挖方路堑是由天然地层构成的, 天然地层在生成和演变的长期过程中, 一般具有复杂的地质结构。处于地壳表层的挖方路堑边坡施工中受到自然和人为因素包括水文、水文地质、地面水、气候、地貌、设计与施工方案等的影响, 比路堤边坡更容易发生变形破坏。路基出现的病害大多发生在路堑挖方地段上, 诸如滑坡、落石、崩坍、路基翻浆等。路基大断面的开挖施工, 破坏了原有的山体平衡, 以及地下、地表水体的平衡, 如果施工方法不合理, 边坡太陡, 弃方堆弃太近, 草坡栽种、护面铺砌及挡土墙施工不及时, 排水不良等都会引起路堑边坡失稳、滑坡, 严重时甚至影响整个工程进度。施工人员应从设计审查、施工方案选择、现场地质水文调查多方面把关, 切实搞好挖方路基施工。
1 路基挖方施工
1.1 清表
根据路基挖方范围, 对该段路基用挖掘机进行清表, 并把清除的表土运至指定地点妥善堆放, 备将来种植土之用。
1.2 测量放样
清表完成后, 根据设计图纸、各导线点坐标及水准点标高进行复测, 闭合后将复测资料审核。根据定线数据进行施工放线。按规定, 路基施工前, 应根据设计图、施工工艺和有关规定恢复的路线中线桩、钉出路基用地界桩、路堑坡顶、取土坑、边沟、弃土堆、护坡道等的具体位置桩。道路中线桩直线部分每20m一个, 每100m设一个永久性固定桩, 曲线的起点、终点、圆缓点、缓圆点都应设置固定桩。在中线桩施测后, 进行横断面测量, 然后根据路基横断面图及实测标高进行边桩放线。在挖方断面的坡顶点位置上, 钉挖断面的边桩, 一般在距边桩一定距离的外方, 设栓 (护) 桩, 以备边桩丢失后及时恢复。
1.3 路基土方开挖
土方地段的挖方路基施上标高, 考虑因压实而产生的下沉量, 下沉量的数值由试验室确定。路基顶面以下80cm的压实度, 要达到95%, 不符合要求时, 采取压实或其它措施进行处理。
1.3.1 开挖方法
(1) 深路堑的开挖拟采用装载机配合挖掘机作业, 采用通道式纵挖法施工, 即开挖时采用“分层纵挖法”自上而下分层进行。在开挖两侧时, 使各层有独立的出土道路和临时排水设施, 不得乱开挖、超挖, 严禁掏洞取土。黄土路堑边坡采用阶梯型开挖, 边坡坡率按高度不同, 分别采用1∶1.25、1∶1.5、1∶1.75, 挖方高度每8m设一级碎落台, 碎落平台宽2m, 并按一定的频率用坡比尺检查边坡坡度, 及时纠正偏差。开挖时按设计边坡线预留30cm开挖, 每挖深2m~4m时用挖掘机修刮边坡一次, 使边坡一次成型。
(2) 施工中当路堑的长度较短 (不超过100m) , 开挖深度不大于3m, 地面较陡时, 宜采用推土机作业, 推土机具有操作灵活、运转方便、所需土作场地小、短距离运土效率高等特点, 既可独立作业, 也可配合其他机械施工, 带松土器的推土机还可进行松土作业, 因此是土方路堑施工中最常用的机械之一。推土机开挖土方作业由切土、运上、卸土、倒退 (或折返) 、空回等过程组成一个循环。影响作业效率的主要因素是切土和运土两个环节。因此, 必须以最短的时间和距离切满土, 并尽可能减少土在推运过程中散失。推土机开挖土质路堑作业方法与填筑路基相同的有下坡推土法、槽形推土法、并列推土法、接力推土法和波浪式推土法。另有斜铲推土法和侧铲推土法。
(3) 道路工程施工中以单斗挖掘机最为常见, 而路堑土方开挖中又以正铲挖掘机使用最多。正铲挖掘机挖装作业灵活, 回转速度快, 工作效率高, 特别适用于与运输车辆配合开挖土方路堑。正铲工作面的高度一般不应小于1.5m, 否则将降低生产效率, 过高则易塌方, 损伤机具。其作业方法有侧向开挖和正向开挖。
1.3.2 开挖技术措施
为保证路堑的稳定性, 施工中应本着“防滑先防水”的原则, 做好“三边”工作, 同时做好裂缝处理。
(1) 边开挖边排水措施:每层表面应预留一定的纵坡和横坡, 并开挖临时排水沟, 将水引排出路外, 减少雨水的浸泡和下渗;加强层及其底部的改良层施工完毕后, 及时安排边沟施工。
(2) 边开挖边防护措施:如果要完全做到边开挖边防护, 会引起两者相互干扰, 影响施工进度, 采用“开挖一级防护一级”的措施保证边坡做到及时封闭。具体做法是:在施工时采用路堑边坡不一次开挖到位, 暂留30cm厚度的措施减少雨水的冲刷和下渗;路堑逐级开挖到坡中碎落台标高时, 用挖掘机配合人工突击刷坡清方, 开始做边坡防护, 对已完工的坡面及时支挡和封闭, 在每一级上防护工程施工完毕后, 如果具备植物成活条件, 应尽快安排生物防护施工, 避免边坡长期裸露、暴雨和暴晒, 保护边坡免遭破坏。
(3) 裂缝处理措施:对于路堑边坡上出现的不会影响土体下滑的裂缝, 必须及时进行灌浆处理, 对于可能因其土体下滑的裂缝, 应提出处理措施。
1.3.3 雨期路堑开挖的要求
(1) 路堑开挖前, 在路堑边坡坡顶2m以外开挖截水沟并接通出水口。
(2) 开挖时分层进行, 每挖一层必须设置排水纵横坡。挖方边坡不得一次性挖到设计标高, 需预留30cm厚, 待雨期过后修整到设计坡度, 利用挖方填筑路基的部分, 必须随挖随填。
(3) 路堑挖到设计标高以上30cm~50cm时停止开挖, 在两侧挖排水沟。待雨期过后再挖到路床设计标高。
1.4 石质路堑开挖施工
在开挖程序确定之后, 根据岩石条件、开挖符合施工工期和开挖强度的要求, 有利于维护岩体完整和边坡稳定性, 可以充分发挥施工机械的生产能力, 辅助工程量少。
1.4.1 开挖方式
(1) 钻爆开挖:是当前广泛采用的开挖施工方法。有薄层开挖、分层开挖 (梯段开挖) 、全断面一次开挖和特高梯段开挖等方式。
(2) 直接应用机械开挖:该方法没有钻爆工序作业, 不需要风、水、电辅助设施, 简化了场地布置, 加快了施工进度, 提高了生产能力。但不适于破碎坚硬岩石。
(3) 静态破碎法:将膨胀剂放入炮孔内, 利用产生的膨胀力, 缓慢的作用于孔壁, 经过数小时至24h达到300MPa~500MPa的压力, 使介质裂开。
1.4.2 石质路堑爆破施工方法
(1) 定向爆破:利用爆破能将大量土石方按照指定的方向, 搬移到一定的位置并堆积成路堤的一种爆破施工方法, 称为定向爆破。它减少了挖、装、运、夯等工序, 生产效率高。在公路工程中用于以借为填或移挖作填地段, 特别是在深挖高填相间、工程量大的鸡爪形地区, 采用定向爆破, 一次可形成百米以至数百米路基。
(2) 洞室爆破:为使爆破设计断面内的岩体大量抛掷 (抛坍) 出路基, 减少爆破后的清方工作量, 保证路基的稳定性, 可根据地形和路基断面形式, 采用抛掷爆破、定向爆破、松动爆破方法。
2 结语
挖方路基是道路工程的一个重要组成部分, 路基出现的病害大多发生在路堑挖方地段上, 随着高等级道路的发展, 对路基的施工要求越来越高。路基挖方的施工方法选择直接关系到施工进度和工程质量, 施工人员应从设计审查、施工方案选择、现场地质水文调查多方面把关, 切实搞好挖方路基施工。
摘要：本文针对市政道路路基挖方施工特点, 对路基的施工开挖技术措施进行探讨。
关键词：道路,路基挖方,施工