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路基及附属施工技术方案

高速公路工程

路基及附属施工技术方案

技术文件编号：

FA-02（VER04）

二○一七年八月

高速公路工程

路基及附属施工技术方案

技术文件编号：

FA-02

版本：

VER04

编制：

审核：

批准：

1.编制说明

编制目的

明确xx高速公路路基的施工工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，确保路基施工“按期、优质、高效、低耗”的建设总体目标的实现，特编制本施工技术方案。

编制依据

（1）xx高速公路工程招投标文件。

（2）xx高速公路两阶段施工图第三册《路基、路面》。

（3）xx高速公路工程地质勘查报告。

（4）有关的国家法律法规和地方行政法规，国家、地方和行业的有关现行标准、规范、规程。

表1.21相关标准、规范、规程表

序号

名称

编号

1

公路工程技术标准

JTGB01-2014

2

公路桥涵地基与基础设计规范

JTGD63-2007

3

《公路工程抗震设计规范》

JTGB02—2013

4

《公路路基设计规范》

JTGD30—2015

5

《公路路基施工技术规范》

JTGF10—2006

6

《公路排水设计规范》

JTG/TD33-2012

7

《公路土工合成材料应用技术规范》

JTG/TD32-2012

8

《公路冲击碾压应用技术指南》

交通部公路科学研究院主编

9

《关于提高新疆公路工程路基、路面压实度指标的通知》

交通厅以新交质（2002）2号文公布的

10

《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）

JTGC20-2011

11

《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30—2002）

JTGC30—2002

2.工程概况

概述

xx高速公路项目全线位于xx境内，xx地处巴音郭楞蒙古自治州东南部，阿尔金山及昆仑山北麓，塔克拉玛干沙漠南缘。

西接且末，北邻尉犁县及鄯善县和哈密市，东与甘肃省、青海省交界，南与西藏自治区接壤。

县城距州府库尔勒444km，距离乌鲁木齐约920km。

xx自古以来就是古“丝绸之路”的必经要地，是315国道进入新疆的门户，地理优势突出，战略地位十分重要。

同时该项目作为对接“中巴经济走廊”的重要通道，是新疆外联青海、关联西北－西南片区的快速联系通道，工程地理位置见图2.11。

图2.11工程地理位置图

2.1.1.路基结构

本区段路基长度为26.8km，被线路内桥梁及隧道等构造物划分为27个段落。

本线路主线按照双向四车道高速公路标准设计，设计行车速度为100km/h。

根据路基边坡的稳定情况、土质类型、坡面排水形式等，本段路基设计了预制方格骨架护坡、拱形骨架护坡、SNS主动柔性防护网、锚杆框架梁护坡、空心六棱块护坡、水泥混凝土护坡等边坡结构及C30片石混凝土路基挡土墙、C30片石混凝土护肩和M15浆砌片石护脚等路基支档结构。

整体式路基宽度采用26m，单向行车道宽2×3.75m，中间带宽度3.5m（含中央分隔带2.0m和两侧路缘带宽各0.75m），硬路肩宽3.0m（含路缘带宽0.5m），土路肩宽0.75m。

分离式路基宽度采用13m，左侧土路肩宽0.75m，左侧硬路肩宽1.0m，行车道2×3.75m，右侧硬路肩宽3.0m（含路缘带宽0.5m），土路肩宽0.75m。

本项目在隧道群路段根据专业需求，设置两段分离式路基，其余路段均采用整体式路基。

具体分段情况如下：

表2.11分离式路基与整体式路基段落划分

序号

桩号区间

路基断面

长度（m）

备注

1

K76+700

～

K93+880

整体式

1718

2

ZK93+880

～

ZK102+094.346

分离左线

8232.173

巴什库尔干一、二号

隧道分线

K93+880

～

K102+130

分离右线

3

K102+130

～

K104+859.009

整体式

2729.009

4

ZK104+859.009

～

ZK108+374.542

分离左线

3523.262

七面峰隧道分线

K104+859.009

～

K108+390

分离右线

4

K108+390

～

K120+900

整体式

12510

表2.12路基宽度及横断面要素表

路基形式

路基宽度（m）

中间带宽度（m）

行车道宽度（m）

左侧硬路肩

（路缘带）宽度

（m）

右侧硬路肩宽度（m）

土路肩

宽度（m）

整体式路基

26.0

3.0

4×3.75

0.75

3.0

0.75

分离式路基

13.0

/

2×3.75

0.75

3.0

0.75

整体式路基：

路线平面设计线位于路基中心线，纵断面设计线为平面设计线右侧1m处。

图2.12整体式填方路基标准横断面图

图2.1.-3整体式挖方路基标准横断面图

分离式路基：

路线平面设计线位于左侧土路肩外边缘处，纵断面设计线为平面设计线右侧1m处。

图2.1.-4分离式路基标准横断面图

本项目整体式中央分隔带标准宽度为2m，路基段中分带采用沥青砂进行封闭。

2.1.2.路基主要工程量

表2.13路基工程工程量统计表

序号

工区

清理表土

（万方）

挖方（万方）

填方（万方）

备注

土方

石方

土方

石方

1

一工段

10

135

106

140

126

2

二工段

2

23.7

146

13.6

42

3

三工段

7

106

297

103

175

表2.14防护支档工程量统计表

序号

类别

工程项目及数量

C30预制混凝土（m3）

C30现浇混凝土（m3）

C30片石混凝土（m3）

1

填方路基防护

4727.69

10136.02

2

挖方边坡支档

115.1

1308.33

3754.8

3

挖方（锚杆+铁丝网）

2380.67

4

挡土墙

222.4

12945.7

5

防水工程

8931.17

合计

13773.96

14047.42

16700.5

建设条件

2.1.3.气象

2.1.3.1.气候

路线区地处阿尔金山东部，地势呈南高、北低。

路线区属大陆高原干旱性气候，夏季炎热，冬季寒冷。

6～8月气温最高，一般在25℃～30℃，最高可达35℃，冬季气温一般在零下18℃～22℃，最冷可达零下35℃。

夏季温差较大，一般在0~20℃，3～8月为风季，北部山前地带常有5～7级大风，最大风力可达8～10级，并伴有沙尘暴；高山区一般在4～6级，多为西北风，风大，风向不稳定。

2.1.3.2.降雪及冻深

路线区降雪期较长，从10月中旬到第二年3月下旬止，降雪量在高山区厚30～40cm，在中高山区厚15～20cm。

积雪除了在高山及背阴处外，其余地区在4月底消完。

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）中的附录F-中国季节性冻土标准冻深线图，路线区域标准冻深为90～120cm，路线区域最大冻深可选用为120cm。

2.1.3.3.降水

路线区属于干旱地区，降雨量少，年平均降雨量在20～50毫米，年降雨日在20天左右，多集中在6～8月，时有洪水发生。

1980年7月，路线附近发生十年一遇暴雨山洪，红柳沟洪水洪峰高达3米多，发生冲倒电线杆，冲毁道路及冲走车辆等事故。

表2.21气象特征统计表

顺序表

日照

温度

湿度

降雨

风速

月份

日照（小时）

日照实数百分%

平均气温℃

每季平均最高气温℃

每季平均最低气温℃

平均绝对湿度（毫巴）

平均相对湿度%

月平均降雨量（毫米）

月平均降雨次数（天）

月平均风速（米/秒）

月平均大风日数（天）

一月

220～240

70～80

-14

-2～-4

-18～-2

2

40～50

0～5

0～4

3

5

二月

220～240

70～80

-8～-14

1～2

40～50

0～5

0～4

3

2～5

三月

240～260

70

-2

2

40～50

0～5

0～4

4～5

5

四月

260～280

60～70

2～4

14～16

-4～4

2

30～40

0～5

0～4

3～4

5

五月

280～300

60～70

10

4

30～40

0～5

4

4

5

六月

300

60

12～14

6

30～40

5～10

4

4

5

七月

300

60

14～16

22～24

8～16

8

40～50

10

4～8

4

2～5

八月

280

60～700

14～16

6～8

40～50

10

4～8

4

2～5

九月

280

70

10

6

30～40

5～10

4

3

4

十月

260～280

80

2

10～12

-4～-6

2～4

30～40

0～5

4

3

2

十一月

220～240

70～80

-8～-6

2

40～50

0～5

4

1

2

十二月

200

70～80

-14

2

40～50

0～5

04

1～2

1～2

2.1.4.水文

项目所在地区属于罗布泊水系。

属于高山、中高山地区，水系不发育，除了北部红柳沟、恰什坎萨依为长年流水沟外，其余均为干沟，或只是在雨季或春季融雪期才有暂时性水流或者洪流流过。

红柳沟水源发源于巴什考供以南，由木孜布拉克、巴什布拉克、乔喀勒克、库木其布拉克等泉水汇集而成。

由南向北流经巴什考供、红柳沟口到山前戈壁消失，全长40公里，流速0.8-1.5米/秒。

境内主要支流有：

青海沟（石头沟）、乔喀勒克萨依、尼亚孜阿勒克萨依、新疆沟、木孜萨依、亚普恰萨依、哈勒塔萨依、喀拉萨依、伊特库鲁萨依等，均汇入红柳沟主沟。

青海沟伊特库鲁萨伊

图2.21代表性地表水示意图

2.1.5.地质条件

2.1.5.1.地形地貌

路线区位于阿尔金山东部，行政区划隶属于新疆巴音郭楞蒙古自治州xx管辖，地处偏远，交通不便。

区内地形陡峭，相对高差大，交通通行条件困难，除G315贯穿路线部分区域可通行汽车外，区内大部分地区汽车无法通行。

路线区距离最近的居民点约100千米，生活物资和生活用水供给困难。

阿尔金山呈北东东-南西西向横贯整个路线区。

路线区北邻塔里木盆地，南依东昆仑，地形十分复杂。

海拔高程在1500～3700米，一般在2000～3700米，最高为3700米，相对高差大，地形陡。

总体地势呈南高，北低，北部靠山前一带切割剧烈，南部次之。

路线区域按地貌可分为山间冲洪积倾斜平原，山前洪积倾斜平原，山间沟谷，中高山地区，高山地区地貌5个类型。

区内的中高山地区和高山地区二者有三点不同之处：

（1）中高山地区断层较为发育，特别是次一级扭性断层更甚。

高山地区东西向主干断裂和次一级扭性断裂不太发育。

（2）中高山地区的各期次侵入岩极为发育，而高山地区侵入岩极少分布。

（3）中高山地区由于断裂造成菱形块状地貌，高山地区形成近东西向山脊垅岗地貌。

2.1.5.2.区域地质概况

（1）地层岩性

依据新疆岩石地层区划图，路线区地层隶属于塔里木-南疆地层大区，塔里木地层区，阿尔金山地层小区。

出露的地层主要有中-新太古界、新太古界-古元古界、中-新元古界、古生届、中生界及新生界。

路线区域出露地层单元有新太古-古元古界阿尔金岩群（Ar3-Pt1）A、中新元古界蓟县系（Pt2-3）j、青白口系（Pt2-3）q、奥陶系下奥陶统额兰塔格组（O1e）、中-上泥盆统恰什坎萨依组（D2-3q）、上石炭-下二叠统因格布拉克组（C2-P1）y、及古近-新近系、第四系。

（2）地质构造

拟建工程场地在区域上处于武夷-戴云隆褶带的闽东火山断坳带内，西邻闽西北隆起带和闽西南坳陷，东临台湾海峡沉降带。

活动时代较新、距工程场地较近或影响较大的断裂构造主要有长乐一诏安断裂带（F4）,北西向闽江断裂带（F6）。

（3）水文地质

路线区水文地质特征以主要发育的泉水为主，分部不均，主要分部于沟谷地带。

根据成因可分为脉状裂隙泉，断层泉，潜水泉三类。

总体上，路线区域为贫水区，仅在断层发育部位或裂隙密集带零星发育泉水，在位置上位于沟谷地带，且水量不大、水质差。

2.1.5.3.不良地质及特殊性岩土

（1）不良地质

工程区不良地质现象主要有：

崩塌、滑坡、岩溶等。

1滑波

路线K89+470-K90+750段，该区域岩性以松散的粉土（黄土状）及松散-稍密角砾为主。

平行发育多条近南北向的冲沟，由于岩性以松散的粉土（黄土状）及松散-稍密角砾为主，流水侵蚀切割严重，沟坡一般为欠稳定，路基设计应做好排水及支护措施。

影响路线方案的不良地质为松散层的切层滑坡：

分布路线K89+700-K90+140段，为角砾层形成的高差达30m的陡坎，自然边坡不稳定，在雨季水的作用下将继续垮塌，滑坡面倾向西。

路线已经采取了避让，不良地质影响不大。

2崩塌、危岩、碎落

路线区位于阿尔金山断裂带区域，该断裂带可以分为近东西向、北西向、北东向和近东西向北略凸的弧形断裂等组成。

受断裂构造影响，沿线基岩山体岩体破碎-较破碎，在高陡破碎山体边坡部位常发育崩塌、危岩及碎落不良地质。

（2）特殊性岩土

沿线特殊性岩土为盐渍土及季节性冻土。

1盐渍土

本项目处于干旱区，蒸发量大，降水量小，路线主要通过阿尔金山山前冲洪积倾斜平原区及阿尔金山剥蚀山区，盐渍土种类多样，分布不均，盐渍化程度不均。

盐渍土分布在山坡的缓坡部位、沟谷两侧缓坡及低洼地带等微地貌部位，具有在路线上分布不均匀、不连续的特点。

项目路线走廊带范围内存在亚硫酸盐、硫酸盐～中、弱盐渍土，局部为强盐渍土、亚氯盐、氯盐～弱、中盐渍土。

2冻土

根据《冻土工程地质勘查规范》（GB50324-2014）及《青藏高原冻土地区水文地质图》等资料分析，路线区域位于非多年冻土区。

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011）中的附录F-中国季节性冻土标准冻深线图，路线区域标准冻深为90～120cm，路线区域最大冻深可选用为120cm。

项目沿线地基土以不冻胀及弱冻胀为主，地基土不用做特殊处理；桥、涵构筑物基础埋置深度需在季节性冻土深度以下。

工程特点

（1）本标段设计线路长达44.2km，其中路基长度26.8km，土石方工程数量较大，且结构物较多，存在点多线长，管理组织难度大的问题。

（2）线路沿线地质条件复杂，存在不良地质及特殊性岩土。

工程区不良地质现象主要有崩塌、滑坡、岩溶等，特殊性岩土主要为盐渍土及季节性冻土。

路基施工时需特别注意不良地质及特殊性岩土地段的安全及质量控制。

（3）项目所在区域为高海拔戈壁地貌，水资源非常匮乏，且路基填筑中洒水蒸发较快，施工过程中采用闷料工艺施工。

（4）气候条件恶劣，冬期施工影响较大。

项目位于中纬度的欧亚大陆腹地，塔里木盆地东部，地形闭塞、降水稀少、蒸发量大、空气极度干燥，是世界上同纬度最干旱的地区之一。

气温温差较大，多大风和浮尘天气，有沙暴。

北部平原区属暖温带大陆性荒漠干旱气候，降水稀少，蒸发强烈，春秋温度变化剧烈，夏季炎热、干旱，冬季寒冷漫长雪少。

每年12月至次年2月由于气温过低均无法进行施工。

（5）本项目局部路段穿越罗布泊野骆驼国家级自然保护区的实验区，野骆驼被列为我国一级保护动物。

项目在设计过程中，对于穿越保护区的地段要根据野生动物的活动特点及生活习性设置必要的通道，以不影响野生动物的正常活动及迁徙；在施工过程中要最大限度的保护生态环境，实现建设项目与自然生态环境的协调。

（6）施工线路与G315线伴行，施工场地局促，该线路利用沟谷地形布设线位，局部路段沟谷狭窄，给施工及运输带来不便。

同时，施工期间不可避免对既有G315线车辆通行带来干扰，如何保证交通通畅是项目实施过程的重点和难点之一。

（7）项目所在地资源匮乏，用于工程建设的大部分物资材料均需由内陆地区组织运输，转运周期较长，施工时对物资设备组织计划要求有较高的前瞻性。

（8）根据设计地勘报告，本线路路基路堑开挖石方比例较大，需采用爆破施工，安全风险较大。

（9）线路主要位于阿尔金山越岭段，地形复杂，起伏变化较大，沿沟谷所布设的线位，基本与在建格库铁路平行（或存在交叉）。

经现场调查，该标段能够建设施工、生活场地的沟谷，均已被格库铁路施工队伍占用，且部分建筑已侵入公路红线范围，相互干扰较大。

（10）项目地处少数民族集聚地，施工过程中需协调好与少数民族之间的关系，维稳压力大。

3.施工总体部署

主要施工思路

本项目路基施工主要包含了路堤施工、路堑施工、边坡防护、支挡防护及排水等施工内容。

主要施工顺序以箱梁架设安装的方向为主线，流水作业，尽量做到资源的周转利用。

同时，高填深挖路段可提早开工，保证在箱梁架设前形成运梁通道。

路堤填筑采用常规的填筑工艺，尽量利用路堑开挖的土石方作为填料；路堑开挖时，土方及松散石方采用机械开挖，次坚石及坚石采用爆破开挖；边坡、支挡及排水工程与路堤及路堑同步进行。

（1）路基挖方施工

路基土方主要用挖掘机、自卸汽车辅以推土机开挖转运。

路基石方采用机械打眼和小型松动爆破，对次坚石以上的石质边坡在近边坡坡面2～3m处预留并实施光面爆破。

用推土机集堆，装载机、自卸汽车转运出渣。

对半填半挖路基采用挖掘机配合推土机从上往下逐台开挖转运渣料和由下而上分层摊铺碾压，挖填交界处按规定开挖台阶。

路基开挖过程中始终向路外留有排水纵坡，避免积水。

（2）路基填方施工

采用分层填筑的方式施工路基填方。

对路基土方推土机摊铺找平后压路机碾压密实；对路基石方用推土机辅以人工摊铺，找平后用重型振动压路机分层碾压密实。

（3）边坡防护施工

大型基坑主要采用机械开挖、人工清基，小型沟坑用人工开挖。

预制块在每个施工段选择1处场地集中预制，浆砌圬工用砂浆机拌制砂浆，人工挂线砌筑。

（4）排水工程施工

排水沟、槽采用人工开挖成型，砂浆机拌制砂浆，人工挂线砌筑。

施工工艺流程

路基施工总体施工工艺流程图

图3.21路基施工总体施工工艺流程图

关键设备选型

3.1.1.挖机

选用不小于小松PC300型功率挖机，用于路堑开挖及路提填筑施工。

小松PC300机适用于各种土质层和砂砾类岩土和软岩施工。

坚石及次坚石施工时采用爆破开挖。

表3.51挖机小松PC300参数表

项目名称

参数

项目名称

参数

额定功率（HP/KW）

180

标准斗容（mm³）

1.4

行走速度（Km/h）

5.5/4.5/3.2

回转速度（rpm）

9.5

斗杆挖掘力（Kg）

17400

铲斗挖掘力（Kg）

23100

最大挖掘深度（mm）

7380

接地比压（kg/cm2（kpa））

0.65

最大挖掘距离（mm）

11100

最大卸载高度（mm）

10210

燃油油箱容积（L）

605

最大挖掘半径（mm）

10920

全　　长（mm）

1140

液压油箱容积（L）

188

全　　宽（mm）

3190

最小离地间隙（mm）

500

全　　高（mm）

3280

尾部旋转半径（mm）

3450

3.1.2.压路机

压路机采用振动压路机，用于路基基床压实，及路基分层填筑压实。

根据规范要求路堑填石压实设备不得小于22T，采用不小于YZ12（CA30）SD100D/国产22T型功率振动压路机。

表3.5222T振动压路机参数表

项目名称

参数

项目名称

参数

工作质量（kg）

20000

振　频（Hz）

28/35

静线压力（N/cm）

578

振　幅（mm）

1.8/0.9

振动轮（直径×宽度）（mm）

1600×2130

激振力（kN）

374/280

行驶速度（km/h）

（1）0～4.48

（2）0～6.3（3）0～6.6（4）0～11

爬坡能力（%）

45

外形尺寸（长×宽×高）（mm）

6275×2390×3066

额定功率/转速（DIN6271）（kW/r.p.m）

140/2200

3.1.3.混凝土生产设备

表3.54搅拌站性能表

分析

配置

配置

配置

项目

两台HZS120搅拌站

两台HZS120搅拌站

两台HZS75搅拌站

每盘方量

2m³

2m³

1.3m³

投料时间

20s/盘

20s/盘

20s/盘

搅拌时间

120s/盘

120s/盘

120s/盘

卸料时间

30s/盘

30s/盘

20s/盘

理论生产效率

84.7m³/h

84.7m³/h

52m³/h

实际生产效率

（计80%）

67.8m³/h

67.8m³/h

41.6m³/h

日生产量（m³）

813m³/d

813m³/d

530.4m³/d

12h/d

月生产量（m³）

20329m³m3/月

20329m³/月

13260m³/月

25天/月

4.主要施工方法

施工准备

4.1.1.技术准备

（1）熟悉和分析施工现场的地质、水文资料、设计图、设计文件、施工技术规范和质量要求、使用的施工方法和材质要求等进行交底。

交底包括以下内容：

①设计文件、施工图及说明要点等内容。

②分部、分项工程的施工特点，质量要求。

③施工技术方案。

④工程合同技术规范、使用的工法或工艺操作规程。

⑤材料的特性、技术要求及节约措施。

各单位在施工中的协调配合、机械设备组合、交叉作业及注意事项。

⑥试验工程项目的技术标准和采用的规程。

⑦安全、文明、环保施工具体要求。

由现场主管技术员向现场施工班组、施工人员进行技术、操作、安全、环保交底，确保施工过程的工程质量和人身安全。

（2）熟悉施工现场环境，排查清施工区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物、危险建筑等的分布情况。

本工程危险源包括：

高空坠落、物体打击、触电、机械伤害、坍塌、中毒、火灾、职业病等。

（3）进行路基填筑试验段填筑工作，确定压实设备类型和最佳组合方式、碾压遍数、速度和碾压工序、每层填料的松铺厚度及适合的填料含水量。

收集相关数据，指导本施工段路基工程施工并达到技术质量标准。

（4）施工前控制测量

工程开工前在施工准备工作中应对设计提供的测量控制点按规范或监理工程师要求的方法进行复测，核对无误后即作为加密控制点的基点（或基线），而后布置、测设加密控制点（选址于坚固、不易损坏和不易被覆盖且方便测量之处，设置密度按沿路线方向水准加密控制点100～300m/处，导线加密控制点200～300m/处），以方便施工和确保施工放样的准确性。

加密控制点的测量方法和测设精度须满足《技术规范》和《测量规范》要求，其测量成果报经监理工程师审批后即作为施工中测量控制依据。

（5）试验检测工作准备

编制工程检验试验计划，进行先期的各种原材料取样试验及配合比试验，确定有关数据，保证工程施工质量，保证工程的按期开工。

为此，项目分部已建立了配套齐全，满足工程需要的试验室，负责本施