盐渍土路基路堤施工专项方案

盐渍土路基路堤施工专项方案连霍国家高速公路G30吐鲁番至小草湖段公路建设工程建设项目TX-1标段盐渍土路基专项施工方案中铁一局集团有限公司吐鲁番至小草湖TX-1标项目经理部二零一六年四月前言盐渍土是不同程度盐碱化土的总称。在公路工程中，系指地表下1.0m内易溶盐含量平均大于0.3%的土。因盐渍土具有溶陷性、盐胀性、腐蚀性，所以给工程建设带来许多困难和危害，随着国家大开发战略的深入，面临的盐渍土工程越来越多，盐渍土路基施工技术得到进一步的重视，施工方法、施工工艺也要求得到进一步的提高和完善。1、工程概况本合同段路线位于新疆维吾尔自治区吐鲁番境内，路线总体走向由东向西，本标段为TX-1标段，起讫里程K3360+160～K3387+300,线路全长27.14km。主要工程包括：路基工程、路面工程、桥梁与涵洞工程、交叉工程、预埋管线工程和环境保护工程等，本标段特殊路段长为17.37km，均为盐渍土路基。2、自然地理情况工艺特项目区位于吐鲁番火焰山山前冲积扇区，区域内地势北高南低中间凹，火焰山自西而东横贯盆地中部，山前是戈壁、中部是低洼平原，南部山丘、戈壁、荒漠三种地貌类型兼有。地形变化：由最北部的博格达山脉-山前戈壁砾石带-冲积洪积倾斜平原带-盐山和火焰山山脉-山前砾石戈壁带-冲积洪积平原带-湖滨平原带-山前砾石戈壁带-最南部的觉罗塔格山脉。路线依次穿过山前冲洪积倾斜平原、冲洪积扇区，地形较平坦、场地第四系覆盖层较厚，主要由中密的粗砾（卵石）组成，强度高，压缩变形小，且无软弱地基分布，仅分布有盐渍土，场地地基稳定性较高，工程地质条件良好。3、工艺特点盐渍土路基路堤填筑工艺与一般路基路堤填筑工艺大同小异，无论是机械设备、施工步骤等都基本相同，只针对盐渍土的特性，在填料的选择上更为严格——盐类、含水量、含盐量；压实密度比一般路基要求更高，以防雨水渗湿；路基防护、环保措施等更严密以防路基被盐蚀；基底处理更严格以防路基的次生盐渍化。4、适用范围 本工艺适用于凡在盐渍土领域修建铁路、公路、机场、房屋等建（构）筑物。5、工艺原理盐渍土路基路堤填筑通过基底处理开始——填料控制（性质、含水量、含盐量或掺外加剂改良其盐渍土，改善盐渍土的物理力学性质）——密实度控制——防护措施——防腐措施等步骤，以消除或最大限度减少盐渍土引起的盐溶陷、盐胀、盐蚀、腐蚀等危害，保证其盐渍土路基的安全性、稳定性和耐久性。6、工艺流程盐渍土路堤填筑施工工艺流程见图1。图1盐渍土路堤填筑施工工艺流程7、盐渍土路基施工、⑴盐渍土地段路基处理本标段特殊路段长为17.37km，均为盐渍土路基。盐渍土路基处理如下：①对地表浅层盐渍土及表层有盐结皮、盐霜进行清表处理，再回填砾类土。②对于填方段地表深层存在盐渍土的路段，在路基中部一定深度内设置两布一膜复合土工布作隔断层，阻断盐分上升，路基隔断层设置在路肩以下1.2或1.5m。隔断层在坡脚地面以下时需要做加深边沟及沟外挡水埝，以使土工隔断层高出边沟20cm以上，以拦截、排除、隔断路面及地表来水，避免盐分随流水渗入路基内部。③盐渍土地区的挖方段应挖除路床范围内盐渍土换填填砾类土，在路基右侧边沟设置碎石盲沟，并在路基中及碎石盲沟下铺设复合土工膜，如果在泥岩段还需在预制板边沟下铺设土工膜，以拦截、排除、隔断路面及地表来水，避免盐分随流水渗入或滞留在路基内部。④完善路基、路面排水系统，设置必要的排水设施，以拦截、排除地表水。⑵低填浅挖路基处理路基填土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖并分层回填碾压，对0～50cm路床范围进行回填分层碾压措施，对50～80cm路床范围进行翻松碾压措施，以保证0～80cm路床范围满足压实要求。若为盐渍土地段时路床0.8m范围内土体进行超挖换填碾压，并铺设土工膜隔断层。⑶陡坡路堤及填挖交界处理陡坡路堤对原地面开挖台阶，台阶宽度不小于2m，并设向内倾3%的横坡，为了消减路基不均匀沉降，在路基中铺设土工格栅。8、主要机具设备路堤填筑每一个工作面使用的主要机具设备见表5盐渍土路堤填筑主要机具及检测仪器。 表5盐渍土路堤填筑主要机具及检测仪器9、劳动力组织路堤填筑每一个工作面需要的劳动力组合见表6。表6劳动力组织表10、质量要求及控制要点盐渍土路基施工质量标准盐渍土路基施工质量标准分别见表7土方路基施工质量标准表、表8表砂垫层施工质量标准表、表9碎石桩（砂桩）施工质量标准表和表10隔离层工程土工合成材料施工质量标准表。表7土方路基施工质量标准表表8表砂垫层施工质量标准表表9碎石桩（砂桩）施工质量标准表表10隔离层工程土工合成材料施工质量标准表盐渍土路基控制要点盐渍土路基控制要点主要有：原地面处理、含水量控制、压实度控制、构造物防腐和其他注意事项。原地面处理（1）严格按设计要求对原地面进行清表晾晒碾压或进行特殊处理达设计或规范要求。（2）疏通路基周围排水系统，以免路基浸泡。（3）原基底土层厚度1m以内的含水量如超过液限时，必须全部换填渗水性强的土；如含水量界于液限和塑限之间时，应铺10～30cm的渗水性强的粗粒土后再填符合规定的土。（4）当清除软弱土体达到地下水位以下时，换填渗水性强的粗粒土，并应高出地下水位30cm以上，再填符合规定的土。含水量控制盐渍土路基填料必须控制在最佳含水量±1%内，若大则应晾晒，小则洒水，洒水时应注意： （1）水质选择。取路基填料作易溶盐含量试验，取水样作水质分析试验。依据试验结果，在采用非盐渍土作为路基填料时，洒淡水；采用盐渍土作为路基填料时，洒卤水。（2）洒水量的控制。洒水数量和方式视填料而定，按最佳含水量+1%控制。用洒水车洒水，最好下午或晚上洒水，上午精平、碾压，以减少蒸发的影响。每延米具体加水量可按下式估算并适当加大用水量：M水=（ω-ω0+1%）αQ/（1+ω0）=（ω-ω0+1%）αBδΚγ0（1+ω0）式中ω——天然含水量（%）；ω0——最佳含水量（%）；γ0——最大干密度（g/cm3）；B——当前路堤填筑宽度（m）；Δ——当前路堤填筑厚度（m）；K——压实度（%）；α——水分散失系数。（3）需测定路堤土方水分散失系数。”水分散失系数”为借用的一个概念，它指土方水分在单位时间内的损失量，与土方压实度、土质及水力渗透系数、蒸发量、日照温度、空气湿度、风速等均有关系，可用来确定碾压作业段长度及洒水量等。测定水分散失系数可在路基施工初期进行，每隔一小时测定一次土方含水量在各个竖向断面上的平均变化值，日照温度、空气湿度、风速等可粗略依据天气预报记录；连续观测七天，对观测数据用数理统计方法进行数值分析与整理，可以求出对某一特定土质水分散失系数的算术平均值A或得到一个关于时间、温度、湿度、风速的算术方程表达式f（x），施工中应用A或算术方程表达式f（x）计算土方补洒水量大小。尤其是对需补洒水分的路基土方，应综合考虑水分散失及碾压完成所需要的时段，确定洒水及碾压作业面长度，使补洒水分得到有效利用。洒水时尽量一次洒足，以减少二次洒水所造成的损失。压实度的控制（1）检测方法。由于盐渍土土层结构在施工中随着开挖断面及深度的变化，土质也在变化，路基的填筑过程中压实程度就会出现不同的现象，使得试验室标准击实试验的结果无法正确反映路基的用土情况，难以对施工进行有效的控制和正确的指导。因此在施工检测中应采取“现场取样击实法”方法，其步骤：首先试验室内标准击实试验确定最佳含水量、最大干密度，按规定的击实频率进行分层取样试验，并将不同断面的土作按1∶1混合做为样品，以重型击实标准为准，每个取土地点应做不小于二组的平行试验，取其平均值γ0作为击实标准，作为对施工过程中的控制和指导施工生产，然后按测试规程对碾压好的路基进行检测，K一般段落=γ实测/γ0。由试验工程师和试验员对试验结果进行评定，根据路基检测点的实际情况确定”异常值点”的段落。再对“异常值点”的段落在现场处就地取样，在保证其含水量在可进行施工碾压的情况下进行击实试验，得到干密度γ2，以γ2作为压实度评定使用的最大干密度，即K异常段落=γ实测/γ2。击实试验时，氯盐或硫酸盐填料，尽可能采用水质相近的水制备试件，可以减少误差。即洒水采用卤水时，用卤水作击实，反之用淡水作击实。 若盐渍土地区土质主要为砂类土和细粒土，路基的压实质量主要取决于施工工艺和含水量的控制，为此，在检测压实度时应分两步进行，首先对肉眼观察有怀疑之处先做压实度测定，每100m有10个以上选点的检测结果不符合要求时，应作为不合格工程，不能局部处理，应翻晒或补充洒水后重新碾压；如不符合要求的测点不到10个点时可作局部处理。随后进行随机检测，每2000m2不少于8点。（2）压实度标准。为防止盐分转移和保证路基的稳定，路基的压实度宜适当提高。（3）压实施工工艺。用振动压机碾压，每100～150m为一个碾压作业面。在碾压之前先将路基边缘稳压一遍，然后遵守”先边缘后中间，先轻压后重压，先慢压后快压”的原则，按试验段成果遍数碾压，做到轮碾要纵向平行，错1/2轮碾压，谨防碾压不到边的现象。8.2.4构造物防腐（1）盐渍土地区水泥混凝土构造物的下部和与盐渍土接触的上部，应做防腐蚀处理。一般采取选择特种水泥，增加水泥用量、降低水灰比、使用优良外加剂、掺合料、增加混凝土保护层厚度等措施，如果仍不能满足抗腐蚀要求时，宜在混凝土构造物的表面设置防护层。（2）在以氯盐为主的盐渍土中，配制钢筋混凝土基础所用水泥，应用高标号硅酸盐水泥或矿碴硅酯盐水泥，以防止钢筋的锈蚀破坏作用；在以硫酸盐为主的盐渍土中应采用抗硫酸盐水泥，以防止硫酸盐对混凝土的物理、化学破坏作用。（3）搅拌混凝土或砂浆用水、砂，应符合现行标准的有关规定。施工时对拌合用水、砂中的含盐量应严格控制，当混凝土处于盐渍土环境时，混凝土拌合用水中的氯离子含量应不大于200mg/L，否则应掺加钢筋阻锈剂，硫酸盐符合含量按SO42-计应不大于500mg/L；用于钢筋混凝土的砂，其氯离子含量应符合现行标准的有关规定。在混凝土浇注过程中加强振捣，以减少混凝土的孔隙率，减少有害物质的侵入途径。（4）基础混凝土采用外加剂时，应根据盐渍土地基的侵蚀等级选用外加剂，使用含氯盐外加剂时，应符合规范及现行标准的有关规定。（5）位于氯盐渍土的钢筋混凝土构造物，混凝土拌和物中因各种组成材料引入的氯离子含量（折合氯盐含量），对于预应力混凝土应不超过水泥用量的0.06%，对于普通混凝土应不超过水泥用量的0.10%，如大于以上数值，应采取有效的防锈措施（如掺入阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实性等）。 （6）需涂抹防腐层的混凝土构造物的基础表面，必须坚实平整、无裂缝及蜂窝麻面，表面要干燥，强度应符合设计要求，涂抹高度应高出接触盐渍土或矿化水的部位0.5m～1.0m。沥青防腐层宜分两层施工，厚度为2～5mm。（7）对一般建（构）筑物基础下的易溶盐含量超过0.3%的中、强盐渍土全部挖除，清除下层盐渍土后，其处理方法视具体情况确定：用非盐渍土或非溶陷性盐渍土回填压实；加深基础至盐渍土层底；采用低标号混凝土或水泥稳定砂砾至基础底；采用混凝土墩式基础支托上部结构。（8）下层盐渍土地基对建（构）筑物的危害是由于水产生的次生灾害，如果能防好水灾害就不会或少出现，所以结合防水措施来采取盐渍土地基的防灾措施是比较有效的方法，在设计、施工和使用各价段都必须引起足够的重视，采取各种行之有效的措施、使地基不受水的破坏，保证建（构）筑物的安全可靠和正常使用。（9）构造物均采取混凝土结构，原因是浆砌工程的孔隙远大于混凝土工程，腐蚀性介质更容易进入构造物。其他注意事项（1）路基施工程序安排：盐渍土路段应采取分段连续的施工方式，段落不宜太长，力求一次施工到路基设计标高，并于当年铺筑路面。如果当年不能铺筑路面时，应采取防止雨、雪水侵入路基的措施。在设置隔断层的地段，要一次做到隔断层的顶部。（2）分层填筑中，填料的最大粒径不得超过松铺厚度的1/3，严禁出现盐渍土块状物。必须在料场将盐渍土块清除，集中堆放，在恢复料坑时掩埋。（3）盐渍土路堤应打点控制标高、挂线施工，分层填筑压实。分层松铺厚度盐渍土地段不得超过20cm。（4）春融前注意清除路基上的积雪。质量通病的预防和处理盐胀（开裂）盐胀（开裂）主要是盐渍土中硫酸盐吸水结晶产生，因此首先从填料入手，严格控制盐渍土填料盐含量不得超过有关规范或规定要求，特别是硫酸盐含量；其次从填高入手，如果填土高度小、地下水位高， 在低温时发生盐胀就越严重，路基高度和边坡坡度确定，提高路基和放缓边坡坡度可以减少进入路基上部的水分和盐分，有效防止盐胀。因此，在《公路路基设计规范》中规定了盐渍土地区路基最小高度，但这必然造成路基土方数量的增大，实际上对于公路盐胀而言，路堤高则相对临空面增大，路基土体受冷热气温交替作用加剧，因而易产生盐胀。因此，不能单纯靠提高路基来处理，应与其他措施综合设计，路基高度以足以保证路基、路床部分土体处于干燥或中湿的稳定状态即可；第三设置隔断层，隔断层是防止水分和盐分进入路基上层及路面结构层，防止对路面工程的再盐渍化的有效措施，设置隔断层后还可以降低路基高度。氯化物盐渍土的干燥、中湿地段路基，为防止降雨融蚀路肩部分，在路基两侧路肩部分路面垫层顶面设置土工布，伸入路面镶边内侧20cm。第四，设置纵、横、竖完整排水系统，纵、横向排水设施应结合当地农田排、灌系统综合考虑，合理布设桥涵，做好边沟、排水沟、截水沟和取土场的相互配合设计，使水流畅通，自成体系，不影响路基稳定。地面排水困难，地下水位较高，或公路旁有农田排、灌水渠的路段，应在路基一侧或两侧设排（截）水沟，以降低地下水位或截阻农田排灌跑水，排（截）水沟距路基坡脚应不小于2m，沟深应低于地表1.0m以下，沟底宽为0.8～1.0m；第五，为减少路肩培土的盐胀，路面路肩用砂砾培筑；第六，提高路基的密实度，减少土体的孔隙，减少有害物质的侵入途径。溶陷（翻浆）溶陷（翻浆）主要是当盐渍土中的盐溶时，土的强度指标明显降低，发生沉陷。除控制填料、水、设置隔断层等外，提高路基的密实度可有效控制盐溶的危害。首先要严格控制路基的压实度，路堤、桥涵背按试验段或操作规程、施工工艺中的碾压方法或遍数进行碾压检查，满足设计或规范要求；其次掺入外加剂，改变土成份使之成为非盐渍土。溶蚀为防止盐渍土遇淡水溶蚀，路基表层设封闭层，防止雨水下渗至路基本体内。路基顶面及两侧边坡可用盐卤水防护。加宽路基宽度，加大路基断面。质量通病的防止（1）施工时间选定。在盐渍土地区筑路时，应考虑当地的盐渍土的水盐状态特点，力求在路基填料不发生冻结、也不积水的枯水季节进行施工。除采用不冻结的土或采取特殊措施外，一般不宜冬季施工。（2）填前地表处理。按设计或规范要求对地表进行严格处理，铲除的盐渍土应作弃方处理，弃至距路基坡脚不小于100m的低凹处，以免水流侵渍后，又流回路基范围内。（3）取土料场取料处理。当取土料场的料含水量高时，应结合地形及实际情况挖临时排水沟，排除及拦截地表水，降低地下水位；或采用挖槽、翻晒的方法使其含水量降低。晾晒可在土场晾晒也可运至路基上晾晒，或掺入一定量的生石灰以降低土垢含水量。挖出的土块必须破碎晾晒方能填筑路基。土体内的草根、杂物等应严格清除干净，不得填入路基。排水困难地段的取土料场，应做临时拦水坝，将水流阻断在取土料场以外。（4）对取土坑施工要求。当路基两侧设取土坑时，取土坑应规则整齐，符合设计要求。其底部应高出地下水位1m以上，并能使纵横向排水顺利，坑底不积水。 （5）施工排水。施工中应及时合理地布置好排水系统，不应使路基及其附近有积水现象。临时排水设施宜与设计中的排水设施形成统一的排水系统。有些配套的排水系统应尽量安排在路基施工前完成。路基施工范围内不能随便弃土及堆放杂物。路基填料应及时摊铺、碾压，每层均确保有不小于2%的路拱横坡，使施工中雨水能及时顺利排出，应严格防止施工中雨水积在路基上或在低凹处浸泡路基。（6）对中央分隔带和沿线设施的施工要求。当设置中央分隔带时，应将中央分隔带处做成封闭型，施工时应及时封闭，防止雨水、雪水由中央分隔带渗入路基。其封闭材料可采用沥青混凝土、水泥混凝土、防渗土工布及其他形式的防渗材料。沿线设施挖基坑后应及时安排回填；不能及时处理时，应用防渗材料将基坑覆盖，不能让水流入。（7）加强植被防护。路基边坡种草植树，加固边坡防护和保持路基水土，减少边坡雨水冲刷及路基本体和边坡盐份溶解形成空洞。11、施工安全及环保注意事项施工安全总目标：在施工期间，消灭责任性因工重伤以上事故，杜绝火灾事故以及重大、大交通事故。（1）加强规范化管理，严格执行安全技术方案，制定各工序、岗位安全生产的操作规程，形成《安全生产操作手册》。进行安全交底、安全教育和安全宣传，加强全体员工的安全生产意识。（2）按照《安全生产责任制》的要求，落实各级管理人员和操作人员的安全生产责任制，纵向到底，横向到边。（3）每项工程开工前实行逐级安全技术交底制，凡参加安全技术交底的人员履行签字手续，并保存资料，对施工现场，机具设备等安全防护措施进行全面检查，确认完全符合安全要求后方可施工。专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查，并作好记录。（4）随时进行安全检查，对检查中发现的问题及时制定整改措施，定人限期进行整改，直至停工，经验收合格后方可继续施工。（5）从事安全生产管理与操作人员，必须取得安全操作许可证，持证上岗。（6）在工地各危险处，设置鲜明的警示标志，保证过往人员和车辆的安全。基坑施工及障碍物堆放，均设置带有照明设备的安全标志，设置保护设施，以保护路人与车辆的安全。（7）坚持机械设备“三定”（定人、定机、定岗位）制度和交接班制度。 （8）易燃易爆物放在安全范围内，防止易燃气体，液体泄漏，配备足够的消防用具，并使其保持良好的状态。（9）在驻地及仓库等配备足够的消防用具，并使其保持良好的备用状态，存储易燃易爆物品时，采取特殊的消防措施。安排专人负责驻地财产的保卫工作，采取必要的防盗措施，非施工人员不得擅自进入施工现场。环境保护（1）在设备配套选型时，选择低污染，对可能造成粉尘污染的设备安装空气污染控制系统与设备同步运行。（2）材料搬运过程中，可能产生粉尘的材料用水处理或喷洒水湿润。（3）施工便道、施工场地使用洒水车经常洒水，防止尘土浮悬、飞扬。（4）保护原有植被，对合同规定的施工界限内、外的植物、树木，尽力维持原状。砍除树林或其它经济植物时，应事先征得所有者和业主的指示同意。（5）雨季施工时，加强临时排水管理措施，防止雨水冲毁路基，减少水土流失。（6）保证填土路基的压实度，是稳定路基、防止水土流失的重要措施。尤其是路基边坡的压实，必须每填2～3层采用推土机在边坡上下运行或挖掘机正铲拍击坡面或蛙式打夯机夯实坡面。（7）必须按指定弃土场弃土，防止乱堆乱放。