沙漠地区路基填筑工法

省级工法申报资料
沙漠地区路基土石方填筑施工工法
申报单位：中国十七冶集团有限公司
二0一四年一月
省级工法申报书
工法名称：沙漠地区路基土石方填筑施工工法
申报单位（盖章）：中国第十七冶金建设有限公司申报地区（部门）：安徽省·马鞍山市申报时间：二0一四年一月二日
安徽省建设厅制
安徽省工程建设工法申报书
注：表中通讯地址及联系人指第一完成单位；主要完成者人数最多不得超过五人；表中内容填写不下的，可另加附页。

沙漠地区路基土石方填筑施工工法
编制：陈波
中国十七冶集团有限公司
2014年1月2日
目录
1 前言
2 特点
3 适用范围
4 工艺原理
5 工艺流程及操作要点
6 机具与设备配置
7 劳动组织
8 质量控制
9 安全措施
10环保措施
11效益分析
12应用实例
沙漠地区路基土石方填筑施工工法
1、前言
毛里塔尼亚伊斯兰共和国希望三角洲公路工程是中华人民共和国优惠贷款的一条国家级主干道，全长170公里，道路宽9米，设计行车速度80km/h，道路结构为：路基+20cm天然砂砾底基层+20cm天然砂砾基层+5cm沥青混凝土面层，填筑工程量为216万m3，该工程地处撒哈拉沙漠腹地，属从半沙漠到沙漠草原区的气候区域，环境属于亚干燥或干燥，高温少雨，年平均气温约30度，该区域由平原和基底地形、戈壁和大的沙丘地带构成，土壤群主要由钙质、沙质黏土冲积土壤及少量盐性土壤的钙质冲积土壤、瘦长陡峭的岩石土壤和瘦长沙质土壤构成。

2、特点
2.1施工战线长，全长170公里。

2.2工程量大，填方量180万m
3.
2.3气候环境恶劣，沙漠地区高温少雨，室外温度最高可达60度。

2.4质量要求高，道路沥青混凝土面层仅5cm，且基层底基层均为天然砂砾填筑，所以填方路基的施工直接关系到道路的整体质量。

2.5采用掺水翻拌法施工，即自卸车运输，人工配合机械摊铺，洒水车洒水配合平地机翻拌至最佳含水量后，各施工机械初平、稳压、强震碾压、收光的作业方法。

2.6毛里塔尼亚政府首脑及民众特别关注，对树立好国家及企业的形象是重要契机。

3、适用范围
本法适用于气候干燥、高温少雨的戈壁沙丘区域较广的沙漠地区道路路基填筑工程。

4、工艺原理
沙漠地区的土石方填筑，其主要工序包括施工准备工作、填料的集配和强度验证、填料的运输、摊铺、洒水翻拌、含水量控制、碾压成型等。

工艺分三个阶段：准备阶段→施工阶段→检测养护阶段。

5、施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
5.2施工前期准备阶段
5.2.1技术准备
施工前，我项目部组织相关施工技术人员进行了详细的施工技术交底，并制作了《路基填筑工程作业指导书》下发至每个作业人员，以便做到随时查阅学习，确保每个作业人员熟悉图纸、熟悉规范、熟悉施工工序、熟悉操作规程，明确岗位职责、掌握施工要点、关键工序及衔接、检测项目及技术指标，做到人人心中有数，杜绝违反施工规范的现象发生。

图1 项目部组织学习施工工艺和规范要求
5.2.2材料准备
施工前，对取料场的料源提前做好相关试验工作，取样自检合格后知会监理工程师检验，确保施工现场所用填料的质量满足设计及规范要求。

由于该地域部分水源含盐量较高，具有一定的腐蚀性，不能满足施工用水的要求，所以在施工前对各水源点提前做好踏勘，确
保施工用水的质量指标。

图2项目部会同监理对料场进行取样试验
5.2.3人员准备
除了从国内挑选了技术力量过硬、施工经验丰富、设备操作娴熟的作业人员，另外在当地也聘用了具有一定经验的相关劳务人员，现场负责人全程旁站，并协同现场翻译做好施工前的准备工作，项目部设备修理班组处于待命状态。

5.2.4施工机械准备
为了高效率、高质量的完成该工程的施工，购置和租赁了性能高、运行状况良好的平地机、压路机、洒水车等设备，并对各种设备进行施工前的维护保养，其相应的易损配件也进行了充分的配备。

主要机械配备见附表1
沙漠地区路基填筑施工机械配备表表1
序号施工内容设备名称规格型号单位数量备注
1 装车挖掘机日立320 台 2
2 运输自卸车三一重工台10
3 摊铺平地机天工180 台 2
4 洒水洒水车10吨台 2
5 翻拌平地机天工180 台 2 为摊铺平地机
6 初平平地机天工180 台 2 为摊铺平地机
7 精平平地机天工180 台 2 为摊铺平地机
8 碾压压路机龙工522B 台 2
9 抽水潜水泵4寸台 2
图3 各施工设备准备施工中
5.2.5现场准备
5.2.5.1测量准备
测量人员做好各种测量仪器、用具的检查保养,确保测量工作无误，施工前对施工区域进行水准和导线复测，结果报至监理工程师，批复后依据设计图放出中、边桩坐标，逐点放样，边桩撒灰线，对该段进行了平面位置和标高的测量。

5.2.5.2下承层准备
由于地处沙漠地区，施工段落大多穿插在沙丘地域，和我们以前国内施工状况不同，针对这一特殊情况，项目部在本标段施工前对毛塔境内公路做过考察，发现很多竣工完不久的公路经过一段时间的车辆行驶，很多路段的路面结构层就出现了龟裂现象，结合现场实际情况以及和当地施工单位的沟通，分析原因：沙漠地区路基填土高度小，填筑材料为黏合力不强的沙质土，地表土质松散且很多路段都是流沙，且基层底基层均为砂砾土构成，如果按照国内常规施工方法直接对原地面清表后进行碾压既不能满足压实要求，也无法使地表均匀承受荷载形成板块。

项目部总结教训，改善施工工艺，对原地面清除部分表土后均匀洒水，控制好含水量，待水渗透到一定程度后，覆盖10cm厚优质的路基填料，利用平地机刀片从覆盖的路基填料插入至原地面以下20cm进行翻拌，翻拌至含水量分布均匀后，进行初平碾压，压实度满足相应要求后方可进行下一层的施工。

进入正常的填筑施工后，在每一层施工前，下承层都要洒水湿润，保证上下层的衔接。

图4 原地面清表后未进行处理时
图5 压路机直接碾压无法使其形成板块
图6 原地面洒水渗透后覆盖路基填料
图7 平地机将填料与原地面混合翻拌
图8 原地面处理经过工艺改善后成型效果
5.3施工阶段
5.3.1填料运输
现场的路基填料取地应尽量利用距主线距离相对较近的料场，计划用运输车直接运送至工地现场，并按照提前计算好的摊铺量，在卸车的时候按照方案依次卸车。

图9 填料运至现场
5.3.2摊铺
5.3.2.1由于施工路段宽度不大，且每层填料厚度均小，故放弃推土机采用平地机摊铺以提高工效，路基分层填筑，先低后高，先两侧后中央卸料，并用平地机摊平，每层压实厚度不大于20cm，松铺系数约为1.15。

图10 平地机摊铺填料
5.3.2.3将填料摊铺在预定的宽度上，表面应力要平整，并有规定的路拱，粒径较大的石料要及时的安排人员剔除，从而保证集配的均匀。

图11 现场施工人员捡除粒径较大的石料
5.3.2.4检查松铺层的厚度是否符合设计要求，派专人对松铺厚度进行多频率检测，每10m一个断面，每个断面至少6个点。

检测方法采用水准测量及带线尺量双控，应避免二次补料或减料而进行找平，确保天然砂砾石的级配不被破坏（粗细颗粒离析）。

5.3.3洒水5.3.3.1为了防止洒水后水量过多流失，平地机在洒水前将填料铺平后开好蓄水槽，开槽顺序为先两侧后中间。

图12 洒水车在施工路段上洒水
5.3.3.2根据试验段施工所得到的技术参数，最佳含水量为7%~8%，试验人员实地对路基填料进行含水量检测，从而准确的控制洒水量。

5.3.3.3洒水车派专人负责指挥，并配备洒水操作人员，有效的配合作业确保工序的衔接。

5.3.4翻拌
5.3.4.1经过一定时间的渗透，平地机覆土，利用旋转刀片自下而上的翻拌，翻拌至下承层顶面，并安排专人负责翻拌质量的跟踪检查，避免出现翻拌不到位导致断面出现夹层，随时和平地机操作人员保持沟通，出现问题及时进行调整修正。

5.3.4.2平地机翻拌速度不宜过快，一般速度控制在8km/h，确保翻拌后填料的含水量分布均匀，避免碾压时黏合力不够导致表面起皮或压实效果不理想，现场的试验人员要随时做好含水量的检
测。

5.3.4.3翻拌后安排2到3人负责检查填料中骨料分布、填料厚度等现象，如出现骨料分布不均匀或厚度不够，要及时的进行调整添补。

图13 平地机进行翻拌
5.3.5初平及稳压
机械翻拌完成后，现场测量人员每10m一个断面对施工路段进行松铺厚度及路拱检测，未达到要求的路堤，应在表面局部补充细料并加强人工整平，方可进行下一步工序，铺洒细料后，摊铺面应相对平顺，以利压路机碾压施工，填土路堤的路肩位置是路基的整平薄弱环节，应加强人工对路基边缘部位进行整平。

平地机整平后用压路机碾压一遍，使其表面平整，并具有一定的压实度。

图14 平地机初平、压路机稳压
5.3.6精平
稳压完成后，现场测量人员及时跟进复测，每10m一个断面快速得出测量成果，并在断面点上用石灰标识清楚，平地机操作人员根据测量成果控制好填筑厚度、路拱和平整度。

图15 测量人员配合机械精平
5.3.7碾压
5.3.7.1对于单钢轮振动压路机，工作质量应不小于20T，档位应
采用强振档位(频率在25~32HZ，振幅在1.5mm以上)。

5.3.7.2碾压时严禁在施工路段上掉头、刹车及停车，换挡要平顺。

5.3.7.3碾压组合为先静压后振压再静压，开始静压遍数为1遍整平（来回轮迹重叠），然后振动碾压（来回轮迹重叠算一遍，正反方向一振一静），然后静压1遍收光。

强振一遍后现场技术人员开始观测沉降差，沉降差为1
6.13mm,强振第两遍沉降差为9.27mm,用灌砂法测定此时的压实度为89.7%，强振第三遍沉降差为3.34mm, 用灌砂法测定此时的压实度为93.4%，强振第四遍沉降差为 1.13 mm, 用灌砂法测定此时的压实度为96.4%表面已无明显轮迹，由此得出，强振三遍可以满足原地面处理压实度要达到90%的要求，强振四遍可以满足路堤及路基顶压实度要达到95%的标准。

5.3.7.4碾压时应遵循先压两侧再压中间的原则，压实路线对于碾轮应纵向相互平行，反覆碾压。

行与行之间应重叠40～50cm,前后相邻区段应重叠100~150cm；碾压速度为2~4Km/h。

5.3.7.5两作业段衔接处横缝的处理：第一段摊铺后，留5m~8m 不进行碾压，第二段施工时，前段留下未压部分与第二段一起整平后进行碾压，应避免纵向接缝。

5.3.8边坡修整
每个施工段落成型后，现场测量人员放出路基边坡位置，并用石灰洒线，人工配合机械完成边坡的修整。

图16 压路机在施工路段上碾压作业
5.4检测
测量：压实之后，每层厚度应该为20cm；对比该厚度允许公差不可超过10%，路基原地面处理后及一般路堤允许偏差±2cm,路基顶层允许偏差＋1、-2cm。

试验：填筑材料必须进行以下试验：
●含水量每200m3；
●颗粒度和阿特贝土粒限度每500m3；
●修正葡氏试验每2000m3；
●就地稠密度成梅花形排列的每50m距离
成型路段实验：成型路段必须进行以下试验：
●灌砂法压实度检测原地面处理后≥90%；
●灌砂法压实度检测路堤及路基顶层≥95%；
为了验收而实施的试验将通过工程师和承包商以对审的方式来完成。

图17 测量监理验收高程
图18试验监理验收压实度
5.5养护
5.5.1由于沙漠地区风沙频繁，且天气干燥、温度高，所以每个施工段落成型后，应适量洒水稳定，直至下一层施工。

5.5.2段落成型后，即相对封闭该区域，严禁重型设备通行。

6、机具与设备配置
主要施工机具与机械设备一览表表2
7、劳动组织
该项目为毛里塔尼亚国家重点工程，质量要求高、工期要求紧，所以我单位在国内抽调了大批经验丰富、实干刻苦的施工作业人员，并应当地政府要求招聘并培训了大量的当地劳务人员，熟练掌握每一道施工工序，争取在两国人民的共同努力下完成该项目的优良目标。

劳动组织一览表表3
8、质量控制
8.1质量检验依据和标准
该项目质量验收依据法国标准及项目合同CPT条款
8.2质量控制及通病处理
8.2.1路基所用填料必须要经过试验人员的检测，配比及GPI值满足设计要求方可进行取料，料场必须安排专人负责备料、装车时的旁站。

8.2.2现场卸料前要提前计算好区间量，运输车的装土量尽量保持一致，负责现场卸料的人员全程指挥运输车卸料，控制好数量避免填料的多次找补。

8.2.3负责摊铺填料的人员应配合平地机控制好摊铺厚度，做到及时调整。

8.2.4试验人员做好洒水前的含水量检测，计算好单位面积布水量，进行洒水作业时，跟踪监测含水量直到其含水量最多高于修正葡氏试验最佳含水量2个点。

洒水车车速应缓慢平顺，负责洒水的操作人员要按照计算成果严格控制出水量。

8.2.6路基翻拌必须保证拌合的深度，确保骨料无离析以及含水量均匀。

8.2.5测量人员全程跟踪测量，控制填筑厚度、路拱及平整度，并及时的把测量成果反馈给现场施工员及设备操作手。

8.2.6施工路段上的碾压设备要严格按照施工工艺和操作规程运行，严禁各种违规操作。

8.2.7对路段上出现的一些起皮、离析、弹簧等质量问题要及时调配相关设备和人员处理，自检合格后方可报监理验收。

图19 及时处理部分区域出现的质量问题
9、安全措施
9.1严格执行所在地国家及相关部门制定的安全法规。

9.2执行安全生产法规，“坚持安全第一，预防为主，综合治理”的方针，结合本工程的特点，制定切实可行的安全生产管理办法。

9.3项目部组织安全保证体系，成立安保小组，对所有的施工人员做好安全技术交底，设置专职安全员，监督各项安全规则和制度的执行情况。

9.4严格执行岗位、工种安全操作规程，严禁违章作业。

特殊岗操作手必须持证上岗。

9.5施工翻译要时刻配合现场管理人员和当地劳务人员的沟通，避免因语言交流上的障碍导致管理过程中引发矛盾。

9.6由于沙漠地区气候条件恶劣，施工环境差，且当地的医疗条件落后，所以现场的施工管理人员应时刻关注作业人员的身心健康，项目部配备医疗小分队并制定相关备案，购置常规的医疗器械和药品，如遇突发情况可及时得到处理并按备案实施转移。

10、环保措施
10.1严格遵守有关环保法规条例和条文
10.2制定相关现场的环境保护计划。

10.3可能对环境的损坏降到最低程度的方式选择取料场位置。

10.4采取必要的措施以避免施工过程中对水资源可能的污染。

10.5施工过程中，必须随时进行洒水措施，以免出现扬尘现象。

10.6采取多种形式进行环保宣传教育培训活动，不断提高职工的环保意识和法制观念并进行考核。

根据现场环保工作管理情况定期召开分析会，制定具体措施。

11、效益分析
11.1质量效益
本项目采用了“炒地皮”路基翻拌法一次性解决了沙漠地区路基板块不能成型的问题，保证了施工质量，缩短了作业周期。

图20 我单位承建的准成型路段经过重载设备通行实验后
11.2经济效益
结合现场施工的实际状况，在施工设备的组合上进行了优化，采用了平地机代替推土机摊铺和翻拌，既提高了平地机的使用率，又节约了施工成本并加快了工效，方案比较如下：
以500米填筑1层（约1150m3)为1个施工周期，只计算摊铺、翻拌和整平施工流程的成本。

工艺优化前的设备为1台推土机（租赁费用为每台300元/小时）、1台平地机（租赁费用为每台320元/小时）进行施工，施工周期为9小时；成本费用=﹙300×2＋320﹚×9=8280元，每小时费用
828元。

工艺优化后的设备为2台带铧犁的平地机（租赁费用为每台400元/小时），施工周期为8小时；成本费用=400×2×8=6400，每小时费用为640元。

综上所述工艺优化后施工时间节省了1个小时，且降低了机械成本，仅从设备租赁费来计算，节约的成本：﹙300×2＋320﹚×1＋﹙8280-6400﹚=3600元，每立方填筑约节省2708÷1150=2.3元。

整个填方工程节省该项费用约：2.3×1800000=414万元。

11.3社会效益
根据现场施工的实际情况，如果不能因势利导，依然按照常规施工工艺来施工，那么该项目通车后还会出现类似毛里塔尼亚其他公路出现的多区域龟裂现象，通过该工法的施工，既保证了施工质量（在沥青面层施工后对已成型路段进行了重型车辆的荷载试验，未出现任何质量及表观问题），又提前完成了项目的多项节点计划，得到了毛里塔尼亚政府、交通部、检查团等相关部门的高度评价，对后续的建设任务承接打下了坚实的信誉基础。

图21毛里塔尼亚政府官员就路基施工接受国家电视台访问
图 22毛里塔尼亚交通部官员到路基施工现场考察
12、应用实例
12.1项目名称：毛里塔尼亚希望三角洲公路工程。

12.2项目地点：毛里塔尼亚伊斯兰共和国。