临时拓宽包边土的方式高效风积沙填筑施工工法.docx

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1、临时拓宽包边土的方式高效风积沙填筑 施工工法工法内容材料二二一年五月临时拓宽包边土的方式高效风积沙填筑施工工法1 前言西部地区面积广阔，很多地方属于荒漠区，尤其是在沙漠路段进 行在道路工程施工过程中，风积沙作为一种路基填筑材料，具有水稳 定性好，沉降均匀，受不利季节影响小等优点，因而被广泛运用于沙 漠公路路基工程中。传统的风积沙路基填筑施工工艺，由试验段确定 砾类土和风积沙松铺系数后，先填筑砾类土包边土，形成路槽后，再 进行风积沙填筑。其填筑方式为挂线画网格进行分层填筑分层压实； 然运料车运输及卸料时下承层风积沙因表面失水后翻沙现象，造成严 重的误车现象，极大的制约了施工进度及工序间的有效衔接

2、；另沙漠 边缘地区生态环境极为脆弱，一旦破坏就很难恢复。如果在路基外修 筑施工便道不仅破坏环境又增加一笔不菲的临时土地征地费用，即增加了施工成本又不符合环保文明施工。针对以上沙漠公路施工难点问题，本公司成立科研攻关小组，通 过加宽包边土宽度，有效解决翻沙误车、生态脆弱等难题，经 S21 阿 勒泰至乌鲁木齐公路建设一期工程（黄花沟至乌鲁木齐）第 HW-6 标段应用，表明其效果良好，经济和社会效益显著，现总结形成本工法。2 工法特点2.0.1 施工效率高。运料车直接在包边土上向内倾卸风积沙填筑 料。再由推土机将风积沙推至填筑位置，推土机将风积沙推动的过程， 也起到了将风积沙碾压的作用。同时设置的施

3、工车辆交汇平台，有效 的避免了施工车辆误车的现象，同时提高加快了施工进度及加强工序之间的衔接。2.0.2 经济效益好。通过对推土机工作方式的改变，由传统机械的工作行进方式进行改变，由纵向推土改为横向推土，缩短了机械空1车倒回的时间，节省了机械使用台班，提高了机械利用率。2.0.3 生态环保。利用加宽包边土做施工便道，减少了因施工所 需便道额外增加的临时用地，极大程度上减少了对工程用地外脆弱生态环境的破坏，为工程顺利实施和保护当地生态具有重大意义。3 适用范围本工法适用于西部沙漠地段的风积沙路基填筑施工。4 工法原理本工法原理：便道利用征地范围内坡脚护坡道和排水沟位置加宽 包边土，做到不临时占用

4、施工红线外的土地。在填筑前将加宽部分原 地面铺设编织布（防止含盐的原状土挤压进包边土加宽砾类土），然 后运料车在包边土上向内倾卸风积沙，由推土机对向横向推进风积沙 填料。待包边土及风积沙填筑至设计顶标高后铺设土工材料，采用轮式挖掘机将加宽的砾类土包边挖翻至上路床进行砾类土封顶层施工。图 4-1 加宽包边土示意图5 工法流程及操作要点5.1 工法流程2施工准备风积沙（包边土）整平测量放样风积沙（包边土）碾压包边土挖翻至顶层路基封顶碾压包边土（风积沙）上料及摊铺循环土工布铺设图 5.1-1 工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 施工准备根据设计图纸及现场施工需求，合理安排人员、机械的配备。根 据实

5、际运料车行进对于施工便道宽度的需求，结合项目路基施工红 线，来确定加宽包边土的宽度。同时需要设计每隔 200 米设置一道便 于运料车左右幅自由切换的车辆交汇平台。对于需要填筑的风积沙和 砾类土进行闷料。灌水闷料，闷料时设专人负责，灌水量按所计算闷 料用水量控制，闷料时间根据当地气温、填料级配和含水率试验结果来确定，使得填筑料达到最佳含水率。图 5.2-1 车辆交汇平台示意图5.2.2 测量放样根据测量放样，将路基原设计包边土的位置确定下来，同时根据3实际项目设计包边土为 2.5 米宽，结合运料车安全行进要求的施工便 道宽度，以及不超越路基施工红线的原则，将包边土摊铺宽度在原有 的设计基础上加宽

6、 1.5 米，即加宽至 4 米。在依托项目则为加宽至两 侧边沟的位置，可作为风积沙路基施工便道。包边土内填筑路基填料 风积沙。由于加宽位置的包边土属于临时性的，在原地面属于盐渍土 的情况下，需要在原地面上面加铺编织布，防止原地面中的盐渍土返 渗透到加宽部位的包边土，进而影响该部分的包边土用作路基封顶层填料的设计要求。而原地面不属于盐渍土等类似特殊土质的情况下，4则不需要加铺编织布。图 5.2-2 测量放样5.2.3 上料及摊铺图 5.2-3 下铺塑料布按照风积沙带包边土路基试验段所确定的松铺系数进行包边土及风积沙的上料。施工顺序是包边土和风积沙同层施工，先填筑两侧包边土，再填筑路基内部的风积沙

7、。第一层风积沙路基填筑施工。根据设计要求填至一层包边土，由 于两种填料类型不同，松铺系数则不相同。待先将第一层包边土整平碾压后，再进行路基内部风积沙填筑，运料车可由施工便道将风积沙填料运输到指定位置。第二层及以上的风积沙路基填筑施工。则是根据设计要求，先将 两侧的包边土进行填筑、整平及碾压成型，风积沙运料车再从加宽包 边土形成的施工便道行走，运料车直接在施工便道上向内倾卸风积沙 填筑料。再由路基中间准备好的推土机将风积沙推到填筑位置，推土机将风积沙推动的过程，同时起到了将风积沙碾压的作用。5图 5.2-4 向内倾卸风积沙图 5.2-5 横向摊铺风积沙5.2.4 整平整平过程中，横纵坡方向保持平

8、顺均匀，以保证压实效果。精平 后平整度控制在 5cm 以内，严格控制横坡保证路基填后排水。风积沙 作业段控制在 200m，并且留车辆进出口，一头为进口，一头为出口。 合理组织车辆和指挥交通，防止运料车辆在风积沙及便道发生交通堵 塞的情况。5.2.5 碾压待平地机整形至 100m 左右时，压路机紧随其后进行碾压作业，依次向前推进，形成流水作业。碾压原则：碾压遵循先轻后重、先两边后中间、先静压后振压的原则进行。本工法采用跨缝碾压施工。两侧碾压施工同步进行，先碾压两侧 包边土的位置行走，同时向里纵向碾压风积沙填料 10cm-15cm，并逐 步向新摊铺的风积沙进行碾压，直至碾压完全碾压到新铺的风积沙填

9、 料，开始改变碾压方式，改为重叠 1/3 轮宽碾压，至路基中间位置。 最后再按照相反的程序由新铺层向已铺层碾压，充分将包边土和风积沙接缝处压实紧密。初压:振动压路机在装载机、平地机第一次找平后进行静压，以暴露潜在的不平处，若有不平，用平地机二次找平。复压：二次找平后，振动压路机进行振动碾压，碾压边数根据试验段结果确定，达到规定的碾压遍数后进行压实度检测。终压：通过试验检测当路基压实度达到设计和规范要求后，压路机进行静压光面，直至表面无显著轮迹。6图 5.2-6 风积沙碾压图 5.2-7 包边土碾压在填至路基封顶层前，要对风积沙路基进行类似“ 田埂 ”的分格 设置，路基上布置滴灌水管，使风积沙路

10、基保持在最佳含水率的范围，再进行碾压。7图 5.2-8“ 田埂 ”分格图 5.2-9 洒水5.2.6 复合土工材料（两布一膜）铺设风积沙顶面铺设土工布（两布一膜）。土工布具有耐腐、耐酸、 耐水、强度高的特点起到了防止发生盐胀的现象同时限制沙基的剪切滑动。提高路基承载力。土工布铺设按路基横断面相应层次的宽度全断面铺设，使其平展 紧贴下承层，不允许有褶皱。土工布按设计幅宽纵向铺设，相邻两幅 搭接时，横向搭接宽度30cm、纵向搭接宽度50cm。施工期间要仔 细检查有无破损处，防止破损处漏水并进行补强。土工布铺设完毕后， 严禁行人、牲畜和各种车辆通行，并尽快覆盖填料，以避免长时间受到阳光的暴晒。图 5

11、.2-10 土工布铺设5.2.7 包边土挖翻至封顶利用轮式挖掘机将作为施工便道的包边土进行挖翻，翻到路基顶 层作为路基顶层的填筑料。用轮式挖掘机进行挖翻施工，可以避免对 路基封顶层上铺的土工布的破坏。在进行低填方的路基封顶层施工 时，采用低接高送的施工方式，将加宽部位的包边土进行挖翻至顶层。 而在进行高填方的路基封顶层施工时，则采用装载机在底部推送，轮 式挖掘机在顶层承接的方式，将加宽部位的包边土进行挖翻至顶层。 该工序施工前需要进行对路基封顶层填料方量的测算，如有包边土的 方量大于路基封顶层的方量，则将多余的包边土运至低填方路基封顶 层，用作低填方路基封顶层的填筑。同时对路基边坡两侧进行整修

12、， 刷坡，还原路基边坡整型。施工过程中注意不能破坏加宽包边土下面的编织布，也不能破坏包边土与风积沙结合部位。将已经翻整上来的包边土进行整平、碾压，碾压程序同一般路基填筑施工一样。图 5.2-11 加宽包边土挖翻至顶层5.2.8 路基封顶层（天然砂砾料）施工8摊铺厚度控制方法采用竹竿挂线的方式。装载机按照既定方向和 预定厚度大致粗平，凹凸不平的部分采用人工配合机械找平，待砾类 土填料覆盖完成后，在作业横断面六个控制点处打灰点控制高程。粗 平后均匀洒水，然后由平地机快速精细整平，以防填料水分过度蒸发。整平过程中，横纵坡方向保持平顺均匀，以保证压实效果。5.3 劳动力组织施工主要施工劳动力组织见表

13、5.3-1。表 5.3-1 施工劳动力组织序号岗位/工种人数职责1项目生产经理1施工总负责2技术负责人1施工技术、质量等现场总负责3质检员1负责现场质量控制检查、施工记录、数据整理4测量员4负责现场施工的测量放样5安全员2施工现场安全旁站、安全检查、安全管理6平地机司机4负责路基填筑的摊铺7压路机司机6负责路基填筑的碾压8推土机司机4负责风积沙填料的推平9轮式挖掘机司机4负责包边土的挖翻10装载机司机2负责包边土的装运11运料车司机20负责风积沙的运输12小工4负责路基填筑的施工工作6 材料及设备6.1 主要材料本工法施工所需的材料表 6.1-1。表 6.1-1 主要工程材料表序号材料名称规格

14、序号材料名称规格1编织布PE 材质2砾类土3风积沙4土工布6.2 主要设备本工法施工所需的设备表 6.2-1。表 6.2-1 施工主要机械设备表序号名称型号单位数量备注1振动式压路机22T台6双驱92平地机PY185A台43推土机山推 N9台44轮式挖掘机卡特 320台45装载机ZL50台26运料车德龙台207GPS 仪南方套18水准仪DSZ2台17 质量控制7.1 质量控制标准7.1.1 符合现行公路路基施工技术规范（JTG F36102019）、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/12017）要求；表 7.1-1 路基实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率高速公路、一级公

15、路1弯沉满足设计要求-2压实度（%）96每 200m 每压实层测 2 处3纵断高程+10，-15每 200m 测 2 个点4中线(偏)位50每 200m 测 2 点，弯道加 HY、YH 两点5( )宽度设计值每 200m 测 4 处6平整度(mm)153m 直尺：每 200m 测 2 处5 尺7横坡(%)0.3每 200m 测 2 个断面8边坡坡度满足设计要求每 200m 抽查 4 处7.2 质量控制措施7.2.1 测量控制。组成项目经理部和施工队两级测量队伍。经理 部测量队主要负责控制测量、放线定位测量和对工程进行复核、检查 及其他抽查性测量工作。施工队测量员由项目经理部测量队派人进行帮助和

16、监督，负责检查施工进度，施工质量等自检工作。7.2.2 原材料控制。对路基包边土填筑的砾类土进场进行严格控 制，对于超粒径的填筑料进行及时筛捡出去，以便后续工艺的实施，将该部位的包边土用作路基封顶层的填料。107.2.3 碾压控制。路基碾压施工，在碾压包边土和风积沙结合的 位置时，一定要跨缝碾压施工；为控制两种不同填筑料的工后不均匀沉降，在路基要求的 93 区和 95 区的压实度提高 1%。8 安全措施8.0.1 所有机械操作人员必须持证上岗,非工作人员不得上机操 作。作业前,操作人员必须对机械各部位进行检查,无隐患方可开始作业。8.0.2 自卸车在横向卸土时，严禁倒退。作业时，平地机刮刀的

17、回转与铲刀角的调整以及向机外倾斜都必须在停机时进行作业时，严禁铲刀超出边坡边缘倒退时，不得快速行驶。8.0.3 必须在压路机前后，左右无人和障碍物时才能起动，变换 压路机前进后退方向应待滚轮停止后进。严禁利用换向离合器作制动用。8.0.4 压路机靠近路基边缘作业时，根据路堤高度留有必要的安 全距离。路基填方作业停止后，机械应就地集中停置。停置现场必须 设置安全警示标志,夜晚设置安全警示标志,夜晚设置警示灯.并派专人维持现场。9 环保措施9.0.1 开工前组织对全体干部职工进行生态资源环境保护知识学 习，增强环保意识，保证环保工程质量，采取有效措施，使施工过程对生态环境的损害程度降到最低。9.0

18、.2 合理布置施工场地，生产、生活设施尽量布置在征地线以 内，少占或不占耕地，尽量不破坏原有植被，不随意砍伐树木，并在其周围植草或植树绿化，创建美好环境。9.0.3 在路基每 20 米处设置 pu 安全警示柱，防止运料车开离施11工便道，对周围脆弱环境造成破坏。并且在每隔 200 米处设置一道提 供运料车左右幅的便道切换平台，以便运料车可在路基左右幅自由通行。9.0.4 路基弃方及路基场地清理物，如表土、草皮、树木、树墩、树根、灌木和垃圾等运到指定地点弃置，不乱弃乱倒。9.0.5 对有害物质（如染料、油料、废旧材料和生产、生活垃圾 等）经处理后运至当地环保部门所指定的地点进行掩埋，防止泄露、腐

19、蚀造成对生态资源的破坏。10 效益分析10.1 经济效益分析表 10.1-1 经济效益对比表施工方法传统施工工艺本工艺施工进度每 200m 为一段施工单位，由四台推土机对 向纵推，一台山推 N9 型推土机工作的平均 运距是 50m,推土及空回耗费 12 分钟，可 推土量 20 方。按每天工作 10 小时计算， 平均四台推土机每天可推土量为 20x(60 12)x10x4=4000 方。整平碾压施工工艺 相同，该段路基填筑到封顶施工天数：200x0.5x40x(30.3）/4000=10 天。机械利用率为：（1000*4）/（1800*4）=55.5%每 200m 为一段施工单位，由四台推土机对

20、向 横推，一台山推 N9 型推土机工作平均运距是 20m,推土及空回耗费 8 分钟，可推土量 20 方。按每天工作 10 小时计算，平均四台推土 机每天可推土量为 20x(608)x10x4=6000 方。即节省推土机 2 个台班。整平碾压施工 工艺相同，该段路基填筑到封顶施工天数： 200x0.5x40x(30.3）/6000=6.6 天约为 7 天机械利用率为：（1500*4）/（1800*4）=83.3%时间差距：10-7=3 天费用比较施工便道材料为 45 元/m , 压路机费用为 7 元/m , 山推 N9 型推土机费用为 8000 元 /台班，征用农田费用 3 元/ ，土地复耕 费

21、用 3 元/ 。费用消耗：6x0.3x200x(45+7)+8000x2+6x200x(3+3)= 41920 元压路机费用为 7 元/m , 挖掘机费用为 3 元/m , 编织布费用为 4.5 元/ 。费用消耗：（1.5+1.5）x200x3x(7+3)+(1.5+1.5)x200x4.5=20700 元。费用差距：41920-20700=21220 元10.1.1 机械费用：由上表数据表明，本工法与传统工艺相比，可节省山推 N9 型推土机的 2 个台班，提高机械利用率 27.8%。10.1.2 材料及其他费用：本工法与传统工艺相比，不需要支付 征用农田和土地复耕的费用，也不需要另外修筑施工

22、便道的费用。只需要增加下铺塑料布和挖翻至顶层的机械费用。12根据上述表 10.1-1 工期、经济效益分析对比表证明每 200m 风积沙路基施工，共节约费用 21220 元。10.2 社会效益分析10.2.1 由于本工法在施工过程中改进了机械工作方式以及增设 施工车辆交汇平台，与传统工法只能以 200m 为一段的风积沙路基施 工段落相比，可加长风积沙路基施工段落至 300400m。在后续类似的风积沙路基施工工程方面具有很好的推广价值。10.2.2 该办法利用包边土做施工便道，极大程度上减少了对脆弱生态环境的破坏，为工程顺利实施和保护当地生态具有重大意义。11 应用实例11.1 应用实例一S21

23、阿勒泰至乌鲁木齐公路建设一期工程（黄花沟至乌鲁木齐） 第 HW-6 标段为浙江交工集团股份有限公司承建，本合同段属于全国 第一条交旅深度融合的沙漠探险旅游高速公路，路线全长 33.31km。 通过采用包边土加宽（包边土左右两侧为施工便道）+包边土内填筑 风积沙+风积沙填筑到设计标高后将包边土两侧加宽部分挖翻至顶层 进行封闭 ”施工，避免了因风积沙表面失水翻沙导致的料车误车现象， 有效的提高了施工进度及工序衔接，提高了机械利用率；避免了在征 地红线外修筑施工便道，减少了因施工所需便道额外增加的临时用 地，降低了施工成本；极大程度上减少了对工程用地外脆弱生态环境的破坏，节省及产生经济效益约 350

24、 万元。该工法的采用，有效指导了荒漠、沙漠区的风积沙路基填筑施工， 加快了施工进度，提高了机械利用率，降低了工程投资，获得了显著的经济效益和社会效益，受到了广泛好评。13图 11.1-1 实施效果11.2 应用实例二S21 阿勒泰至乌鲁木齐公路建设一期工程(黄花沟至乌鲁木齐段） 第三合同位于新疆维吾尔自治区福海县，由山西路桥建设集团有限公 司承建。其中风积沙填筑 1470.52 万 m3,封顶砾类土 43.3 万 m3，砾类 包边土约为 6000m3。本项目路基填筑为风积沙，然而风积沙本身为不 稳定材料，表面失水后翻沙现象，造成严重的误车现象，极大的制约 了施工进度及工序间的有效衔接；另沙漠边缘地区生态环境极为脆 弱，一旦破坏就很难恢复。如果在路基外修筑施工便道不仅破坏环境 又增加一笔不菲的临时土地征地费用，即增加了施工成本又不符合环 保文明施工。通过采用“临时拓宽包边土的方式高效风积沙填筑施工 技术 ”进行风积沙路基填筑施工，有效地加快了施工进度及工序衔接， 提高了机械利用率；避免了在征地红线外修筑施工便道，降低了施工 成本，极大程度上减少了对工程用地外脆弱生态环境的破坏。至 2020 年 12 月份风积沙路基填筑按要求顺利结束。实践证明，此项研究成果安全可靠、技术先进、应用效果良好。14