丘陵多雨地区机场高填方施工质量控制及应用.pdf

No.22023上海么缘SHANGHA道路工程）丘陵多雨地区机场高填方施工质量控制及应用罗江鹏上海公路桥梁（集团)有限公司，上海2 0 0 0 40 摘要：针对丘陵多雨地区的某机场高填方施工项目，结合场区地形地貌、周边环境、气候特点等因素，分析其施工重难点；合理利用场区内的回填材料，并通过试验段施工，确定不同填料的分层厚度及碾压遍数；对现场临时排水系统进行有针对性的部署，确保工后沉降、差异沉降均能达到设计及规范要求，降低不利天气条件对施工质量及进度造成的影响。该项目施工质量控制措施对相似的丘陵多雨地区的机场高填方工程具有一定的借鉴意义。关键词：丘陵多雨地区；机场；高填方；质量控制0引言随着经济社会的不断发展，民用航空在区域性经济发展中所发挥的作用日益显著，民航机场建设也越来越受到地方政府的重视。全国各地不断推进新建、改扩建的机场项目，建设环境日趋多样化。在此背景下，高填方施工在越来越多的民航机场建设中出现。如何确保高填方施工的各项指标，是整体项目成败的关键所在。特别是在丘陵地区多雨条件下的高填方施工。以某机场站坪扩建项目为例，该项目局部地形呈四周高、中间低，在施工区域内，存在两处原有的排水系统出水口，因施工过程中的降雨天气较多，给施工组织及质量控制均造成了非常大的阻碍。在机场站坪扩建项目的施工过程中，通过合理选择场区内的回填材料，进行试验段施工，来确定不同填料的分层厚度及碾压遍数；并对现场临时排水系统进行有针对性的部署，顺利实现了过程中的沉降变形、工后沉降及差异沉降等各项控制目标，降低了不利天气条件对施工质量、进度的影响程度，对类似的丘陵多雨地区的机场高填方施工的质量控制具有借鉴意义。1工程概述1.17水文地质及气候情况某机场站坪扩建的主要建设内容为扩建7 个C类收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 7资助项目：基于无人驾驶施工平台的沥青路面智能压实质量指标研究（上海市青年科技启明星，2 3QB1401500)机位，同时设置垂直联络道与跑道连接，见下图1。扩建场区属剥蚀低丘地貌单元，地势低矮，地形较平缓，最大高程148.2 8 m，最小高程110.43m，最大高差37.85m，设计高程136.49 139.32 m，最大填筑深度27m。施工区域的总面积约9 万m，土石方填筑总量约6 4万m。现有跑道新建B联络道N现有飞行区原有机场園界原有出水台镇方区人最大镇花方区非本次扩原有机土深度幼15前建区域场围界扩建站坪下通坡填方区人最原有站坪大块上深度约特种车停车棚27mY非本次扩建区域图1扩建区域平面示意图根据核工业赣州工程勘察院编制的宜春市明月山机场扩建工程岩土工程勘察报告（详勘)，场区地层No.22023上涵么路道路工程SHANGHAI HIGHWAYS-自上而下，可划分为人工填土层（Q4ml）、第四系冲积层（Q4al）、残积层（Q4el）、白垩系基岩（K）、石炭系石灰岩(C)。场地中，钻探揭露的地层自上而下，主要有杂填土、粉质黏土、碎石、砾质黏土、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、中风化泥岩、强风化石灰岩。其中，素填土结构松散，工程性质差；粉质黏土及碎石承载力较高；砾质黏土工程性质差，承载力低；强风化泥质粉砂岩的厚度变化较大；中风化泥质粉砂岩的工程性质好，承载力高；中风化泥岩和强风化石灰岩仅部分地段分布。宜春属亚热带湿润气侯，四季分明，气候温暖湿润，雨量充沛，年平均降雨量16 0 0 mm，春夏之交多梅雨，秋冬少雨。1.2设计指标工后沉降与差异沉降指标见下表1，填土压实度指标见下表2。表1工后沉降与差异沉降指标区域工后沉降差异沉降滑行道0.3 m纵向1.5%站坪0.3m沿排水方向1.5%表2 填土压实度指标土方分区深度/m压实度00.396%道面影响区0.30.896%边坡影响区0.84.095%4.0以下93%00.885%土面区0.8以下85%2重难点分析2.1回填土的天然含水量较大根据规范及设计的相关要求，填料含水量控制在最佳含水量2%的范围内时,压实效果最好 2 。按照建设单位规划，用于回填的主要土源为粉质黏土。场区周边还存在其余5种土源，距离较近，但数量较少。经现场取样试验检测，主要土源的天然含水量较大，与最佳含水量差值在12%左右。其余土源的天然含水量与最佳含水量之间也有较大差距，需采取翻晒等措施来进行调整，见下表3。表3各种填料试验情况统计表种类最佳含水量最大干密度/g.cm）天然含水量内场素填土10.8%1.7722.3%外场素填土11.6%1.7823.1%砾质黏土10.3%1.7621.1%粉质黏土12.3%1.7424.2%碎石土11.5%1.9515.2%强风化粉砂岩8.0%1.9714.0%2.2填土深度大、层数多本项目最大填土深度为2 7 m，处于边坡回填区域，其余区域的填土深度在15m左右，无设计沉降期。每一层回填土的质量控制，将直接决定填筑体的沉降变形情况及工后沉降情况。因此，对分层回填施工的质量控制是一项考验。正式施工前，必须按照不同种类的填料，分别进行试验段施工，以确定不同填料的分层厚度及碾压遍数。施工过程中，严格按照批准的试验段总结来控制现场施工的各个环节，确保每一层的回填质量满足设计要求。2.3降雨天气多、影响大项目土方的施工周期为2 0 17 年12 月 2 0 18 年10月，共335日历天。根据气象统计资料显示，施工周期内的降雨天数累计达17 0 d,影响天数累计达6 1d，有效作业天数10 4d，见下图2。其中，2 0 18 年2 季度的降雨天数及影响天数累计达7 0 d，对土方施工的质量控制及施工组织造成极大阻碍。降雨天数影响天数56605046424030222013141511710502017.1218年1季度18 年2 季度18 年3季度18.10时间图2 宜春市降雨天数统计（施工周期内）同时，本次扩建场区的西南区域地形呈四周高、中No.22023上语么缘SHANGHAI HIGHWAYS（道路工程）间低，并存在两处机场原有的排水系统出水口，主要用以排除机场飞行区东北区域的积水，见下图3。在施工周期内，降雨天数多的情况下，一方面，需及时排除场区内积水；另一方面，还需保证两个出水口的正常排水功能。这对土方施工作业带来了很大阻碍。现有飞行区31.39133.54222N131.06123.29143.15125.1128.06121.86源有出永口145:80140.57127.77120.11124.46121.70（四周高0 12 7.8 9147.56136.22116.51手原有出水口145.66148.28（最高点）122.19122.10y32.3514621非本次扩120.55134.59建区域12Q85137.511265136.66135.00119.92129.72原有站坪121,5711628119:39110.43（最低点）123.13133.18122.8411888121.34112.29129.04118.2112976116.27132.66入18.37135:7T116.30137.6614.37117.76181.50128.28非本次扩建区城图3扩建区域地势图（单位：m）3针对性措施3.1结合现场情况选择合适填料结合针对各种填料进行的试验检测结果，考虑到碎石土及强风化粉砂岩的天然含水量与最佳含水量差值较小，选用碎石土、强风化粉砂岩这两种填料作为备用填料，与粉质黏土一同进行翻晒试验。先使用推土机，将填料均匀摊铺至施工作业面，再通过旋耕犁，将填料打散,进行晾晒,降低填料的含水量。检测三种不同填料的翻晒效果，记录天然含水量与时间的变化关系，如图4所示一粉质黏土一器一碎石土金一强风化粉砂岩30%0.2425%20%0.150.1315%0.120.1410%0.095%0%02h4h6h8h10h12h时间图4填料含水量随时间变化曲线根据试验结果，在使用旋耕犁配合挖机进行翻晒后，粉质黏土、碎石土、强风化粉砂岩分别在12 h、6 h、4h后，达到最佳含水量2%以内。其中，碎石土、强风化粉砂岩的含水量降低速度较快，对施工进度有利；粉质黏土含水量降低至最佳含水量2%所需的时间则较长。经晾晒试验，可得出结论：使用碎石土、强风化粉砂岩作为备用填料与粉质黏土（主要填料）一同使用，有利于保障每一层填土的施工质量，还可在一定程度上对施工进度起到积极效果。3.2试验段施工对不同填料分别进行试验段施工 3。采用2 2 t振动压路机进行碾压，三种填料分别以35cm、40 c m、45cm的厚度进行虚铺。先静压1到2 遍，再开启振动。每完成2 遍振动碾压后，进行压实度检测，以便及时掌握压实度指标情况。最后，稳压1 2 遍。检验不同填料在不同分层厚度下的碾压效率，确定分层摊铺的厚度及碾压遍数，并确定各种填料的使用区域。压实度检测根据民用机场飞行区场道工程质量检验评定标准（MH5007-2017)的要求，参照公路土工试验规程（JTGE40)灌砂法进行。试验段结果如下表4所示。表4不同填料分层碾压参数统计表粉质黏土虚铺压实度压实度压实度压实度厚度(2遍）(4遍）(6遍）(8遍）35cm88.3%92.1%95.2%96.3%40cm87.5%91.2%94.3%95.4%45cm86.6%90.2%92.9%94.0%碎石土虚铺压实度压实度压实度压实度厚度(2遍）(4遍）(6遍）(8遍)35cm88.7%92.4%95.5%96.6%40 cm88.2%91.9%94.8%95.9%45 cm87.3%91.0%93.6%94.8%强风化粉砂岩虚铺压实度压实度压实度压实度厚度(2遍）(4遍）(6遍）(8遍)35cm89.1%92.8%96.1%97.0%40 cm88.9%92.6%95.7%96.5%45 cm88.2%91.8%94.6%95.7%No.22023上海么路（下转第16 页（道路工程）SHANGHAI HIGHWAYS-根据试验段数据，可以判断：(1)粉质黏土虚铺厚度为45cm时，振动碾压2 遍以上，能达到8 5%的压实度要求，且工效较高。可主要用于土面区回填。(2)强风化粉砂岩虚铺厚度为40 cm时，振动碾压6遍，即可达到9 5%的压实度要求；碾压8 遍，可达到96%的压实度要求。可主要用于道面影响区及边坡影响区的土基顶面4m以上填筑。（3)碎石土虚铺厚度为45cm时，振动碾压6 遍，即可达到9 3%的压实度要求，且工效处于较高水平。粉质黏土虚铺厚度为35cm时，碾压5遍以上，即可达到93%的压实度要求。在道面影响区及边坡影响区的土基顶面4m以下填筑时，主要采用碎石土基+粉质黏土交替分层来进行填筑。通过试验段施工，确定了各填料的分层厚度及碾压遍数，并根据不同区域的回填要求，确定了各个区域的回填材料种类及施工参数，较好地保证了各区域的分层回填质量，并在施工进度上起到了一定的推动作用。3.3信做好施工现场排水工作施工区域西南角地势呈四周高、中间低，易产生积水浸泡土基，属于排水工作的重点区域。通过填土作业，逐步将现有地势调整为南高北低，并在降雨前，务必完成对已摊铺土方的碾压施工，以便通过地势，将雨水引流至北侧边坡区域。局部无法调整的区域，则通过开挖临时排水沟的方式导流，做到雨停水散，最大程度地避免土方被雨水浸泡，见下图5。降雨结束后，第一时间将场区内仍存在的部分积水通过人工进行收集，并用推土机将土方面层刮散，以便于降低表层土中的含水量，尽快恢复生产。现有飞行区坡面排水方向边坡区域主排水方向原有站坪边坡区域图5场区临时排水示意图在原有出水口位置砖砌集水井，内侧砂浆抹面，防止渗漏。集水井中部设置波纹管，将场区排水直接引至南侧边坡区域排除。集水井及波纹管的位置随着施工进度进行调整，既能保证出水口原有的排水功能，又能降低出水口的存在对土方施工造成的干扰，见下图6。4实施效果通过以上措施，顺利实现了以下目标。4.1土方回填压实度边坡影响区及道面影响区按照10 0 0 mi/点、土面区按照2 0 0 0 m/点，采用灌砂法，共检测2 52 8 个点。其中，边坡影响区及道面影响区共检测17 33个点，土面区共检测7 9 5个点，均符合要求。图6 原有出水口改道示意图162023上海么路No.2上接第4页）（道路工程）SHANGHAI HIGHWAY15时，支挡结构的最大应力开始处于稳定状态。路基的最大应力随着倾角的增大，先慢慢变小,最后趋于稳定。废弃轮胎缓冲层对路基-支挡结构能起到明显的缓冲效能的保护效果。基于保护效果和经济性等因素,建议废弃轮胎缓冲层的厚度为1m。参考文献：1王昱.山区沿河公路路基在泥石流作用下破坏机制与防护技术研究 D.重庆：重庆交通大学,2 0 10.2刘情,罗俐,王红运,等.浅谈滑移泥石流堆积体路基工程施工的监测 J.中国设备工程,2 0 2 0(2 3):2 46-2 47.3徐士彬.泥石流作用下路基易损性试验研究与综合评价D.合肥：合肥工业大学,2 0 17.4袁猛.泥石流地区涵洞毁损机理及其结构设计研究 D.重4.2沉降变形高填方施工期间，共布设8 个底层监测点、6 个道槽区面层监测点、4个水平位移监测点。底层监测点每填筑一层，观测一次，最长不超过7 d，实际平均5.5d观测一次，累计观测56 次。其中，9 次的单次沉降量超过预警值，均发生在连续多日降雨过后，超过预警值的最大一次为7 mm。根据后期1个月的观测数据显示，各区域底层沉降趋于稳定，单次沉降量在1mm左右。边坡水平位移监测共进行了18 次，最长不超过7d，实际平均5.6 d观测1次。未出现单次变化量大于5mm、累计变化量大于15mm的情况。道槽区面层沉降共观测了九次，最长不超过7 d，实际平均5d观测一次。单次沉降量均未超过报警值。其中，各点累计的最大沉降为5.8 mm，最小沉降为0.8 mm，总体差异沉降量为5mm。累计日均最大沉降量为0.13mm/d，最小沉降量为0.0 1mm/d。4.3运营期反馈目前，扩建机坪已启用3年，根据使用单位反馈，本次扩建的机坪区域及边坡区域，均处于良好状态，未出现任何异常情况。5结语本文结合某机场站坪扩建项目高填方施工，分析了丘陵多雨地区的机场高填方施工的重难点，从控制庆：重庆交通大学,2 0 16.5刘杰.泥石流路基破坏机理与拦挡结构设计研究 D.重庆：重庆交通大学,2 0 18.6徐士彬,钱德玲,姚兰飞,等.基于结构两相流模型计算泥石流对路基的冲击力 J.合肥工业大学学报(自然科学版),2 0 18,41(03):373-376+394.7杨三强,黄勇,陈洪凯.泥石流与公路路基相互作用的耦合数值仿真 J.长安大学学报(自然科学版),2 0 0 9,2 9(0 1):36-40.8李达.泥石流-结构相互作用下大跨高墩连续刚构桥动力响应分析 D.西安：长安大学,2 0 2 1.9王强.泥石流威胁区高速公路优化布设与灾害防治研究D.重庆：重庆交通大学,2 0 17.10孙俊明,孙兴伟.泥石流灾害及其防治策略研究 J.中国高新科技,2 0 18(0 9):9 4-9 6.每层填土的压实度入手，采取了针对丘陵多雨地区的高填方施工管控措施，主要得到以下几点结论：（1)充分利用场区周边的可用填料，并利用各种填料进行优势互补，在保证施工质量的基础上，可对施工进度起到推动作用。(2)针对不同的填料，进行试验段施工，以确定不同填料的分层厚度及碾压遍数。充分了解各种填料的特点，并按照各施工区域的设计要求，采用不同的填料。这有利于保障道面影响区及边坡影响区等重点区域的施工质量。(3)充分分析施工区域的地形地貌特点，准确把握排水工作重点，提前做好现场的临时排水筹划。施工过程中，及时做好临时排水措施，避免土基泡水，为施工质量控制创造有利条件。参考文献：1张剑翔,杨建分.丘陵多雨地区机场场道地基处理施工优化措施及其应用 J.城市道桥与防洪,2 0 15(0 9):12 8-131+16.2中国民用航空局.民用机场飞行区土石方与道面基（垫）层施工技术规范：MH/T5014-2022S.北京：中国民航出版社有限公司,2 0 2 2.3梁永辉,王卫东,冯世进,等.高填方机场湿陷性粉土地基处理现场试验研究 J.岩土工程学报,2 0 2 2,44(0 6):10 2 7-10 35.SHANGHAI HIGHWAYSNo.2.2023(serial No.169)CONTENTSQuality Control and Application of Airport High Fill Construction in Hilly and Rainy AreasAbstract:In view of the high fill construction project of an airport in hilly and rainy areas,the key points of the construction were ana-lyzed in combination with the factors of site topography,surrounding environment,climate characteristics.The selected backfill materi-als were used reasonably in the site,and the layer thickness and rolling times of different fllers were determined by field tests.Target-ed deployment for the temporary drainage system was carried out to ensure that the post-construction settlement and differential settle-ment can meet the design and specification requirements,and reduce the impact of adverse weather conditions on the constructionquality and progress.The construction quality control measures of the project have certain reference significance for the airport high fllworks in similar hilly and rainy areas.Key words:hilly and rainy areas;airport;high fill construction;quality controlImplementation Practice of Green Highway Demonstration for Jiangsu Provincial Highway 411Abstract:In order to implement the green transportation development plan,the green highway demonstration work of Jiangsu ordinarynational and provincial highway was carried out relying on the actual situation of Taizhou ordinary highway and the reconstruction andexpansion project of the Jiangsu Highway S41l.Around the planning,design,construction,maintenance,operation and managementprocesses,the green concept was fully implemented and the green highway related research was conducted.Micro-innovations in con-struction technology,data management,earthwork measurement,resource disposal,and emission control were developed,whichachieved remarkable effects in energy conservation and emission reduction.Progressive improvement in technical achievements wasacquired.During the construction period,the cumulative energy saving was 9 010t of standard coal equivalent,17 007 t of carbon diox-ide emissions were reduced,and 26 266.8 mi of land was saved.Key words:road engineering;green highway;demonstration project;micro-innovationStudy on the Judgment of Preventive Maintenance Opportunity of Drainage Asphalt PavementAbstract:The drainage asphalt pavement is favored because of its good drainage,noise reduction and skid resistance.However,thelarge voids in the drainage asphalt pavement can be easily blocked.To maintain good performance of drainage asphalt pavement,pre-ventive maintenance should be carried out.Based on the domestic and abroad research on the decision-making methods and indexes ofpre-maintenance,and by using the algorithm of Pavement Quality Index(PQI)for reference,this paper puts forward the Comprehen-sive Evaluation Index(DDI)of drainage asphalt pavement disease based on indoor test to judge and analyze the preventive maintenancetime according to the disease types and proportion of drainage asphalt pavement,which provides a reference for the preventive technol-ogy of drainage asphalt pavement.Key words:drained asphalt pavement;preventive maintenance;curing time;evaluation indicatorsStudy on Failure Mechanism and Retaining Structure of Debris Flow RoadbedAbstract:In order to study the failure mechanism and supporting structure of debris flow roadbed,this paper applies the theory of flu-id-solid coupling,the mechanism of debris flow and the related theoretical knowledge of physical and mechanical characteristics of de-bris flow roadbed.Based on the finite element software ADINA,the corresponding k-8 turbulence model of debris flow is established,and two-dimensional numerical simulation is carried out to analyze the mechanical characteristics of roadbed-retaining structure un-der the impact of debris flow.Meanwhile,the main material of roadbed-retaining structure is optimized.The results show that whenroadbed is impacted by debris flow,the velocity of debris flow increases from zero,there is a positive correlation between subgradestress and debris flow impingement;when debris flow and subgrade slope just contact,the movement state of debris flow has a drasticchange;with the increasing velocity of flow,the impact effect of debris flow is more and more intense,and the stress of roadbed increas-es with the impact of debris flow.When the inclination angle increases from O o to 15 ,the maximum stress of the retaining struc-ture decreases rapidly with the increase of the inclination angle.When the inclination angle is greater than 15 ,the maximum stressLUo Jiangpeng(1)CHENG Sheng,LI Shuangjie,FENG Renbo,LI Hangfei(5)t.ZHOUWeiwei(8):KE Shaoguang(12)