高速公路改扩建路基拼接施工工法教程文件.doc

高速公路改扩建路基拼接施工工法精品文档高速公路改扩建路基拼接施工工法省级工法申报资料江西省XX工程有限公司路桥华南工程有限公司中交路桥XX工程有限公司20XX年4月目 录1前言2工法特点3适用范围4工艺原理5工艺流程及操作要点6材料与设备7质量控制8安全措施9环保措施10效益分析 11应用实例高速公路改扩建路基拼接施工工法1、前言近年来，随着我国经济的快速发展，20世纪90年代建造的主干道高速公路由于受建设时社会经济水平、技术水平和建设理念的制约，有一部分高速公路已不能满足社会经济与交通量快速增长的要求，急需拓宽改建。相对于新建路基，老路基在改扩建时己基本或完全固结沉降到位，路基的物理力学性质有极大改变，特别是软土路基，强度明显提高，即使是还未完全固结稳定，路基土的性质也有较大的改善。在同等荷载的作用下，相对于拓宽路基，将发生一定的沉降增量，所以新建部分路基工后沉降远大于老路基的沉降，引起路基不协调变形。新建路基在自身荷载作用下会发生压缩变形，老路基已经通车运行一段时间，其压缩变形已经完成，而新填筑路基在施工结束后仍发生部分压缩变形。由于新老路基存在材质、施工质量及路面结构层的差异，如果控制不严，新路基在工程荷载的作用下极易产生较大的变形。为避免因新老路基之间不均匀沉降而导致道路通车后路面出现纵、横向裂缝等病害，根据既有道路状况和沿线地质条件，我们通过对路基基底处理，减少新加宽路基的工后沉降量，控制新老路基的沉降差，防止纵向裂缝的产生；通过对新老路基结合部位的处理，加强新老路基的结合强度，减轻新老路基因材质、施工质量及路面结构层的差异等所引起的病害，并形成此工法。通过该工法的应用，取得了较好的经济效益和社会效果。2、工法特点2.1 工艺简练，操作简单，用于处理改扩建路基效果显著； 2.2 施工质量易于控制，通过相应的土工试验和测量观测等常规检测手段即可进行检测，工程技术人员容易掌握。2.3具有施工快捷、组织合理、可广泛应用公路改扩建施工中，尤其适合于交通量大，需要快速通车的高速公路改扩建施工中。3、 适用范围适用于高等级公路、城市快速干道等路基工程改扩建施工。4、工艺原理高速公路改扩建路基拼接施工工法，在要求施工速度快、施工质量高、沉降小的前提下，首先对需要拼接加宽的路基基底采用浅表淤泥清除换填开山石渣、地表夯击、压实的处治方法提高地基的承载力，减少新建路基的工后沉降量；然后从路基填料、压实度来控制新老路基的沉降差，防止纵向裂缝的产生；最后加铺土工格栅来加强改扩建路基拼接部位的结合强度，减轻新老路基因材质、施工质量及路面结构层的差异等所引起的病害。5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图（详见下图）施工准备基底处理开挖台阶新建路基填筑机械_机械机械碾压、整平施工结束机械碾压提高新建路基压实度老路路肩挖除新老路基结合部位加铺土工格栅排水处理洒水车、平地机配合图1 高速公路改扩建路基拼接施工流程图5.2 操作要点5.2.1施工准备施工前复核导线点，三、四等水准点复测及加密。会同监理单位进行老路复测工作，结果报予设计单位进行纵断面拟合，以此确定改扩建路基拼接施工方案。然后审查和熟悉图纸、设计文件和施工技术规范，根据设计宽度进行测量放样。5.2.2老路基路肩挖除1）紧急停车道交通封闭安保部门在施工前提前与交管部门联系，并于正式施工前完成交通封闭工作。2）拔除护栏桩采用人工配合挖掘机拔除的方法，先用风镐或小型挖掘机在护栏桩底部挖坑，然后用挖掘机晃动护栏桩，最后用钢钎穿过护栏装配孔，并用钢丝绳连接到挖掘机斗齿上向上拔除。3）挖除硬路肩采用挖掘机挖除老路硬路肩块，并直接安排运输车辆运走，严禁直接堆放到边坡上影响边坡排水的顺畅性。5.2.3基底处理在新建路基工后沉降中地基沉降占有较大比重，特别是软土地基路段。地质不良的软土地段应根据地质资料，采用有利于加快地基固结沉降或提高地基承载力的设计施工方案，有效减少工后沉降。在进行软基处理时根据不同路段地质条件，一般路堤段、水塘、河沟等小范围采用浅表淤泥除后换填开山石渣、地表夯击、压实的处治方法。具体施工方法如下：清除路基范围内的原地表草皮及表土，挖除植物余根，疏干淤泥污水，同时对原老路排水沟的浆砌片石进行拆除。然后进行软基处理，当换填石渣厚度为40cm时，一次性铺筑。石渣施工控制指标为粒径20cm，压碎值20MPa。当换填石渣厚度为70cm时，分两层铺筑，施工顺序为：先粗平静压，再振压，然后精平碾压。检验标准是石渣的外观表现紧密，当无松散、无轮迹、最后一次碾压沉降观测，当沉降量3mm时，则认为石渣碾压结束。其他特殊路基地基，对于湿陷性黄土地基根据设计采取强夯方法处理，主要施工机械是强夯机。溶洞、采空区路段，一般采用加固洞穴或回填注浆等处理方法；主要施工机械设备有地质钻机、注浆机。5.2.4在老路基边坡上开挖台阶施工时为保证新老路基的稳定结合，在老路基边坡处应采用开挖多层台阶方式衔接，进行错台填筑施工。在挖台阶时，使用小松PC-240挖掘机由路基底面向上开挖原路基边坡，每级台阶高80cm，宽200cm，阶底面设置向内2%4%的坡度，且确保无积水。开挖台阶与填筑路基同步进行。当台阶侧面变得松散、塌落而不能直立时改为开挖小台阶，高30cm，宽45cm。填料碾压及冲碾一定要压到台阶的根部，以保证新旧路基充分的结合为一体，从而进一步提高路基整体稳定性。台阶的开挖要随着填料进程进行。图2 高速公路改扩建路基拼接填筑示意图5.2.5新建路基填筑控制改扩建部分路基填料。高速公路改扩建工程一般是在维持交通的基础上进行实施的，老路部分还需承担正常的交通。为减少施工对高速公路交通的影响，加快施工进度、确保工程质量，可通过大吨位振动压路机、冲击式压路机来碾压土体以及增加碾压遍数来减少土体本身孔隙率，增加路基压实度，减小路基本身沉降，同时也可填筑无机结合料改良土或CBR值较好的材料如碎石土、砂砾等。对路堤较高、原地基承载力低的路段也可考虑采用轻质路基填料（如粉煤灰）以减轻路堤自重，减少土基荷载。为减少新旧路基的沉降差，新填路基使用掺灰剂量7%-9%改良土作为填料。在土中掺加适量的生石灰，降低了收缩性和膨胀性，提高了土的强度和稳定性，缩短了压实时间，加快了施工进度，有效的解决了用过湿土填筑路基中质量与工期的矛盾，还可以消除日后使用中水稳定性不足的后患，保证了填土路基的压实度和工期，提高了路基的强度和水稳定性。经生石灰处理后的过湿土路基经检测压实度、弯沉等技术指标符合规范要求。生石灰处理过湿土优点是材料充足，治理方案简单，施工方便，造价不高，并能达到预期效果。5.2.6提高拼接部位压实度1）一般碾压与冲击碾压相结合路基压实时，采用一般碾压和冲击碾压两种形式，局部采用液压强夯。在路基含水量接近最佳含水量时，首先使用YZ25T压路机自路基外缘向路基内缘逐层进行碾压，待填筑至路床顶面以下150cm处时再使用25KJ冲击碾对路基全断面冲击碾压，填筑至路床顶面以下20cm处时，进行第二次路基全断面冲击碾压。这样，两种碾压方式相结合，就消除了一般碾压时的薄弱环节，特别是增加了新老路基的整体性，达到了减少新建路基工后沉降的目的。 2）液压强夯为进一步提高路基的整体强度最大限度的减少新老结合部位的不均匀沉降等病害。对新老路基结合部位进行液压强夯，加速路基固结。当新建路基施工至路床顶面以下150cm和路床顶面以下20cm时，分别进行夯实作业。夯实补强区域范围：新老路基结合处4.5m宽带状范围。4.5m宽带状范围包括老路基1.5米，新建路基3米，利用高速液压夯实机对高速公路改扩建新建部分与原有老路基结合部位进行夯实补强，减少新路基工后沉降，尽量消除新老路基不均匀沉降带来的危害，加强新老路的结合，提高路基的整体强度和稳定性。图3 高速液压夯实机工作原理简图5.2.7 新老路基结合部位加铺土工格栅路基施工时在新老路基间横向铺设土工格栅，以提高路基的整体性，通过对土工格栅在新旧土体结合处的联结作用，增大了土体内摩擦角，减少不均匀沉降和侧向位移，使新旧土体和土工格栅形成一个承重板体，提高了路基的整体强度和平整度，防止了反射裂缝的出现。为防止新老路基结合部位出现纵向拉裂和发生不均匀沉降，在结合部位每1.6m开挖台阶，设置一层土工格栅；待施工至路堤顶面以下20cm、80cm和150cm处另设置1层土工格栅。土工格栅采用双向高强合成涤纶纤维格栅，其网格尺寸为24.5mm24.5mm，断裂强度径向80KN/m，纬向50KN/m，延伸率10%。因土工格栅铺设时对路基平整度要求较高，在铺土工格栅前的一层土，必须控制填料的粒径和碾压后的平整度，以利于土工格栅的顺利铺设。土工格栅在摊铺前尽量张紧，横向摊铺，绑扎搭接，搭接宽度15cm，锚固长度150cm，并采用形钢卡钉钉入路基，使土工格栅固定。铺设土工格栅后的铺料，既不能选用干密度偏小的材料，也不能选用粒料含量多的山皮土、石渣材料。实践证明，填料干密度偏小，碾压困难，影响施工进度；粒料偏大，会割断土工格栅经纬，造成力学损害，影响土工格栅使用的有效性。所以，最好选用强风化砂岩填筑。上料后，车辆不能在铺好的土工格栅上行驶，应从一端或两侧开始上料填筑，并逐渐使填料布满土工格栅。填料达到厚度要求后，使用平地机整平并注意防止刮出土工格栅，平整后采用先轻后重的碾压原则进行碾压，最终达到密实度要求。并能使路基与土工格栅形成一个连续柔性整体结构。图4 土工格栅的铺设5.3 劳动力组织表1 主要工种劳动力组织表序号工种名称人数作业内容备注1现场指挥1施工组织与管理2技术人员2技术方案制订，技术交底、指导，及时做好各项施工记录3质检员1施工过程监控、工程质量检验4测量工3测量放线，路基沉降观测5试验工2试验检测6安全调度员2运输车、机械调配7机械驾驶员10摊铺、碾压、强夯、冲碾、平整等8汽车驾驶员10路基填料运输等9普工8洒水、铺设土工格栅等10安全员5并线路段高速公路24小时安全巡视6、设备与材料按路基拼接施工工艺要求，选择性能好的机械设备进场，并进行机械设备的检查、验证、维修、保养，保证机械设备的正常使用。表2 主要施工机械设备一览表序 号名 称规格型号数 量备 注1挖掘机DH320/ PC3205台2推土机TY1402台3振动压路机YZ22t/YT251台4冲击碾3YCT321台5平地机PY1801台6自卸车CZ325010台7液压夯实机THC361台8装载机ZL50D1台9洒水车10T1台10加油车EQ1401台注：未含测量、试验设备7、质量标准与质量控制7.1 质量标准7.1.1 符合现行公路路基设计规范（JTG D302004）、公路路基施工技术规范（JTG F102006）、公路工程质量检验评定标准（JTGF80/12004）要求；7.1.2 新老路基拼接质量控制表3 路基实测项目项次检查项目允许偏差检查方法和频率1压实度(%)零填及路堑上路床96密度法:每2000m2每压实层测4处路堤上路床96下路床上路堤94下路堤932弯沉（0.01mm）不大于设计贝克曼梁或自动弯沉仪测量3纵断高程(mm)+10,-15水准仪:每200米测4断面4中线偏位(mm)50经纬仪:每200米测4断面5宽度(mm)不小于设计米尺:每200米测4处6平整度(mm)153米直尺:每200米测4处3尺7横坡(%)0.5水准仪:每200米测4个断面8边坡不陡于设计抽查每200米测4处7.2 施工技术及质量控制措施7.2.1 对全体作业人员进行岗前质量培训，做好施工前技术交底；7.2.2在路基用地和取土坑范围内，清除地表植被、杂物、积水、淤泥和表土，处理坑塘，并按规范和设计要求对基底进行压实。7.2.3路基填料符合规范和设计规定，经认真调查、试验后合理选用。7.2.4严格控制地基土的含水量，避免土层冲压时形成弹簧土而无法压实，施工时若出现“弹簧”现象，可暂停施工，将“弹簧土”全部挖走，调运符合要求的新土，整平后方可继续施工。7.2.5施工临时排水系统与设计排水系统结合，避免冲刷边坡，勿使路基附近积水。7.2.6加强碾压时含水量控制。高温季节摊铺后表层失水过快，用喷雾器适量洒水，以便于压实。7.2.7平整度厚度坡度控制。碾压结束后，用6m直尺检查平整度；测量小组用自动安平水准仪跟踪检测层面标高，计算出坡度和厚度。7.2.8土工格栅质量控制1）土工合成材料质量应符合设计要求，无老化，外观无破损，无污染。2）土工合成材料应紧贴下承层，按设计和施工要求铺设、张拉、固定。3）土工合成材料的接缝搭接、粘接强度和长度应符合设计要求，上、下层土工合成材料搭接缝应交替错开。7.2.9压路机的行驶速度控制在1015km/h，如工作面起伏较大应停止冲压工作，对工作面进行平整后再继续工作。7.2.10冲压时路基表层土的含水量应保持在最佳含水量的4%，施工过程中根据情况适时进行洒水湿润；冲击5遍应用刮平机或推土机整平，然后改变方向继续冲压。7.2.11冲击压实时应均匀碾压，相邻两段冲击碾压搭接长度不小30-50cm。7.2.12冲压过程中应匀速冲击压实，变速时必须停机，在一个冲击压实行程中不得变速。冲压过程中应保持正确的行驶方向，并保证不产生漏压现象。上下坡时，应事先选好档位，不得在坡顶上换挡，下坡时，不得使用空挡向下滑行。7.2.13冲压边角及转弯区域应采取其他措施压实，以达到设计标准。7.2.14控制构造物的安全距离。为了避免结构物遭到损坏，必须制定相应的措施，严格控制冲击碾压的范围。冲击压路机的轮边与构造物应有510m的安全距离，桥涵构造物上填土厚度不得少于2.5m，明涵构造物上则不允许进行冲压。8、安全措施8.1 安全生产法律、法规在施工中严格执行国家、行业的法律、法规，严格按操着规程、规范操作，确保安全生产、文明施工。主要执行的法律、法规有：中华人民共和国安全生产法中华人民共和国建筑法建设工程施工现场管理规定（国务院第15号令）工程建设重大事故报告和调查程序规定（建部部第3号令）各相关专业、工种的安全生产操作规程8.2 施工安全保障体系及安全管理规定8.2.1 安全生产目标：无重伤以上责任事故，无重大机械设备事故，无火灾事故。实行专职安全员专管与群管、群防相结合，使工程施工中安全事故降到最低点。8.2.2 制定详细的交通管制方案和施工车辆行驶方案，特别注意夜间车辆通行安全，在封闭路段两侧均设置警示灯，以引导司机正确行驶。8.2.3 建立健全安全生产岗位责任制，逐级签订安全生产责任状，贯彻安全生产与经济挂钩的安全工作责任制。做到安全生产纵向到底，横向到边，分工明确，责任到人。按“安全生产，预防为主”的原则组织施工生产，做到消除事故隐患，实现安全生产。8.2.4 机械施工设专人指挥，加强对压路机、推土机等设备的检修，制定完善的设备操作规程；设备操作人员要具有特种人员操作证书。8.2.5挖掘机作业是应保持水平位置，行走装置予以制动；铲斗工作没结束时，不准旋转大臂和走车。8.2.6 推土机、压路机等坡道行驶时，要低档前进并不得换挡，也不准空挡滑行；横向行驶坡度不得超过10。两台以上设备在同一现场作业时，前后距离不得小于8m，左右距离不得小于1.5m。9、环境保护措施9.1环境保护法律、法规在施工中严格执行中华人民共和国环境保护法，严格执行国家、地方政府、行业对废水、废渣、废气、噪声、扬尘等环境保护方面的管理规定。9.2、保护环境的目标和主要内容环境保护和现场文明施工目标：必须达到现场文明施工标准花。施工场地决不会出现污水外溢、渗漏，并确保施工工地周围附近的正常生产和生活。严格遵守环境保护法和工程的环保要求，在组织施工和管理中采取各种有效措施预防和消除因施工造成的环境污染。保护施工周边的生态环境。保持工地清洁，控制扬尘，杜绝材料的漏洒，要经常洒水。及时将施工和生活中产生的弃土、脏水、废弃物、废水、污水和废渣按环保要求处理。控制和减少施工噪声，临时住所驻地要建造厕所，卫生部门定期进行环境消毒和检查，预防疾病发生和流行。保证环境达标。9.3 文明施工措施9.3.1 建立健全管理组织机构：成立环境保护和文明施工的组织机构。项目经理部项目副经理文明施工管委会 机械员材料员计量员质检员办公室施工员炊事员技术员安全员施工队区域文明施工材料堆放管理场内垃圾管理机械运输管理办公室卫生管理宿舍卫生管理食堂卫生管理场内卫生管理9.3.2制定文明施工规定按文明施工的要求搭建临时设施、修建场地施工便道、进行材料堆放、搞好施工准备、食堂、住房等各工序、工种的施工文明。10、资源节约与效益分析以我公司在九江长江公路大桥A1合同段七里湖枢纽工程为例：七里湖枢纽位于九江长江公路大桥起点，与昌九高速并线改造扩宽部分全长2km。其中换填开山石渣4.12万m3，石灰改良土3434.66m3，全断面冲击碾压面积1.63万m2，液压强夯处理面积0.91万m2，土工格栅铺设0.91万m2。实际施工工期6个月，比计划完工日期提前2个月。效益分析如下：10.1 高速公路改扩建路基拼接施工工艺：材料费用 = 4.121047.16+3434.6649.38+1.631042.5+0.9110416+0.9110413.42=77.30万元机械使用费用（包括燃油费）=（4.55+2.82+3.01+3.01+2.61）万元6个月=220.2万元人工费 = 5人180元/天306=16.2万元（注：只计算安全巡视费用，其他人工费已计入材料机械费用中）总费用=77.3+220.2+16.2=313.7万元10.2 普通路基施工工艺材料费用 =土方填筑 （4.12104+3434.66）m35.12元/m3=22.9万元机械使用费用（包括燃油费）=（4.55+2.82+3.01+3.01+2.61）万元8个月=293.6万元人工费 = 5人180元/天308=21.6万元（注：只计算安全巡视费用，其他人工费已计入材料机械费用中）总费用=22.9+293.6+21.6=338.1万元综上，该工法工艺简单，设备配套容易，质量保证，施工快速，能有效地缩短工期60天，降低施工成本14.4万元，经济效益显著。该工法的成功应用，加速了路基前期沉降，减少新加宽路基的工后沉降量，控制新老路基的沉降差，有效的防止纵向裂缝的产生；大大减少因不均匀沉降而形成的道路病害，提高路基的整体强度和均匀性，对于保证道路的使用质量具有重要的作用。可广泛应用到其他路基和地基处理工程，为打造资源节约社会作出贡献。11、应用实例11.1 江西九江长江公路大桥A1合同段七里湖枢纽工程福银高速昌九段第一期（现运行线的左侧）在1991年按二级汽专标准建成通车，第二期（现运行线的右侧）在1993年按高速公路标准拓宽建设，1996年建成运营。设计荷载为汽车超20，挂120；四车道标准，设计行车速度为100Km/h，路基宽度为24.5m。因九江长江公路大桥起点与昌九高速并线相连接，需增设七里湖互通枢纽，并线改造扩宽部分全长2Km。福州至银川高速公路九江长江大桥A1标合同段全长5.39公里，工程项目起迄桩号K7+840-K13+230。设计双向六车道,路基宽33.5m。为加快施工速度快、提高施工质量，首先对需要拼接加宽的路基基底采用浅表淤泥清除换填开山石渣、地表夯击、压实的处治方法提高地基的承载力，减少新建路基的工后沉降量；然后从路基填料、压实度来控制新老路基的沉降差，防止纵向裂缝的产生；最后加铺土工格栅来加强改扩建路基拼接部位的结合强度，减轻新老路基因材质、施工质量及路面结构层的差异等所引起的病害。使新老路基拼接施工节省了大量的人力、物力和财力；可广泛应用到其他路基和地基处理工程，为打造资源节约社会作出贡献，经济效益明显。本工法通过现场实施和不断的优化改进，赢得了建设单位、业主单位的一致好评，为以后的高速公路加宽改造积累了宝贵的实践经验。11.2 江西德昌高速公路万年枢纽工程江西德昌高速公路万年枢纽互通位于万年县湖云乡黄家村，是德昌高速公路与景鹰高速公路的交汇点，是本高速公路连接景鹰高速公路的枢纽互通。本枢纽互通起讫里程K120+000K122+500，主线长2.5km，其中景鹰高速公路加宽拼接填方3.47万m3，挖方2.19万m3。为破解新旧路基拼接后不均匀沉降的难题，在新路基施工中应用冲击碾压和铺设高强土工格栅的新技术、新工艺。冲击碾压能有效减少公路路基完成后的总沉降量，大大改善因不均匀沉降而形成的病害，对提高路基的整体强度有显著的效果。在新路基施工过程中铺设的双向拉伸高强土工格栅具有强度大、蠕变小、适应各类环境土壤的特点，应用于路基施工中能有效提高加筋承载面的嵌锁、咬合作用，极大程度地增强地基的承载力，有效约束土体的侧向位移，增强地基稳固性能，增大路基的承载力，延长路基的使用寿命，防止路面塌陷或产生裂纹，保持地面美观整齐，同时，施工方便，省时，省力，缩短工期，减少维修费用。11.3 重庆涪丰石高速公路石柱西互通枢纽工程重庆市涪陵至丰都高速公路位于重庆市东北部，路线起于规划沿江高速与涪南高速交叉点处、经龙桥街道、荔枝街道、江东街道、清溪镇、南沱镇、丰都县，高镇，然后折向东穿越方斗山，再向北绕石柱至终点三店，与石忠高速公路相接，路线全长109km，其中与石忠高速并线改扩建部分全长3000m。该项目在新旧路基拼接上，在新路基施工中应用冲击碾压和铺设高强土工格栅的新技术、新工艺。有效减少新建路基工后的总沉降量，大大改善因不均匀沉降而形成的病害，对提高路基的整体强度有显著的效果。延长路基的使用寿命，防止路面塌陷或产生裂纹，保持地面美观整齐，同时，施工方便，省时，省力，缩短工期，减少维修费用，经济效益明显。本工法通过现场实施和不断的优化改进，赢得了建设单位、业主单位的一致好评，为以后的高速公路加宽改造积累了宝贵的实践经验。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除