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1.前言
高寒阴湿地区路基在冻结过程中因水分迁移而产生分凝冰，在融化过程中因冻土层的冻胀易产生翻浆、沉降、冻融等路基病害，由于地质条件的差异，在高寒阴湿地区软土地基处治方面，目前还没有成熟的施工技术规范。因此在高寒阴湿地区软土地基处治，成为公路施工亟待解决的技术难题之一。宕昌（南河）至迭部二级公路改建工程施工中，针对海拔2200m～2800m高寒阴湿地区路基施工中，地下、地表富水地基造成的路基翻浆、沉降、冻融等技术难题，开展了《利用隧道弃碴处理高寒阴湿地区公路软基施工技术》研究。采用先进的数据采集及监测手段对路基工后沉降和冻胀变形进行了科学的数据采集，通过对数据的整理分析，结合当地水文地质条件，制定出了渗沟和片石换填相结合的软基处理方法，有效地解决了高寒阴湿地区路基翻浆、沉降及冻融等技术难题，保证了软基处治的效率和质量。通过宕昌（南河）至迭部二级公路改建工程K15+000～K23+430段，长度达8.43公里路基软基处治施工的成功实践，利用路线范围内腊子口隧道的石方弃碴，经加工后用于软基换填材料，提高了地基承载力。
2.特点
1）采取隧道弃碴换填和设置渗沟相结合的方法进行软基处理，提高了地基承载力，降低了地下水位，有效的解决了地基冻融问题。2）通过建立简易气象站和变形冻胀自动数据采集系统，对周边气象和软基冻胀变形进行了科学的数据采集及分析，为高寒阴湿地区公路软基处理提供了技术参数。3）利用隧道弃碴作为软基换填材料，在保证工程质量的同时，做到就地取材，最大的限度减少对周边自然生态环境的破坏；避免了隧道弃碴对土地的占用，节约了土地。
3.适用范围
适用于高寒阴湿地区，地表地下水丰富，换填片石来源丰富（有石质隧道弃碴）的软土地基处治。
4.工艺原理
施作渗沟用于降低地下水位，减少地下水对路基实体部分的侵蚀；利用隧道石方弃碴作为换填材料，形成紧密镶嵌的透水路基，隔断了毛细水上升，结合渗沟引排作用，提高了软基地基承载力，有效的解决了地基冻融问题，同时做到就地取材，应地制宜，最大限度减少对周边自然生态环境的破坏。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程（如图5.1所示）
5.2施工操作要点
5.2.1施工前期准备。（1）贯通施工便道，保证施工便道畅通。（2）人员准备：组织责任心强，施工经验丰富的现场管理人员进行施工。（3）机械设备准备：根据现场施工条件，计划两个工作面，每个工作面配备东风大力神290型自卸车4辆，山推230型推土机1台，大宇220型挖掘机1台，徐工20t振动压路机1台。（4）材料准备：按设计数量一次性进场土工布、波纹管等材料，片石采备数量满足施工进度即可，要达到硬度和粒径的规范要求。片石利用石方隧道弃碴，弃碴应满足施工进度需要的数量和规范要求的质量标准。（5）技术准备：施工前对片石或隧道弃碴现场取样，检测其抗压强度、水稳定性、粒径等。
5.2.2软基开挖。按设计段落位置及施工放样的开挖线进行开挖，可一次性开挖到底。新建路段可采用全幅开挖，改建路段为了满足通车需要采用半幅开挖。开挖方向由弃土通道决定，便于运输即可，开挖边坡坡率不小于1：1，在材料运输方向应挖成缓坡过渡，方便材料卸车。开挖时注意渗沟基底设计高程的控制。
5.2.3渗沟施工。按设计深度将软基开挖完毕后，对纵向渗沟的设计位置和高程进行复核测量，用人工进行整修。整修完毕后浇筑砼基础，洒水养生，渗沟靠路基侧按设计坡度用块石码砌，便于卵砾石透水层施工，外侧开挖成设计坡度即可。养生达到7天后，开始安装直径为300mm上半圆打孔的波纹管，波纹管包裹渗水土工布，路基侧铺设防水土工布，外侧铺设渗水土工布，中间回填碎石透水层，渗水土工布包裹外侧和渗沟顶面部分。渗沟回填用5～10mm砾石要求干净无杂质，使用前筛去细颗粒和粉尘，渗沟出口应接涵洞或急流槽等排水设施，将水排至路基以外。
5.2.4片石换填。片石采用挖掘机装车，自卸车运至施工现场，根据自卸车容量确定卸料间距，并用白灰线做以标记，按白灰线均匀卸料。装料时尽量粗细混装，避免大粒径石料过分集中。卸料由专人指挥，应安排好石料运输路线，按倒车卸料法水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料，并用大型推土机摊平，个别不平处应人工配合用小块石找平，每层摊铺厚度不应超过75cm。
5.2.5碾压。填料石块本身是密实而不能压缩的，压实工作是使各块石之间松散接触状态变为密实咬合状态。碾压时应特别注意碾压的方法，由中间向两侧碾压，由于石块不同于土，其相互之间不存在粘聚力，故在中间的石块是松散的，先压两侧不利于石块向两边方向推移，从而导致中间石块由于受到两侧压紧石块的限制而难于压实。同理，对于小半径曲线段，则由内侧向外侧，纵向进退试进行。为确保压实效果，应无漏压、无死角，在横向接头重叠0.4～0.5m进行压实，前后相邻的两区段重叠1.0～1.5m进行压实。振动碾压时控制速度为2.5～3km/h，静压控制速度为3～4km/h。碾压遍数≥8遍数。
5.2.6检测压实度。钢球法测沉降差。钢球直径大于100mm，钢球布设及要求：距路基边缘不大于2m，纵横向行间距均不大于10m，成梅花形布设。在摊铺平整的路基上埋置钢球，球顶面与路基平齐，埋置完成后，用水准仪（精确读到mm）测量每个钢球高程，然后用振动压路机按试验段确定的碾压遍数进行碾压，每碾压一遍测一次钢球高程，观测前后高程之差，当碾压完成每个钢球上一遍和下一遍的高程差小于5mm时，即判定压实合格。否则，应继续碾压。
5.2.7路基工后沉降及变形冻胀监测（1）监测点布设。①简易气象站布设：在施工路段随机设置简易气象站一处，用于采集区域气温数据。②变形冻胀计布设：分别在监测断面的路基中部和右路肩钻孔放置路基变形监测冻胀计，设置深度为3m。所有变形监测引线均采用外套铝塑管保护，监测引线引入气象站内自动数据采集箱里。（2）现场监测结果分析①监测点气温分析。根据简易气象站日平均气温曲线在有限时间段内，得到施工区域平均气温。②路基变形监测分析。路基的变形随着温度的变化表现出反复的冻胀和沉降，只是变形量都很小，右路肩变形监测最大冻胀量为6.9mm，路基中心变形监测最大冻胀量为12.09mm，远小于《公路工程抗冻设计与施工技术指南》中规定的60mm以及《公路设计手册》规定的容许冻胀值40mm（均为沥青混凝土路面二级公路的容许值）。所以，从监测的结果，采用渗沟结合隧道片石弃碴换填相结合的软基处治方案的防冻效果都是很好的，从冻胀的角度看，路基是稳定的。 6.材料与设备
6.1路基工程材料表
软基处治主要施工材料如表6.1所示。
6.1 主要材料一览表
材料名称 单 位 数 量 备注
软基换填用片石 m3 63328 隧道弃碴
C20混凝土 m3 512 渗沟底座
渗水土工布 m2 16270
防水土工布 m2 6856
塑料波纹管 m 5116 Φ=300mm
填充砾石 m3 5986 5～10mm
6.2 主要施工机械设备
主要施工机械设备如表6.2所示。
6.2 施工机械配置表
机械名称 机械型号 数量 机械状况 备注
自卸车 东风大力神290 8 良好
推土机 山推230 2 良好
压路机 徐工20t 2 良好
挖掘机 大宇220 1 良好
6.3主要试验、测量、质检仪器
主要试验、测量、质检仪器如表6.3所示。
表6.3 主要材料试验、测量、质检仪器设备表
序号 名称 规格型号 单位 数量 备注
（一） 砂、石料
1 压碎值测定仪 套 1
（二） 测量、检测仪器
1 电子全站仪 GPT-7002 台 1
2 水准仪 AP-281 台 2
3 水准仪 SDZ2000 台 1
4 塔尺 5m 把 2
5 钢尺 50m 把 2
6 钢尺 5m 把 2
7 单点变形计 套 9
本项目位于甘肃省南部宕昌县南河乡境内的自然森林保护区，区内植被茂盛，种类繁多，自然生态环境平衡。在项目建设过程中，在确保施工质量的前提下，充分利用隧道石方弃碴作为软基处治的换填材料，较好的解决了隧道开挖弃碴的废弃问题，最大限度的保护了当地自然生态环境的平衡，在打造一条人文、经济公路的同时也打造了一条生态、绿色公路，取得了极好的环境效益。在高寒阴湿地区，首次提出利用渗沟和片石换填相结合的处治方法处理软土地基，解决了公路建设中软土地基影响工程质量的难题。同时通过建立简易气象站和变形冻胀数据自动采集系统，对周边气象和软基冻胀变形进行了科学的数据采集及分析，为高寒阴湿地区公路软基处理提供了技术指导。为同类地区建筑领域（公路、铁路、水利等）的施工积累了宝贵的施工经验，具有良好地借鉴和指导意义。
参考文献
[1]《公路工程技术标准》JTG B01—2003.
[2]《公路工程技术标准》JTG B01—2003.
[3]《公路土工试验规程》JTG E40—2007.
[4]《公路路基设计规范》JTG D30—2004.
[5]《公路环境保护设计规范》JTJ/T 006—98.
[6]《公路工程岩石试验规程》JTG E41—2005.
[7]《公路路基施工技术规范》JTG F10—2006.
[8]《公路工程施工安全技术规程》JTJ 076—95.
[9]《公路建设项目环境影响评价规范》JTG B03—2006.
高寒阴湿地区路基在冻结过程中因水分迁移而产生分凝冰，在融化过程中因冻土层的冻胀易产生翻浆、沉降、冻融等路基病害，由于地质条件的差异，在高寒阴湿地区软土地基处治方面，目前还没有成熟的施工技术规范。因此在高寒阴湿地区软土地基处治，成为公路施工亟待解决的技术难题之一。宕昌（南河）至迭部二级公路改建工程施工中，针对海拔2200m～2800m高寒阴湿地区路基施工中，地下、地表富水地基造成的路基翻浆、沉降、冻融等技术难题，开展了《利用隧道弃碴处理高寒阴湿地区公路软基施工技术》研究。采用先进的数据采集及监测手段对路基工后沉降和冻胀变形进行了科学的数据采集，通过对数据的整理分析，结合当地水文地质条件，制定出了渗沟和片石换填相结合的软基处理方法，有效地解决了高寒阴湿地区路基翻浆、沉降及冻融等技术难题，保证了软基处治的效率和质量。通过宕昌（南河）至迭部二级公路改建工程K15+000～K23+430段，长度达8.43公里路基软基处治施工的成功实践，利用路线范围内腊子口隧道的石方弃碴，经加工后用于软基换填材料，提高了地基承载力。
2.特点
1）采取隧道弃碴换填和设置渗沟相结合的方法进行软基处理，提高了地基承载力，降低了地下水位，有效的解决了地基冻融问题。2）通过建立简易气象站和变形冻胀自动数据采集系统，对周边气象和软基冻胀变形进行了科学的数据采集及分析，为高寒阴湿地区公路软基处理提供了技术参数。3）利用隧道弃碴作为软基换填材料，在保证工程质量的同时，做到就地取材，最大的限度减少对周边自然生态环境的破坏；避免了隧道弃碴对土地的占用，节约了土地。
3.适用范围
适用于高寒阴湿地区，地表地下水丰富，换填片石来源丰富（有石质隧道弃碴）的软土地基处治。
4.工艺原理
施作渗沟用于降低地下水位，减少地下水对路基实体部分的侵蚀；利用隧道石方弃碴作为换填材料，形成紧密镶嵌的透水路基，隔断了毛细水上升，结合渗沟引排作用，提高了软基地基承载力，有效的解决了地基冻融问题，同时做到就地取材，应地制宜，最大限度减少对周边自然生态环境的破坏。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程（如图5.1所示）
5.2施工操作要点
5.2.1施工前期准备。（1）贯通施工便道，保证施工便道畅通。（2）人员准备：组织责任心强，施工经验丰富的现场管理人员进行施工。（3）机械设备准备：根据现场施工条件，计划两个工作面，每个工作面配备东风大力神290型自卸车4辆，山推230型推土机1台，大宇220型挖掘机1台，徐工20t振动压路机1台。（4）材料准备：按设计数量一次性进场土工布、波纹管等材料，片石采备数量满足施工进度即可，要达到硬度和粒径的规范要求。片石利用石方隧道弃碴，弃碴应满足施工进度需要的数量和规范要求的质量标准。（5）技术准备：施工前对片石或隧道弃碴现场取样，检测其抗压强度、水稳定性、粒径等。
5.2.2软基开挖。按设计段落位置及施工放样的开挖线进行开挖，可一次性开挖到底。新建路段可采用全幅开挖，改建路段为了满足通车需要采用半幅开挖。开挖方向由弃土通道决定，便于运输即可，开挖边坡坡率不小于1：1，在材料运输方向应挖成缓坡过渡，方便材料卸车。开挖时注意渗沟基底设计高程的控制。
5.2.3渗沟施工。按设计深度将软基开挖完毕后，对纵向渗沟的设计位置和高程进行复核测量，用人工进行整修。整修完毕后浇筑砼基础，洒水养生，渗沟靠路基侧按设计坡度用块石码砌，便于卵砾石透水层施工，外侧开挖成设计坡度即可。养生达到7天后，开始安装直径为300mm上半圆打孔的波纹管，波纹管包裹渗水土工布，路基侧铺设防水土工布，外侧铺设渗水土工布，中间回填碎石透水层，渗水土工布包裹外侧和渗沟顶面部分。渗沟回填用5～10mm砾石要求干净无杂质，使用前筛去细颗粒和粉尘，渗沟出口应接涵洞或急流槽等排水设施，将水排至路基以外。
5.2.4片石换填。片石采用挖掘机装车，自卸车运至施工现场，根据自卸车容量确定卸料间距，并用白灰线做以标记，按白灰线均匀卸料。装料时尽量粗细混装，避免大粒径石料过分集中。卸料由专人指挥，应安排好石料运输路线，按倒车卸料法水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料，并用大型推土机摊平，个别不平处应人工配合用小块石找平，每层摊铺厚度不应超过75cm。
5.2.5碾压。填料石块本身是密实而不能压缩的，压实工作是使各块石之间松散接触状态变为密实咬合状态。碾压时应特别注意碾压的方法，由中间向两侧碾压，由于石块不同于土，其相互之间不存在粘聚力，故在中间的石块是松散的，先压两侧不利于石块向两边方向推移，从而导致中间石块由于受到两侧压紧石块的限制而难于压实。同理，对于小半径曲线段，则由内侧向外侧，纵向进退试进行。为确保压实效果，应无漏压、无死角，在横向接头重叠0.4～0.5m进行压实，前后相邻的两区段重叠1.0～1.5m进行压实。振动碾压时控制速度为2.5～3km/h，静压控制速度为3～4km/h。碾压遍数≥8遍数。
5.2.6检测压实度。钢球法测沉降差。钢球直径大于100mm，钢球布设及要求：距路基边缘不大于2m，纵横向行间距均不大于10m，成梅花形布设。在摊铺平整的路基上埋置钢球，球顶面与路基平齐，埋置完成后，用水准仪（精确读到mm）测量每个钢球高程，然后用振动压路机按试验段确定的碾压遍数进行碾压，每碾压一遍测一次钢球高程，观测前后高程之差，当碾压完成每个钢球上一遍和下一遍的高程差小于5mm时，即判定压实合格。否则，应继续碾压。
5.2.7路基工后沉降及变形冻胀监测（1）监测点布设。①简易气象站布设：在施工路段随机设置简易气象站一处，用于采集区域气温数据。②变形冻胀计布设：分别在监测断面的路基中部和右路肩钻孔放置路基变形监测冻胀计，设置深度为3m。所有变形监测引线均采用外套铝塑管保护，监测引线引入气象站内自动数据采集箱里。（2）现场监测结果分析①监测点气温分析。根据简易气象站日平均气温曲线在有限时间段内，得到施工区域平均气温。②路基变形监测分析。路基的变形随着温度的变化表现出反复的冻胀和沉降，只是变形量都很小，右路肩变形监测最大冻胀量为6.9mm，路基中心变形监测最大冻胀量为12.09mm，远小于《公路工程抗冻设计与施工技术指南》中规定的60mm以及《公路设计手册》规定的容许冻胀值40mm（均为沥青混凝土路面二级公路的容许值）。所以，从监测的结果，采用渗沟结合隧道片石弃碴换填相结合的软基处治方案的防冻效果都是很好的，从冻胀的角度看，路基是稳定的。 6.材料与设备
6.1路基工程材料表
软基处治主要施工材料如表6.1所示。
6.1 主要材料一览表
材料名称 单 位 数 量 备注
软基换填用片石 m3 63328 隧道弃碴
C20混凝土 m3 512 渗沟底座
渗水土工布 m2 16270
防水土工布 m2 6856
塑料波纹管 m 5116 Φ=300mm
填充砾石 m3 5986 5～10mm
6.2 主要施工机械设备
主要施工机械设备如表6.2所示。
6.2 施工机械配置表
机械名称 机械型号 数量 机械状况 备注
自卸车 东风大力神290 8 良好
推土机 山推230 2 良好
压路机 徐工20t 2 良好
挖掘机 大宇220 1 良好
6.3主要试验、测量、质检仪器
主要试验、测量、质检仪器如表6.3所示。
表6.3 主要材料试验、测量、质检仪器设备表
序号 名称 规格型号 单位 数量 备注
（一） 砂、石料
1 压碎值测定仪 套 1
（二） 测量、检测仪器
1 电子全站仪 GPT-7002 台 1
2 水准仪 AP-281 台 2
3 水准仪 SDZ2000 台 1
4 塔尺 5m 把 2
5 钢尺 50m 把 2
6 钢尺 5m 把 2
7 单点变形计 套 9
本项目位于甘肃省南部宕昌县南河乡境内的自然森林保护区，区内植被茂盛，种类繁多，自然生态环境平衡。在项目建设过程中，在确保施工质量的前提下，充分利用隧道石方弃碴作为软基处治的换填材料，较好的解决了隧道开挖弃碴的废弃问题，最大限度的保护了当地自然生态环境的平衡，在打造一条人文、经济公路的同时也打造了一条生态、绿色公路，取得了极好的环境效益。在高寒阴湿地区，首次提出利用渗沟和片石换填相结合的处治方法处理软土地基，解决了公路建设中软土地基影响工程质量的难题。同时通过建立简易气象站和变形冻胀数据自动采集系统，对周边气象和软基冻胀变形进行了科学的数据采集及分析，为高寒阴湿地区公路软基处理提供了技术指导。为同类地区建筑领域（公路、铁路、水利等）的施工积累了宝贵的施工经验，具有良好地借鉴和指导意义。
参考文献
[1]《公路工程技术标准》JTG B01—2003.
[2]《公路工程技术标准》JTG B01—2003.
[3]《公路土工试验规程》JTG E40—2007.
[4]《公路路基设计规范》JTG D30—2004.
[5]《公路环境保护设计规范》JTJ/T 006—98.
[6]《公路工程岩石试验规程》JTG E41—2005.
[7]《公路路基施工技术规范》JTG F10—2006.
[8]《公路工程施工安全技术规程》JTJ 076—95.
[9]《公路建设项目环境影响评价规范》JTG B03—2006.