及孔、排距：

采用宽孔距小抵抗线法梅花形布孔方式，孔距a/排距b≥2，本设计b＝2～2.5m，a＝4～6m。

倾斜钻孔，每一次超钻（0.05～0.3）Wp。

⑤深孔单位炸药消耗量q：

施工中，通过爆破漏斗试验或试验爆破来调整q值，使其合乎工程施工要求。

每孔装药量Q0：

Q0＝qbHa（kg）

⑥采用塑料导爆管非电复式起爆网路，孔内和孔外相结合的微差爆破网路，直线型起爆。

（3）爆破安全距离计算

在施工时要采取减弱震动爆破，尽量减少对路堑边坡的扰动，要求爆破必须做到“松而不散、散而不滚、滚而不飞”，有效限制飞石的距离。

在施工时考虑以上因素，对炸药量严格进行校核和控制，其参数可先由最小量起，逐次微量增加，在试爆中取值，且最小抵抗线方向必须避开保证对象。

为防个别飞石飞出，在必要地段的爆破施工中采用SNS柔性布鲁克网阻拦飞石。

①个别飞石计算

为安全起见，浅孔爆破最小抵抗线方向个别飞石按下式计算：

L=20KAn2w

式中：

取KA=1.5；n值通过试验确定；w为前排底部抵抗线。

根据经验，对于背向最小抵抗线方向的距离减少一半。

②爆破振动检算

爆破振动速度V用下式计算：

V=K（Q1/3/R）a

式中：

K、a—与爆破点地形、地质条件等有关的系数和振动波衰减指数，开工试验时，根据经验取K=200，a=1.7，待经过振动仪器的多次监测，得出较为准确的K、a计算值；

Q—分段最大药量（Kg）；

R—爆破点至被保护建筑物的距离；

V—被保护建筑物的允许振动速度，参照《爆破安全规程》规定的允许值计算，每次爆破都进行计算，使爆破振动速度都小于允许值。

（4）具体实施方法

①场地布置和台阶平整

爆破现场各种施工工具设备的安放、管线的架设与安装、运输道路的布置应充分考虑安全防护措施，尽可能避开爆破点抵抗线方向。

施工用炸药库按照公安部“危险品管理使用办法”的规定办理。

钻机进入工地作业前，应做好台阶平整。

台阶工作面要有足够的宽度并保持平坦，保证钻机作业安全。

平整台阶可采用手动风钻凿眼，浅孔爆破，推土机整平。

②布孔操作和孔位选择

布孔从台阶边缘开始，边孔与台阶边缘要保留一定距离，以保证钻机安全。

孔位严格按设计测定，但要避免在岩石被震松、节理发育或岩性变化大的地方布孔。

③钻孔作业检查

钻孔作业中必须进行钻孔检查，做好堵孔处理工作，防止孔眼被堵而报废。

使用硝铵炸药时，要检查孔内是否有积水，并做好排水措施。

对有地下水的钻孔，装药时必须对炸药进行防水处理，水量大时，应使用防水乳化炸药。

④装药

采用弱性装药结构，炸药按设计装药密度沿孔长均匀分布。

为保证孔口段的光面或预裂爆破效果，在孔口0.8-1.5米段不装药，用炮泥堵塞，不装药段长度视岩质、风化程度而定。

为克服孔底部位的夹制作用，增强孔底抵抗线方向岩石的破碎，采用加强底药包，视其底部岩质及抵抗线大小，在底部1-2米段的线装药密度为设计值的1-5倍。

装药时应保持药串在孔的中间或靠近需要开挖的一边，以减弱对保留孔壁的破坏作用。

⑤孔口不装药段用砂土堵塞，堵塞时要防止砸断导爆索。

⑥全部装药完毕后，进行爆破网路的联接和起爆。

（四）路基回填

本标段路基填筑施工范围大，施工线路长，并存在高填路堤以及软弱土层、红粘土等特殊路基，施工难度大，施工过程中将严格按照“三阶段”、“四区段”、“八流程”的方法进行。

为了保证施工机械有足够的安全作业长度，每个作业区段长度不得小于40m。

路堤填筑前，对填料各项指标进行试验，并根据填料及压实机具的不同各选择全幅不小于100m的路堤段进行填筑工艺试验，通过试验确定最佳工艺参数，包括机械组合方式、铺筑厚度、压实遍数、压实含水量及检验方法等，报监理工程师批准后作为控制指标，指导全面施工。

路基压实采用重型振动压路机进行碾压，灌砂法测定压实度。

1、填土路基

填土路基施工工艺流程图如下：

（1）地基处理

路堤填筑前清除基底表层植被及腐植土，挖除树根，做好临时排水设施。

对无需作地基特殊处理的一般路基的基底，当为土质地层时，按设计要求挖除表层土，再分层填筑满足设计要求的填料，当为砂类土、砾卵石（碎石）类土地层时，先清表，再将原地整平碾压密实。

原地面坡度陡于1∶5时，应自上而下挖台阶。

沿线路横向挖台阶宽度、高度满足设计要求，沿线路纵向挖台阶宽度不小于2m。

（2）测量放样

测出基底处理后的原地面标高，依照设计资料精确测放路基边线及线路中心线，打桩标示；直线地段每20m一个桩，曲线地段每10m一个桩，并在桩上作出虚铺厚度的标记。

（3）分层填筑

每200m或两结构物之间划为一个小施工区段，每10～15m设一组标高点，画在两侧放样的竹杆上，挂线控制每层松铺厚度。

自卸汽车卸土，根据车容量和填筑厚度计算每车摊土面积并划出网格，根据网格按车进行摊铺整平。

松铺厚度经工艺试验并结合土工格栅间距确定，一般不超过30cm。

为保证边坡压实质量，填筑时路基两侧各加宽50cm。

铺土工格栅处倒退卸土，防止压损格栅。

（4）摊铺平整、洒水晾晒

采用推土机摊铺初平，平地机终平，每一层做成向两侧2%～4%的横坡以利排水。

填料碾压前进行含水量检测并控制在最佳含水量+2%～-1%范围内，再进行碾压。

当填料含水量较低时，采取洒水措施；当填料含水量较高时，及时进行翻晒。

（5）碾压夯实

按工艺试验确定的碾压速度、碾压遍数，用重型振动压路机按先两边后中间（曲线地段先曲线内侧后曲线外侧），先慢后快的原则进行碾压。

各区段交接处互相重叠压实，纵向搭接长度不小于2m，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm，上下两层填筑接头错开不小于3m。

碾压过程中如发现有凹凸不平现象，采用人工配合及时补平，使碾压好的路面平整度符合要求。

用普通压路机按上述规定碾压后，再采用具有连续压实控制/智能压实功能的振动压路机进行碾压和检测，以控制压实质量的均匀性。

对埋有沉降观测装置的周边不能碾压的部位，采用冲击夯进行夯实。

（6）质量检测

每层填土压实后，及时进行中线、标高、宽度、压实厚度及压实度的检测，检测合格报监理工程师审批后再进行下一层填筑。

压实度检测采用灌砂法和核子密度仪进行。

检验合格后，需铺设土工格栅地段，按设计间距、宽度、方向进行铺设。

（7）路基整修

包括路基面坡度、平整度、边坡等整修内容，严格按照设计要求进行，对于加宽部分在整修阶段人工挂线清刷夯拍，路基整修要达到检验标准的要求。

对于一般路段，边坡高度H≤12m时，采用折线形边坡，8m以上坡率采用1:

1.5,8m以下采用1:

1.75；边坡高度H≥12m时，采用台阶形边坡，平台宽1.5m，8m以上坡率采用1:

1.5,以下采用1:

1.75；20m＜H≤30m时，在8m、16m处设平台，坡率分别采用1：

1.5～1:

1.75～1:

2。

2、填石路基

本标段需回填石方1721275方，所有回填石方均采取本桩利用和纵向利用，无需借方。

填石路基填料选择符合规范要求、级配良好的硬质岩块，，填石路堤路床顶面以下50cm的范围内铺筑适当级配的砂石料，并分层压实，填料最大粒径不超过10cm。

填石路堤按“四区段、八流程”施工工艺，选用20t以上的振动压路机或大功率的冲击式压路机水平分层填筑，严禁倾填施工。

填石路堤施工工艺流程见下图：

（1）划分区段

在验收合格的地基上划分作业区段，各区段依次循环作业。

（2）分层填筑

填筑前首先人工码砌边坡，每填层码砌宽度垂直路基中线方向不小于1.0m。

码砌采用较大石块，大面朝下摆放稳固，石缝间用小石块嵌缝，每层石料松铺厚度0.5～0.8m。

填料中大于层厚2/3的石块予以解小，石块大小应级配填筑。

填筑时先低后高，水平成层，然后先两侧后中央分层填筑。

每层填料均匀一致，不同填料不能混填。

（3）摊铺平整

卸下的石质填料采用大马力推土机整平初压，使层面大致平整，局部不平地段用细颗粒料找平，个别尖角用大锤砸掉。

（4）检查松铺厚度

沿纵向每20m设一断面，每断面布设3～5个测点，用水准仪测出各点高程，相对下层标高检查其松铺厚度。

（5）压实

采用重型振动压路机振动碾压，碾压参数按照工艺试验确定的参数进行。

碾压时先两侧后中央，曲线地段先内侧后外侧，行与行之间重叠0.5m左右，以压实速度和遍数控制均匀压