一般路堤天然填料填筑施工工艺

∗一般路堤天然填料“区段流程法”填筑施工工艺2-1-1适用范围本工艺适用于铁路、公路、机场等使用天然土石填料的土工构筑物填筑施工。在大秦铁路施工中总结出的路基填筑“四区段八流程”工艺，即将一个路基施工段按一定长度划分出4个连续作业区段，组织4个独立作业班组承担路基填筑施工的8道作业工序（测量放线、地面处理、分层填土、摊铺整平、洒水晾晒、碾压夯实、检测报验、整修成型），各作业班组同时分别在其中一个作业区段进行施工，并依序转入下一作业区段，形成同一区段上各道工序流水作业，各作业班组在不同区段上平行施工的平行流水作业，优化了路基填筑的施工组织，强化了过程质量控制，加快了施工进度，因此在全路推广，在铁路、公路、机场等工程建设中得到广泛应用。随着铁路路基质量标准的提高和对路基做为工程构筑物认识的转变，对施工工艺和质量控制提出了更高的要求，工艺流程已不是8道，应该有十几道工序，每个班组的工作内容也相应调整。“四区段八流程”已成为分区段组织施工、分流程控制质量、分专业班组平行流水作业的土工构筑物填筑施工工艺的代名词，本文称为“区段流程法”。2-1-2作业内容1.测量放线（线路或场道中线、填层边线）；挂边线，钉设卸土点位。2.填料挖、装、运、填、摊铺、洒水或晾晒。3.填层平整、碾压。4.人工帮填、处理填层松散、起皱和橡皮土（弹簧土）、修整边坡。5.检查、检测、填写检查检测记录及试验报告、报验。2-1-3铁路客运专线工程施工质量验收标准及检验方法一、路堤填筑应符合表2-1.1规定。路堤填筑质量要求表2-1.1项目碎石类土，砾石类土砂类土，细粒土填筑方法线路纵向分区段、竖向分层、横向全宽一次填筑种类区段内每层同种类，且连续填筑压实厚度不宜小于50cm填料上下层填料粒径D15＜4d85最大粒径宜≤15cm/≤10cm－每层压实厚度宜≤40cm/≤35cm宜≤30cm/≤30cm每层最小压实厚度10cm填层上下层接头相错量≥3.0m碾压轮辐重叠宽度≥40cm同层接头处碾压重叠长度≥2.0m施工单位检验数量每层沿线路纵向每100m检查6处（左、中、右各2处）观察、尺量检验，并检查该层和下承层土工试验报告的筛分结果，比检验方法较其粒径是否符合D15＜4d85的要求注：斜线上为基床以下填层的标准，斜线下为基床的标准∗编写Duyc1 二、施工单位对填料的检验项目、检验数量应符合表2-1.2的规定。路堤填料复查项目及频次表2-1.2试验项目、频次填料类别液塑限击实试验颗粒级配颗粒密度3细粒土5000m（或土性明显变化）——3粗粒土、碎石土——10000m（或土性明显变化）1.液、塑限联合测定法1.筛析法1.量瓶法检验方法2.碟式仪液限试验1.击实试验2.密度计法2.浮称法3.搓条法塑限试验3.移液管法3.虹吸筒法注：表列数字为进行一次试验的填料体积。检验方法按《铁路工程土工试验规程》(TB10102)的规定。三、路堤的压实标准应根据填料类别按表2-1.3采用多指标控制。路堤填筑压实标准表2-1.3地基系数K30动态变形模量Evd项目压实系数K孔隙率n（%）(MPa/m)（MPa）0.90改良细粒土≥0.92/≥0.95－≥90/110－/≥35砂类土及细砾土≥110/≥130－＜31/＜28碎石类及粗砾土≥130/≥150沿线路纵向每100m每填层每填高约90cm距路肩边线1m处左、右各2点2m处左、右各1点路基中部2点，反压护道地段增加1点2点环刀法蜡封法量瓶法灌砂法检验方法浮称法K30平板荷载试验Evd动态平板荷载试验灌水法虹吸筒法气囊法核子射线法注：检验方法按《铁路工程土工试验规程》(TB10102)的规定。基床以下非浸水路堤采用斜线上数字，浸水路堤和基床采用斜线下数字，横线下为无碴轨道路基标准。无碴轨道铁路路基增加变形模量Ev2指标：基床和浸水填层≥60MPa，基床以下≥45MPa。压实系数K为重型击实标准。路堤中线至边缘距离、宽度、横坡、平整度的四、路堤中线至边缘距允许偏差、检验数量及检验方法表2-1.4离、宽度、横坡、平整度的允沿线路纵向许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差每100m抽检验方法应符合表2-1.4的规定。样检验数量1中线至边缘距离±50/+50，-0mm5处尺量2厚度－/±30mm3处水准仪测2-1-4施工机械及工3宽度不小于设计值5处尺量艺装备4横坡±0.5%5个断面坡度尺量一、路基天然填料填筑5平整度不大于15mm10处2.5m长直尺量测注：斜线上为基床以下路堤标准，斜线下为基床标准主要施工机械包括压路机、挖掘机、推土机、装载机、平地机、自卸汽车、洒水车压路机按质量分类表2-1.5等。加载后质量单位直线压力质量分类（t）（N/cm）二、压路机轻型＜5＜392（一）压路机应用条件中型5～10392～588重型10～15588～7841.压路机按质量分类（见表2-1.5）特重型＞15＞7842 2.各类碾压机械对土壤材料的适用范围（见图2-1.1）。（二）压路机选型岩重轻重中均湿干黏粘砂砂粗石应根据填料种类和压实度标准选湿湿湿等粒黏黏砂砂砾卵砾和黏黏土土砂砾干石粗石净土石择压路机，一般应为重型和特重型压土土土砂砂砂路机，中型压路机可以辅助压实作业，羊足碾凸块碾做到以重为主、凸平配套、静振结合。捣实式1.静作用压路机的选用：可选用光面钢轮式轮胎碾及平碾，但对于较均匀的砂土振动、振荡光轮式填料应选用轮胎碾。轮胎碾能增减配振动捣固式重调整压路机质量，改变轮胎充气压轮胎式力调整碾压接触压力。在作用于填层网轮式上的单位压力不超过填料的极限强度图2-1.1各类碾压机械对土壤材料的适用范围条件下，应尽量选用质量大的压路机，这样可以达到较好的压实效果，生产率高。在填料含水量较小时，宜选用较重型的压路机；填料含水量较大时，宜选用较轻型的压路机。对于平整性要求较高的面层，宜选用3轮三轴式压路机，它在施工中能随填层凸点的出现而增大线压力，随凹点的出现而降低线压力。2.振动压路机的选用：重型和特重型振动平碾压路机有普遍的适用性，对于细粒土、黏土，特别是填料含水量偏高时使用凸块式压路机有明显的效果。表2-1.6是部分压路机的技术性能。部分压路机的技术性能表2-1.6作业质量静线压力碾轮速度振幅振频激振力功率轮胎膨胀种类型号前/后前/后宽度2km/hmmHzkNkWkg/cm（kg）N/cmmmCC80015600～995/1000.4701717.3SW3001305/14000～1266.727.525.41000SW3201390/14800～1266.731.425.41200双钢轮SW3301430/15200～1266.731.425.41300压路机SW8004850/53500～12.542/50/6747/68/121821700SW8506050/64500～1142/50/6758/82/148902000SW9006300/67000～1168/116/17358/100/1481182000SV512D5450/5050L0.9/H2.0L172/H226单钢轮L36.7/SV512T5800/50500～101.9/2.0186/24585.52130压路机H27.5SV512TF7950/50500.8/1.7186/245SV900D11150/78501.9/1.935/28SV900DV11550/78501.8/2.328/230～101262150SV900T11350/78501.9/1.835/28SV900TV11850/78501.7/2.228/23W16058000/80003531.92/0.6029/35316/1650～8110W1605P8300/8000－1.9329316W18019600/84004382.0/0.829/32345/1800～8110W1801P9900/8400－2.029345W1805D11400/66005462/0.927/32356/2000～7118&1412300W1805PD11800/6600－227356W1806D10400/69004471.95/0.6529/35329/1750～71182300W1806PD10800/6900－1.9529326XSM218A8700/93002.86/5.3/9.73902.0/1.028330/1901102178YZ14JC7000/70002.14/4.283301.7/0.8532270/135902130YZ16JC16000/8000/7.77/153781.7/0.8532300/1801062130YZ1812000/6000552310/2201285/10YZ18JA9000/90004141.79/0.8829/35310/22011521302.96/5.82/10.7YZ18JC9000/9000422320/190132YZ20JC10500/95002.47/4.86/104801.78/0.8830340/20013221303 SR218S8800/92004001.9/1.0335/260SR220S9600/104002.15/4.23/10.134362.0/1.129/34355/2751322170SR222S10500/115004762.1/1.1365/2856700/8800T600C0～19前轮85后轮092Ps1.8～4.5空3300/52006400/8600TS600C0～19前轮90后轮092Ps20651.8～7.3轮胎式空3250/5250压路机10620/14430TS650C0～19前轮80后轮0110Ps20901.8～7.0空4620/813025000200～YL25L0～8822300空12100800kPa轮胎＋钢TW350-11380/10700～8.55521轮压路机注：L表示低振幅，H表示高振幅。三、挖掘机路基工程使用的挖掘机主要是单斗反铲式液压挖掘机。其选型从以下三方面考虑：1.根据总工程量和高峰工程量、工期、成本、施工条件等因素，选择合理机型，从而确定铲斗容量及生产率。2.根据土质、施工方法，选择挖掘机工作装置型式。3.根据现场动力条件、道路状况、行走距离和频度，确定挖掘机的动力装置和行走装置的型式。表2-1.7是几种挖掘机的技术性能。几种挖掘机的技术性能表2-1.7工作范围基本参数挖掘垂行驶地面最铲斗斗杆铲斗动臂长斗杆长最大挖最大挖最大挖最大卸直臂时速度爬坡运输尺寸（长项目大挖掘挖掘挖掘整机质量堆装接地比压度度掘范围掘深度掘高度料高度的最大（高/能力×宽×高）半径力力容量深度低）3mmmmmmmmmmmmmmmmkNkNkgmPskm/h°mm驾驶室式3240三齿式4.275010×1500×DH35型2,5001,2505,1203,1254,9503,4652,29822.414.90.14.2/2.730遮蓬式3140橡胶式4.272340DH55-V4.285940×1925×3,1001,5006,1006,0003,8905,3303,6303,02533.226.45,2500.17623.8/2.130型（0.294kg/m）2565DH60-70.13～5850×188030001600615038205760403037.728.455504.413.8/2.135型0.2×2575DH130LC0.28～7700×2600×400019007020684046707350499036708170139000.36bar4.9/3.435-V型0.762760DH130W-7300×249643002100756073204360810057204000127000.583735V型×3700四、推土机本工艺中推土机的主要作用是摊铺填料和平整填层，一般选用履带式推土机。表2-1.8是部分国产推土机的技术性能。部分国产推土机的主要技术性能表2-1.8发动机最大前进速度km/h后退速度km/h铲宽整机重品种型号功率牵引力kWkN1速2速3速4速5速1速2速3速4速mmtT180A162181.32.53.85.387.7310.403.254.907.0010.05436522.1黄T2001471962.433.705.247.5210.123.164.816.819.78372522.23河TY2001472193.416.2510.234.187.5812.31372522.28履TS200A1472162.433.705.247.5210.123.164.816.819.78417022.9带TY2201624513.66.511.24.37.713.2372523.45式TYS2201622403.66.511.24.37.713.2436025.7澎T120A-188.21182.283.644.356.2410.432.734.375.237.50320015.9浦PD61032.723.885.838.4211.723.274.667.0010.09320015.7履PD71623.66.511.24.37.713.2372525.5带上海3202393.66.611.54.47.813.5413033.9式上海4103063.35.18.512.73.25.08.412.6431447.0移T12073.6125.32.403.845.497.9010.533.034.866.939.99377614.74 山T1401031412.564.105.868.4311.233.035.177.3910.66377615.9履T1601182.73.75.47.611.03.54.97.09.8341516.07带T1801331872.63.54.77.010.33.34.56.19.1341517.18式TS1801252.73.75.47.611.03.54.97.09.8397017.55TY1801333.96.810.95.08.613.7341517.38TL180132.385713.527.549713.527.549319012.8轮胎式TL180铰接139.614012384712.31617.1330017.5五、装载机本工艺中主要用于配合挖掘机或推土机的装载作业，进行松散填料的装车作业。表2-1.9是部分国产装载机的技术性能。部分国产装载机技术性能表2-1.9额定负荷前进速度km/h后退速度额定功率最大掘起铲斗动作时间s使用重3机型斗容量m生产kg1挡2挡km/hHp力kN提升下降前倾量tZL-100.510001025255529.434.5烟台ZL-150.7515001024245539.245.53.74.8沈阳ZL-160.91600836126854.94.982.02.855.5烟台ZL-201.0200092512.59573.67.7宜春ZL-20A1.020000～110～320～158067.36.04.02.08.3朝阳ZL-30A1.530000～9.50～320～15100102.07429.8宜春ZL-30E1.7300083617115117.79.8烟台ZL-402.040000～110～350～151707.42.112.8厦门ZL-40D2.240001035131706.44.00.814.7郑州ZL-503.050000～11.50～370～16.5210≥117.78.52.2816.7厦门ZL-50C3.050001034132101537.02.03.518.5沈阳ZLM-603.36000123515.5120.86.83.22.021.56常州FL4604.683000～130～330～16300255.067.33.828.5沈阳ZL-1005.496000～36.237541.07柳州六、平地机铲运机主要用来平整填层面和路基面。填层必须经过平整，才能达到均匀的密实效果，提高碾压功效。一般选用自行式平地机。大型平地机铲刀长度3700～4200mm，发动机功率111～220kW，质量14～19t；中型平地机铲刀长度3000～3700mm，发动机功率66～111kW，质量9～14t；轻型平地机铲刀长度＜3000mm，发动机功率44～66kW，质量5～9t。表2-1.10是部分平地机技术性能。部分平地机技术性能表2-1.10质量kg最大功最大扭最大牵型号刀长mm运行速度km/h生产前桥后桥率kW矩N•m引力NPY160B3660390010300118618进Ⅰ4.3Ⅱ7.1Ⅲ10.2Ⅳ14.8Ⅴ24.3Ⅵ35.1退Ⅰ4.4Ⅱ15.180800天津PY1803965460010800132588作业Ⅰ4.8Ⅱ10.1Ⅲ20行驶Ⅰ10.2Ⅱ18.6Ⅲ39.4天津120G365842468943102Ⅰ3.9Ⅱ6.2Ⅲ9.8Ⅳ16.2Ⅴ25.9Ⅵ40.9130G365843709337110Ⅰ3.7Ⅱ6.0Ⅲ9.5Ⅳ15.6Ⅴ25.0Ⅵ39.412G3658400811165111Ⅰ3.7Ⅱ6.0Ⅲ9.5Ⅳ15.6Ⅴ25.0Ⅵ39.4美国140G365842999803134Ⅰ3.9Ⅱ6.3Ⅲ9.8Ⅳ16.3Ⅴ26.1Ⅵ41.0前进Ⅰ3.8Ⅱ5.3Ⅲ7.2Ⅳ10.4Ⅴ15.6Ⅵ22.0Ⅶ29.8Ⅷ43.014G4267508515603158后退Ⅰ4.4Ⅱ6.1Ⅲ8.3Ⅳ12.0Ⅴ18.2Ⅵ25.5Ⅶ34.6Ⅷ50.116G4877674120543215Ⅰ3.8Ⅱ5.4Ⅲ7.3Ⅳ10.5Ⅴ15.9Ⅵ22.3Ⅶ30.1Ⅷ43.6前进Ⅰ3.5Ⅱ6.5Ⅲ10.9Ⅳ15.4Ⅴ28.2Ⅵ47.9GD313A-13125206553256341.8日本后退Ⅰ4.0Ⅱ7.3Ⅲ12.4Ⅳ17.5Ⅴ31.9Ⅵ54.45 前进Ⅰ3.4Ⅱ6.1Ⅲ10.8Ⅳ14.2Ⅴ25.5Ⅵ44.6GD521R-137103130767010160.2后退Ⅰ4.2Ⅱ7.5Ⅲ13.1Ⅳ17.3Ⅴ31.1Ⅵ54.4前进Ⅰ3.5Ⅱ6.3Ⅲ10.8Ⅳ14.8Ⅴ26.2Ⅵ45.0GD611R-137103630887011669.6后退Ⅰ4.3Ⅱ7.7Ⅲ13.2Ⅳ18.0Ⅴ32.0Ⅵ54.8前进Ⅰ3.5Ⅱ6.3Ⅲ10.8Ⅳ14.8Ⅴ26.2Ⅵ45.0GD621A-137103680902011670.8后退Ⅰ4.3Ⅱ7.7Ⅲ13.2Ⅳ18.0Ⅴ32.0Ⅵ54.8前进Ⅰ3.5Ⅱ6.3Ⅲ10.8Ⅳ14.8Ⅴ26.2Ⅵ45.0GD661A-137104050925013472.5后退Ⅰ4.3Ⅱ7.7Ⅲ13.2Ⅳ18.0Ⅴ32.0Ⅵ54.8前进Ⅰ4.0Ⅱ5.4Ⅲ8.0Ⅳ11.5Ⅴ15.8Ⅵ21.4Ⅶ31.3Ⅷ44.9GD825A-14928773018020209141.4后退Ⅰ4.3Ⅱ5.8Ⅲ8.5Ⅳ12.2Ⅴ16.9Ⅵ22.8Ⅶ33.4Ⅷ47.9七、自卸汽车填料运输应选择自卸汽车，考虑地形、道路、运距、成本等确定车辆型式和数量，其生产能力应等于或略大于挖掘机生产能力。一般车辆容积应是铲斗容积的3～5倍。一个班组的车辆的容积规格应相同，以便现场打点控制卸土间距。八、洒水车洒水车主要用于路面和填层洒水润湿和道路扑尘。正规洒水车装配有喷枪，洒水均匀，避免碾压后出现橡皮土（弹簧土）或干松土。用油罐车改装的水车，可以运水，但是洒水不均匀。九、机械配置数量根据总工程量和工期确定单位时间（月或工天）需要完成的土工量，然后根据选定型号、规格的机械的生产能力确定需要配置的各种机械的总数量，按照作业班组制度和现场管理的需要制定适宜的机械组合，最后确定各作业班组的机械配置。2-1-5施工准备1.确定施工方案，划分施工段和作业区段。区段长度应根据使用机械的能力、数量确定，并能在一定时间内完成规定的作业，一般宜在200m以上或以构造物为界。在雨季和降雨量大、雨季长地区的施工，应缩短作业循环时间。路基填筑应横向全断面、纵向分区段施工。2.施工测量、填料检验和击实试验。3.优置机械组合（简称机组），划分作业班组，确定班组人员及施工机械，测算各班组作业时间。4.根据施工图和施工质量验收标准，确定路堤不同部位填料种类和压实标准，并在施工工艺设计中明确。5.地基处理，作业区排水，修筑排水沟。地基范围及两侧的地面排水、防渗和地下水的拦截、引排应符合设计要求。地下水的出露位置和处理前、后的出水情况应有记录。防排水及出水口处理效果应良好。6.“区段流程法”工艺设计和试验，确定填筑及碾压参数：松铺厚度、最佳含水量、洒水数量或晾晒时间、卸土间距、碾压方式及遍数、作业时间等。当填料种图2-1.2路基填筑施工区段作业顺序6 类明显变化或主要施工机械调整时，应重新进行工艺设计和试验。分层填筑厚度应根据压实机械压实能力、填料种类和要求的压实密度，通过工艺试验确定。采用碎石类土和砾石类土填筑时，分层的最大压实厚度不应大于40cm；采用砂类土和细粒土填筑时，分层的最大压实厚度不应大于30cm。分层填筑的最小分层厚度不宜小于10cm。松铺厚度h1、压实厚度h2和松铺土干容重γ1、压实土干容重γ2、最大干容重γ、压实系数K有下列关系：hγKhγ222h=≥1γγ11hγhγ1111h=≤2γKγ22-1-6工艺及质量控制流程图图2-1.2是路基填筑施工区段作业顺序，图2-1.3是同一作业区段路基填筑施工的工艺流程。2-1-7工艺步序说明1.填筑前应合理划分施工区段和作业区段，根据填料种类、压实标准和现场环境选择适宜的施工机械，组建填筑施工机械组合（简称机组）和作业工班。采用“区段流程法”组织施工。“区段流程法”作业循环时间是4个作业班组中最长作业时间的4倍。循环作业时间和时间利用率按下式计算。44T=∑ti+∑∆ti=4tmaxi=1i=14t4i1k=∑∑=tiii==14tmax4tmax1式中T――循环作业时间；ti――各作业班组的作业时间，i＝1，2，3，4；图2-1.3路基填筑施工工艺及质量控制流程图7 k――循环作业时间利用率；tmax――ti中最大值；Δti――tmax与ti的差值。实际作业组织应尽量减小Δti，使4个作业区段的作业时间（步长）趣于相等，提高时间利用率，一般应使k≥85％。最理想的作业组织是等步长平行流水作业，即各班组步长相等，Δti＝0，时间利用率100%。2.填筑前应进行填筑工艺试验。通过试验验证作业组织和各施工班组施工的质量能力和施工效率，查找问题，优化工艺，形成用于指导下步施工的工艺。工艺试验设计：根据施工机械配置方案和作业班组、作业区段划分，拟定几个“松铺厚度＋碾压方式”方案进行试验，最后从设备来源、施工效率、经济效益几个方面对比，选择最佳方案。3.测量放线、抄平：每一填层都应进行施工放线，放出填层中线和填筑边线。为保证填层边部的压实效果，一般填层比路基结构适当加宽（每边加宽15～30cm），填筑后按结构宽度刷坡。进入正式作业循环后，为便于平行作业，测量放线工序纳入第4作业组，于静压收面结束前即可开始，与压实检测同时进行。4.挂边线、插卸土点：根据测设的填筑边线，每5m插钢筋，按松铺厚度挂尼龙线，用于控制铺土边界和铺土厚度。根据松铺厚度和运土车辆容积，计算卸土间距，并在填层面上自中线向两边插木桩或撒石灰点，以控制车辆卸土。卸土点宜按梅花形分部。5.挖装运土：应对填料料源场开采进行规划，测放开挖边线，并根据一次开挖深度和填料检验3复查频次分块，比如挖掘机一次开挖深度5m，按5000m检验频次，用石灰划出30×30m方格，在每个方格内取样检验复查填料质量。取料时按一定顺序逐块开挖。填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。开挖时可以使用挖掘机，或推土机与装载机联合作业，或爆破后用装载机装车。运输设备应是自卸汽车，并使一个班组各车辆的容积相同，便于卸土点和填土厚度控制。运输路线如果经过等级公路，应对车厢加盖，防止填料抛洒污染路面。炎热天气，对自然含水量偏低的填料，应覆盖车厢防止水分散水；雨天，对自然含水量偏高的填料，应覆盖车厢防止淋水。填料中不得含有草皮、垃圾、树根、腐殖土、淤泥等。6.填土：现场设专人指挥车辆按照布置的卸土点卸土。填土时，对前一填层面洒水，保持填前土面的湿润，保证填层间的结合。均匀的卸土，可以减小推土机摊铺工作量和整平难度。7.摊铺、初平：用推土机将填筑的土铺平，边部厚度以所挂的边线为准，中间各部位厚度用钢钎测量，同时人工铺填边部，对凸凹处铲平；清除填料中的草皮、树根等杂物。摊铺过程应控制横坡2～4％。8.洒水或晾晒：填料应在最佳含水量条件下通过合理的碾压才能达到最佳压实效果。最佳含水量通过击实试验确定。在我国南方，土的天然含水量通常高于最佳含水量，需要晾晒达到最佳含水量范围内（-3%～+2％）；西北干旱地区，土的天然含水量通常低于最佳含水量，需要洒水使填料具备需要的最佳含水量。加水量按下式计算。在日光强烈和蒸发量大的地区应考虑水分的散失。MsM=(w−w)woptn1+wn8 式中Ms――填料自然湿重，kg；wn、wopt――填料天然含水量、最优含水量。洒水作业分三步进行，填土前洒水，润湿底层；初平前按计算的需要量洒足；密实碾压前再补洒1次，防止表面水分过度散失而松散。晾晒时间一般比较长，为加速水分散失，可使用盘耙或翻地机对填筑的填料进行1～3遍翻挖。雨季和降雨量的地区的非渗水料填筑施工，必要时可使用棚盖对取土区和填筑施工段进行遮盖，保障雨天不中断施工。棚盖比高含水量土料改良、改填渗水填料的成本低得多，作业环境也得到改善。9.初压与精平：初压的作用主要有四，一是提高精平效果，二是为重型碾压创造条件，三是封面保水，四是防止直接振动碾压对底层的不良影响。精平应使用平地机，一般铲平2～4遍，期间应有水准测量指导铲平量，普工配合低垫高铲，清除多余土料。土料填筑和推土机初平后，推土机和洒水车在松铺层上作业，轮迹非均匀分布，松铺层的密实状态不均匀，如果直接精平，一经碾压必然高低不平。重碾，特别是振动碾的压实效率高，在较松散的填层上直接施行，轮前轮后隆突、左右排挤，造成碾压阻力，破坏填筑层整体性。所以，不要省缺初压过程。10.密实碾压：用重碾和振动压路机碾压，各遍碾压采用不同的振动频率和振幅，振动频率先低后高，振幅先小后大。碾压速度先慢后快，最大速度不宜超过4km/h。按轮宽2/3迭加碾压，再按轮宽1/3迭加碾压。碾压中，检查是否出现松散和橡皮（弹簧）现象，人工及时将压松或变软的点位挖除，补填好土。土粒的自振频率表2-1.11碾轮的振动频率应接近土料的自振频率。填层的自振频土颗粒直径mm102040率随土料的压密而提高。土粒的自振频率见表2-1.11，土壤土的自振频率Hz1005033的自振频率见表2-1.12。土壤的自振频率表2-1.12土壤种类重湿黏土湿黏土轻湿黏土干黏土黏砂土重湿砂土中等干砂含砂砾石细混和砂砂卵石均粒粗纱不均粒粗砂粗砾石碎石自振频率18.3～18.3～19.8～20.8～21.6～21.62223.524～24.624.726.226.73034Hz18.419.220.822.822.2对于结构物边部的碾压应控制压力和振动力，保证结构物安全。一般可采用小型压实设备进行结构物边部的压实，如轻型或中型压路机、电动或燃油动力打夯机。各区段交接处，应互相重叠压实，纵向搭接长度不应小于2m，沿线路纵向行与行之间压实重叠不应小于40cm，上下两层填筑接头应错开不小于3.0m。11.收面碾压：碾压达到压实标准后用光轮压路机进行收面碾压，消除轮迹。12.检测与报验：实施过程检测，在洒水或晾晒到一定程度后，即行检查填层宽度、横向坡度、松铺厚度和含水量。只要含水量符合要求，就应进行初压，起到封面作用，防止含水量变化。如果横坡或厚度不合格，可以用推土机处理。在平地机精平后，检查横坡和平整度。在雨季和多雨地区的非渗水土填筑施工中，一定要留足不小于2％横坡，保证雨后不积水，能尽快恢复施工。在收面碾压后检查压实质量。填料为细粒土时，压实度采用压实系数K和地基系数K30控制；填料为粗粒土时，采用孔隙率n和地基系数K30控制；对于基床和浸水填层增加动态变形模量Evd控制指标。检查合格后应及时填写工程报验单，通知监理工程师现场验收检查，完成报验工作。只有报验9 合格，才能进行下一填层的施工。理论上讲，只要按照经试验验证的工艺按部就班地施工，质量肯定是保证的，检查和验收都是型式。所以，为了节省报验时间，应与监理单位协商，争取在自检的同时联系报验，同步进行，现场填写表格、办理签字手续。13.整修成型（1）随每填层的铺筑、碾压进程同步整修，保证填筑边坡整齐平顺，使碾压设备能够走行到边。（2）为防治雨水淋刷浸泡引起边坡坍塌，应及时（每填筑0.9m～1.5m）对边坡进行拍实夯压。（3）在路堤填筑完成后，按照设计路基宽度和边坡坡度修整边坡，清除多余填土，并对边坡进行夯压。图2-1.4是一款边坡压路机的工作情图2-1.4路堤边坡碾压形。14.路堤坡面排水路堤填筑期间和边坡防护完成前，应注意边坡、填层及路基面的排水。主要措施有：（1）各填层及路基面按2～4％做出人字坡，并对表面摊铺平整，碾压密实，消除轮迹，使表面不积水，少渗水。（2）填层边部设土埂，将表面雨水汇集到边坡排水槽排放，减少漫流冲刷、浸泡边坡。边坡排水槽随填层同时铺设，可采用土瓦、陶瓦、塑料管或预制混凝土槽，间距5m～10m。015.冬期施工：昼夜平均气温在0C以下且连续15天时，应按冬期组织施工。填筑前应清除地基和填层的冻结层；严禁冻土或掺有冻土的材料作为填料。非渗水土填料的含水率宜低于塑限，并采取加强压实的措施。施工组织应作到随挖、随运、随填、随压实。填筑铺土厚度应比一般条件减薄20%～25%。已铺土层未压实前，不得中断施工，应保证开挖、运填周转时间小于土的冻结时间。路基边坡修整必须在解冻后进行。必要时，对取土点和路堤的外露土层用松土或草袋覆盖。16.雨季施工：路堤填筑必须安排在雨季施工时，应首先完成该路堤段的涵洞和路基排水工程，必要时对施工填筑和取土区域采取覆盖措施。雨季施工应优化机械配制，组织快速施工。经雨水淋后的路基面必须晾晒、刮除表面浮土和复压处理，并经密实度抽检合格后才能继续施工。严禁在无覆盖情况下的中雨或连绵雨天进行非渗水土的填筑施工。17.沉降观测及工后沉降评估（1）采用沉降板、观测仪、分层沉降仪等，结合精密水准测量，进行地基沉降、侧向位移、路基沉降观测。沉降观测应采用二等几何水准测量。观测基桩应设置于不受施工和地基变形影响的稳定的地基内，路基面沉降观测桩设置于路肩上，并按观测周期的3～5倍周期进行复核校正。观测期内要保护好观测基桩和观测装置。（2）在开始第一层填筑前应按设计要求的观测断面设置观测装置，建立基础数据，以后随填筑进程不断观测，并在填筑完成后继续观测一定时间，有的要长期观测。（3）观测周期依设计要求。一般地，填筑期间，每天进行1次观测，在沉降突变时，每天观10 测2～3次；当两次填筑间隔时间较长时，每3d至少观测1次。预压期，前3个月内每5d观测1次，以后每1～2周观测1次，半年后每月观测1次。预压期后，每3个月观测1次，当沉降速率变化大时，增加观测次数。（4）填筑过程中，应整理观测成果，绘制“填土高度－时间－沉降量”关系曲线图，分析地基横向位移值及其发展趋势，判断地基的稳定性。当路堤中心线处地面沉降速率每昼夜大于10mm，或路堤坡脚处水平位移速率每昼夜大于5mm时，应立即停止填筑，待观测值恢复到限值以内再进行填筑。（5）以观测资料，进行工后沉降评估。路基沉降期后、调整期开始，即应进行路基工后沉降预测，推定调整期后剩余沉降量是否满足工后沉降要求。如果不能满足要求，应采取增加预压荷载、加固地基等措施。（6）沉降分析，计算瞬时加载的“沉降－时间”曲线，以实际观测得到的“填土高度－时间－沉降量”关系进行修正，采用实际沉降推算法或沉降反演分析法，预估剩余沉降量及满足工后沉降量所需的时间。18.质量控制要点（1）由于路堤下部和基床、一般路堤和浸水路堤的填料和压实度要求不同，一定要逐层核定，防止填料和标准错误。（2）填料是否符合要求，是否与检验和工艺试验的填料种类、性质一致。（3）填料的含水量是否在最佳含水量范围内，是否有过湿或过干土块。（4）填层松铺厚度是否超过工艺设计厚度。（5）平整度是否符合要求。（6）碾压或夯实机具是否符合工艺设计，是否具有足够的压实能力，碾压遍数、碾压方式是否正确。（7）边角部位、结构物近旁是否碾压到位。（8）路堤挡墙应随土工填筑进程分段修筑，先挡墙后填筑。砌体挡墙每次砌筑高度90cm～1.2m，待土工填筑到砌层顶面高度后接续砌筑；混凝土或钢筋混凝土挡墙可分段一次浇筑完墙身。19.西北某高等级公路等步长“区段流程法”填筑施工实例（1）土的最佳含水量为11～13％，天然含水量为5～8％，每方土需加水约80～100kg，在摊铺过程和摊铺后分次洒水。由于白天蒸发量太大（当地蒸发量是降雨量的7倍），所以安排在早晚或夜间洒水。为了保证洒水效果，必须使用正规洒水车。（2）“区段流程法”工艺，要求工序紧凑、衔接严密。施工中制订了施工工序控制表，落实每道工序的作业人员、机械设备及检测工具、施工方法、检测及验收办法，以此来保证“区段流程”工艺的顺利实施。表2-1.13是一个机械组合的等步长流水作业施工工序控制实例，其机械组合是3台压路机(其中1台光轮静碾压路机)、3台洒水车、2台推土机、1台挖掘机、1台平地机（与其他施工段共用），一个施工循环16h。（3）在工序承包中使用了部分劳务队，对他们自带的机械设备采取台班计费、统一调度的办法，形成完整有效的机械组合，提高了机械利用率，为加快施工进度奠定了基础。（4）洒水的均匀性是质量控制的重要环节。土场挖坑灌水，其周边土料含水量偏大；路基上洒水，要避开蒸发量大的白天，安排在早晚或夜间洒水，由于需要多次喷洒和较长时间焖料，往往11 打乱作业流程，需要加强现场的组织和调度。（5）路基压实度是填土路基施工中关键的质量控制点，根据实践，我们对填料选择、含水量、松铺厚度、平整度和碾压方法都严格控制，使得压实度达到规定的指标。但是，检测中发现下填层压实度有反弹现象，可能是上层土振动碾压时影响。在足够荷载作用下，附以振动可以达到较好的压实效果；在上土层尚未压实的情况下，施加振动力，下土层在没有足够外加压力情况下受到振动，对底层压实度造成不良影响。“区段流程法”等步长平行流水作业施工工序控制表表2-1.13作业作业作业质量作业人员施工机具作业方法质量标准工班工序时间责任人一（1）挂边线，定普工2人钢卷尺或皮尺1把（50m）在边桩上按填土松铺厚度30cm挂卸土点位偏差不大于工班长卸土点线，按卸土间距钉出卸土点，插竹钎10cm0.5h或石灰点（2）挖装运土司机6～9挖掘机1台，自卸汽车5～8在指定取土点挖土，自卸车到位，挖在划定区域内按顺序和施工队长人辆掘机挖土装车深度分层取土（3）填土指挥员1卸土指挥员引导自卸车按指挥员用小旗和口哨指挥对应卸土点卸土工班长3.5h人，司机点位卸土二（4）摊铺、初平司机1人，推土机1台用推土机将土推平，人工配合边部帮无明显高低起伏，边部工班长普工2人土、修整，清拣树根、草皮等杂物，与边线平齐，有明显路2h并进行初步平整拱（5）洒水司机3人洒水车3台填土前在前层面洒水，初平前按要求前层和本层面保持湿工班长的洒水量全量洒足，碾压前再补洒1润，按填土含水量13％2h次计算洒水量并折算车数（6）检查填土宽试验员2钢尺1把，坡度尺1把，含质检员通过观察、尺量检查填土宽横坡2～4％，其他见上质量工程度、松厚度、横人，质检员水量检测仪器1套度、松铺厚度，用坡度尺测量横向坡师，试验工坡及含水量0.5h1人度，测试人员取土检查含水量程师三（7）初压司机1人双钢轮压路机1台碾压2遍表面大致平整无松散土工班长（8）精平3.5h司机1人平地机1台纵向铲平3遍平整度20mm工班长（9）平整度、横质检员13m靠尺1把，塞尺1把，将靠尺按任意方向放置填层面上，用见上质量工程坡检查人，测量工坡度尺1把塞尺测量尺与填层间最大缝宽；用水师0.5h3人平仪测量和计算填层横坡四（10）密实碾压司机3人，振动压路机2台，光轮压路光轮压路机1/2叠幅碾压1遍；振动按规定遍数碾压，无起工班长普工2人机1台压路机2/3叠幅碾压1遍，1/3叠幅碾皱或橡皮土，碾压到边压2遍。人工将起皱或弹簧处挖补（11）收面碾压3h司机1人光轮压路机1台光轮压路机2/3叠幅碾压1遍表面平整光亮，无轮迹工班长（12）压实度检试验员2人灌砂筒，标准砂，铲刀等灌砂法检查压实度压实度不小于90％质量工程测师，试验工程师（13）测量放线、测量工3人经纬仪1台、水准仪1台利用中线控制点钉设中线桩（5m间宽度不小于设计加加宽测量工程抄平距），按路基半宽＋30cm钉设边线桩值，中线偏位不大于5cm师（14）报验质检员1经纬仪1台、水准仪1台、质检员填写《中间报验单》，约请监见上主管工程人，试验员钢卷尺或皮尺1把（50m），理工程师现场验收。检验方法见上师，质量工4人，测量钢尺1把，坡度尺1把，含程师，试验工3人水量检测仪器1套，3m靠工程师，施尺1把，塞尺1把，灌砂筒，工队长1h标准砂，铲刀等说明：本表为某干旱地区一级公路工程上一个机械组合的等步长平行流水作业施工控制，其机械组合为：2台振动压路机（YZ16B），1台3三轮压路机（3Y18-21），3辆洒水车（7t东风），1台平地机（PY160B）,1台挖掘机（CAT0.8m），1台推土机（T200）。填料为亚粘土，土场距填土区2.5km，压实标准为90％（属下路堤，上路堤为93％，路床为95％）。按照“区段流程法”等步长平行流水作业43法，5个机组5个月完成120×10m土工填筑，经挖坑检查：碾压密实，分层清晰，层厚12～25cm，层间结合紧密。2-1-8作业组织一、以机组（一套施工机械的组合）为单位组织路基填筑施工，一个路基填筑机组承担一个施工段的施工。1个机组下设4个作业工班（填筑工班、摊铺工班、平整工班、碾压工班），配属压路机、挖掘机、平地机、推土机、装载机、洒水车、自卸汽车等施工机械，详见表2-1.14。具体配置数量应首先按照1天1～2个作业循环（在一个施工段上填筑1层）确定的碾压作业时间配置压路机，再按照压路机的施工能力配置其他机械。由于挖掘机一般只配1台，也可以按照挖掘机的施工能力12 进行机械配置。平地机1台，一般可以兼顾2～3个施工段的平整作业。装载机、洒水车应根据实际需要确定是否配置和配置数量。区段流程法作业班组的基本构成表2-1.14作业工班承担的作业工序施工人员配置作业机械器具一挂边线、钉卸土点→挖装班长1人挖掘机1台自卸汽车8辆填筑工班运→填土挖掘机司机1人50m钢尺或皮尺1把2～5m钢尺1把自卸汽车司机8人锤1把尼龙线1卷普工3人二摊铺→初整平→洒水或晾班长1人推土机1台洒水车3辆摊铺工班晒→宽度、松铺厚度、横推土机司机1人锹2把坡度尺1把坡及含水量检测洒水车司机3人普工2人三初压和精平→平整度、横班长1人光轮压路机1台平地机1台平整工班坡检测压路机司机1人坡度尺1把平地机司机1人四密实碾压→静压收面→测班长1人振动压路机2台光轮压路机1台碾压工班量放线、抄平→压实检测压路机司机3人锹、镐各1把→报验普工2人∑28人，其中压路机4台平地机1台机械司机17人挖掘机1台洒水车3辆普工7人自卸汽车8辆二、测量和试验工作可以组织测量、试验2个工班和1个测试工班，测量工3人，实验员4人。三、一般质量工程师、测量工程师、试验工程师、质检员配属施工队（或项目部），由施工队（或项目部）统一分派到各施工段履行检查、指导、督控职责。2-1-9生产效率及材料消耗一、压路机碾压生产率Qy挖掘机铲斗装满系数Km表2-1.153600(b−c)LhkBQy=铲斗型式松软土黏性土普通土硬土爆破后岩石L(+t)n正铲1～1.21.15～1.40.75～0.950.55～0.70.3～0.5V拉铲1～1.51.2～1.40.8～0.90.5～0.650.3～0.5式中Q――压路机生产率，m3/h；反铲0.8～10.9～1.10.5～0.70.4～0.460.2～0.3yb――碾压带宽度，m；土的松散系数Ks表2-1.16Ⅴ和Ⅵc――碾压搭接宽度，m（一般c＝土类别ⅠⅡⅢⅣ爆破较好爆破不好0.15～0.30m）；0.25～0.751.121.221.271.351.461.50h――填层压实厚度，cm；斗容量1.0～2.01.101.201.251.321.441.483L――碾压区段长度，m；（m）3.0～151.081.171.221.281.411.4520～401.051.171.201.251.381.42V――压路机碾压行走速率，m/s；t――压路机转弯调头或换挡时间，一般转弯15～20s，换挡2～5s；n――碾压遍数；kB――时间利用系数，一般kB＝0.8～0.9。二、单斗挖掘机挖装生产效率Qw360KmQ=qKwBTKs13 3式中Qw――挖掘机生产率，m/h；3q――铲斗容量，m；T――工作循环时间，s，由制造厂给定；Km――铲斗装满系数，见表2-1.15；Ks――土的松散系数，见表2-1.16；KB――时间利用系数，一般取0.70～0.85，挖后直接装车时取小值，挖后弃置存放时取大值。三、每填层推土机摊铺初平作业时间Tv3nBLT=(+t+t+t)Vcon2BVV式中TV――推土机摊铺初平作业时间；n――铺平作业遍数，取n＝2～4；B――作业区段填层宽度；L――作业区段长度，一般L＝50～100m；BV――推土机刀片宽度；V――推土机作业速度；tc――推土机换挡时间；to――推土机落刀时间；tn――推土机转向时间。四、平地机平整作业生产效率QP60L(lsinα−0.5)KBQ=PLn(+t)v2式中Qp――平地机平整作业生产效率，m/h；L――作业区段长度，m；l――铲刀长度，m；α――铲刀平面角度，°；KB――时间利用率；n――所需平整遍数；v――平整时的行驶速度，m/min；t――调头一次的时间，min。装载机装载作业循环时间T表2-1.17装载机类型装车方法T（min）五、装载机装载作业效率QzV形路线装车法0.5060履带式装载机Q=qKK横断装车法0.60ZcsT摆转装车法0.423铰接轮胎式装载机式中Qz――装载机的装载作业效率，m/h；摆断装车法0.52q――装载机的铲斗容量，以平装容量计；Kc――铲斗充盈系数，一般土壤和砂砾石1.05，风化和翻松岩石0.90，爆破好的石渣0.80，爆破不好的石渣0.60；14 Ks――时间利用系数；T――装载一次的循环作业时间，按表2-1.17取值。2-1-10施工安全及环境保护1.机械作业区内应设置安全标志，非机械操作人员应戴安全帽，机械操作人员应服从作业指挥人员指挥。2.施工人员不得在机械行驶路线和作业范围坐卧休息。3.道路交叉口应设置施工提示标志。4.靠近边坡近处机械作业时，应慢行，并有地面人员帮助观察和指挥。5.禁止非施工人员进入机械施工场地。6.路基边坡码砌应与填筑同步进行，保持同一高度。7.取土后的裸露面应按设计采取土地整治或防护措施。风景区或有特殊要求的施工地段，应按设计要求及时配套完成环保工程。8.取土场的位置、深度、边坡应符合设计要求，并结合当地土地利用、环保规划进行布置，不得随意取土及在水下取土。9.车辆通行的道路应洒水扑土降尘。10.运土车辆通过沥青混凝土路面或水泥混凝土路面的道路时，应覆盖车箱，防止泥土抛洒污染路面。11.履带式机械不得直接进入沥青混凝土路面或水泥混凝土路面的道路行驶。12.机械的废油料、废电瓶应收集处理，不得随意丢弃。参考文献：1.铁道部，客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准，北京：铁道出版社，20052.中国水利水电工程总公司，工程机械使用手册，北京：水利水电出版社，199815