沙漠高速公路路基施工工法

沙漠高速公路路基施工工法

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——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。

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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。

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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

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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。

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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

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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~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。监理工程师论坛挖至距路床标高~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。

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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。