沙漠高速路基机械化施工工法

沙漠高速路基机械化施工工法

一、前言

榆林至靖边高速公路是我国第一条横穿沙漠的高等级公路，位于陕北黄土高原北部、毛乌素南缘的长城沿线风沙区。是国家能源重化基地和国家生态农业示范区一一榆林通往陕西省会西安及周边省府银川和太原的重要干线，是规划中的包头至北海大

通道的一部分。

榆靖高速公路起自榆林市，经横山县，终到靖边县，全长115.864公里。沿线地

形相对平坦，以泼状沙丘为主，最大沟深40m。地质以风积沙和砂质粘性土为主。

本工法是在榆靖高速公路N-4标段5221m沙漠路基工程施工中形成的。

该技术于2003年1月4日通过集团公司专家鉴定，认为该技术达到国内领先水平。

二、工法特点

因地制宜，根据风积沙具有无粘聚性的特点，推行机械化施工，合理选择机械设备，充分发挥机械效率。结合当地气候特点，抢抓施工季节，优化组合，连续施工。边施工边防护，尽可能减少了沙害。

三、适用范围

适用于沙漠高速公路路基施工。

四、工艺原理

1、根据设计选择地质条件、断面型式具有代表性的地段作为试验段，大面积施工前，为大面积施工做好技术准备。

2、选择能够在沙漠中自由行走的机械，制定切实可行的机械施工作业方案，最大限度满足机械施工的要求，充分发挥机械效率。

3、确定试验路段用沙的最大干密度和压实标准，再取全段地貌复测，确定挖填利用和挖掘方法（横挖，纵挖）。清表后整平、碾压，之后挖填同时进行。前期采用大、小推土机结合，振动压路机压实的方法，每完成一个流程，测一次压实度（现场用酒精法），达到压实度后，记录各台机械的压实遍数。通过多次的组合压实，得出最佳压实方法。沙基封层也是如此。

五、施工工艺

1取沙与弃沙

施工前做全面安排，合理调配，避免大弃。涵洞及桥头附近避免取、弃沙。尽可能减少对原植被的破坏。对取弃沙地段进行防护处理，恢复植被。

以沿线两侧就近取弃为原则，取沙以沙丘为主，弃沙以沙窝为主。线路两侧取沙时，宽度尽可能控制在两侧20m平整带范围内，并与平整带施工相结合，保持平整带线形顺畅，平整。取沙量较大时，宽度可适当增加，但不超过路基两侧40m的范围。

线路两侧取沙坑深度在1m以内时，将路堤边坡延伸至取沙坑底并防护；当取沙坑深度大于1m时，在路堤坡脚与取沙坑之间设置宽度不小于3m的护坡道。护坡道应整平，外侧边坡修成缓坡。施工时尽可能以挖作填，减少弃方，确需废弃时，纵向就近弃于线路两侧沙丘低洼处，并整平。当挖方边坡高度在2m以内时，就近弃于路

堑两侧外；挖方大于2m时，用推土机纵向运沙，横向弃于低洼处。

2、填方路堤的施工及压实

⑴填方路堤施工

填方前清表。填方高度小于1m的流动沙丘路段，先将厚沙丘推平，并进行填前碾压，达到规定压实度。填方路堤地基应充分碾压，确保地表面厚30cm范围内风积

沙层的压实度满足要求。路堤填料不得夹砂粘土，植物及树根等杂物。用风积沙做填料时不得将风积沙和土混填，使路基之间形成水囊，影响路基质量，形成病害。采用水平分层填筑，原地面不平时，由最低处分层填起，检测压实合格后填筑下一层。分层压实，采用自重在15t以上，前后轮驱动的自行或振动压路机压实，最大松铺厚度不得超过25cm。路堤填筑宽度每侧宽出设计宽度50cm。

当地面横坡缓于1:5,且基底经处理符合要求时，可直接在地基上分层填筑路堤。地面横坡陡于1:5时，原地面应挖成台阶（台阶宽度不小于2m）并进行压实，应由最低一层台阶填起，逐层向上填筑，分层压实。若填方分几个作业段施工，两段交接处，不在同一时间填筑时，将先填地段挖成宽度不小于2m的台阶。同一时间填筑的

则分层相互交叠，搭接长度不小于2m。

机械作业时，根据地形、路基横断面形状和风积沙调配图等，规定机械运行路线；填方集中工点，有全面，详细的机械运行作业图指导施工。用推土机从两侧或短距离纵向调配风积沙分层填筑。路堤较高时，用推土机运至坡脚处，然后用挖掘机挖抛至填方段后再用推土机推整平、压实。

⑵路基压实

①施工前，将具有代表性的风积沙取样进行试验，确定风积沙在干振、饱水状态下的最大干密度。

②根据断面放样出路基中线及边线。在天然含水量及洒水状态下的压实施工，选用能在沙漠中自由行走的机械，前后轮驱动压路机或履带式推土机，振动压路机自重不小于15T,推土机功率不小于140马力。沙漠路基的施工黄金时间为6月〜10月份。

③推送填料

推土机从路基两侧或短距离纵向移挖作填运送风积沙至填方路段。路基填料选用

干净的风积沙。先将填料顶层的干沙清除，再清除表层杂物。因为风积沙表面较干燥，0.3m以下相对含水量较高，刚从沙丘推出的风积沙较接近最佳含水量。一般情况下，晚上进行路基运送填料工作，白天进行碾压，防止水分在白天高温下蒸发。摊铺填料，对推至填方路段的填料应立即进行摊铺平整，推土机摊铺每层厚度不超过30cm，每

次填料宽度应每侧加宽50cm。推土机立即进行稳压。推土机稳压的工艺和原地表压实相同。再用光轮压路机进行压实。碾压时由中间向两边碾压，先慢后快，振动碾压。最后用推土机终压，推土机进行纵三横四碾压（纵向碾压三遍，横向碾压四遍），终压采用100kw以下推土机，履带板采用尖形板。

④检测压实密度。采用环刀法测定风积沙干密度，合格后进行下层填筑。

施工工艺流程图

4、挖方路堑施工

⑴挖方路堑施工前：

复查施工组织设计，核实调整风积沙调运图表；施工现场清表；用标志桩标出开挖线。

⑵挖方路堑的排水设施

路堑开挖前做好截水沟，并视土质情况作好防渗工作。土方工程施工期间修建临

时排水设施

临时排水设施与永久性排水设施相结合，流水不流入农田、耕地，不引起淤积和冲刷。

⑶风积沙开挖

开挖自上而下，分层挖弃，层厚以1米左右为宜，边坡预留0.5~1.0米厚，刷坡时考虑。

根据路堑开挖线和弃方调运图，确定好弃沙线路和使用机械。一般以较大型推土机

（140kw以上）进行纵向推运，根据开挖数量，每100米长度配备2~4台；较小型推土机（100kw以下）负责路堑刷坡，以免超挖或欠挖，每100米范围配置2台，左、右坡面各一台。若纵断面较长，纵向推土机可接力推运；超过200米以上时，可采用

横弃法。不满足横弃条件时（调配或无横弃点），300米以上考虑沙漠翻斗车运输或修筑便道，由自卸车运弃。

挖至距路床标高0.3~0.5米时，停止开挖。待刷坡、护坡工作结束，路床纵横断面准确整修后再精确至路床标高上10cm。用平地机整平，压实后，再用平地机刮去多余风积沙。再精平、压实后，进行沙基封层工作。压实方法及工艺同路堤施工。

施工过程中如发现风积沙层下部出现土质或其它材料，将上部风积沙全部挖除后再进行下部开挖，开挖的土层堆至指定地点以备后用。

⑷路堑开挖根据路堑深度和纵向长度，分三种方法：

①横挖法：以路堑整个纵断面为工作面，横向挖弃时，称为横挖法。机械按横挖法挖路堑时，在不同高度分几个台阶开挖。用推土机进行，以挖作填，运距超过推土机的经济运距时，按弃土处理。适用于边坡较缓及地面纵坡较小的沙区。

②纵挖法：以路堑横向断面为工作面沿纵向分层挖掘前进，称为纵挖法。先沿路

堑纵向挖掘一道，然后向两边拓宽，每开挖深2m边坡修整一次。用于边坡较陡开挖

距离较短的地形。

③线路纵向长度和挖深都很大时，采用混合式开挖法，即横挖法和纵挖法混合使用。

5、桥、涵背回填施工

回填工作在隐蔽工程验收合格后进行。桥台纵向填筑长度不小于10m，涵背每侧不小于

3m。桥涵背的填料，均以风积沙水平分层填筑。桥台及涵洞伸入路面结构时，在距台顶及涵顶1.5m以上部分用砂砾分层填筑，砂砾填筑宽度与结构尺寸同宽。沿线路纵向一侧宽度，桥台为10m,涵洞为3m,砂砾坡度为1:2,与风积沙连接处作成台阶形向上填筑。

桥涵背用风积沙回填用水坠法分层填筑。松铺厚度不大于25cm，水坠后，再用

推土机及压路机进行辗压，局部不容易压到的地方，人工用电夯及内燃小型夯机夯实。压实厚度约20cm。桥台背填方宜与锥坡填方同时进行。工艺框图如下：