路堑开挖方法与原理

路堑开挖方法与原理[日期：2006-11-06]来源：作者：中国交通资源网[字体：大中小]（一）土方路堑开挖路堑开挖采用“横向分层、纵向分段，两端同步、阶梯掘进”的方式施工，运碴通道与掘进工作面应妥善安排，做到运碴、排水、挖掘互不干扰，以确保开挖顺利进行。土质路堑的开挖因地制宜采用人工或机械作业。人工开挖时，可在不同高度设几个台阶，台阶高度为1.5~2.0m，并设单独的运土通道及临时排水沟。机械开挖且弃土（或移挖作填）运距较远时，采用挖掘机配合自卸汽车进行。机械开挖路堑边坡配合挖掘机或人工分层修刮平整，以保证边坡的平整与稳定。土方开挖采用机械施工为主，施工时分段进行，每段自上而下分层开挖，并及时用人工配合挖掘机整刷边坡，对不便机械施工的并行地段，采用人力施工。(1)施工前仔细调查自然状态下山岭稳定性质，分析施工期间的边坡稳定性，发现问题及时加固处理，同时做好地下设备的调查和勘察工作。(2)施工前切实做好地表排水工程，排出的水不得危及附近建筑物、道路和农田。(3)加强测量控制，边坡随开挖随成型，保持边坡平顺，早做边坡防护。(4)人工开挖时，开挖人的间隔大于3米，并应互相照应，以防碰撞伤人。(5)高边坡边开挖时要及时进行边坡防护。(6)雨季未完工工程要做好施工中临时排水处理。(7)路堑基床施工，开挖接近堑底时，鉴别核对地质，然后按基床设计断面测量放样，开挖修整，或按设计采取压实、换填等措施。（二）石方路堑开挖根据岩石的类别，风化程度和节理发育程度等来确定石方的开挖方式。对于软石和强风化岩石，开挖采用推土机、挖掘机并附以小爆破，次坚石和坚石采用浅孔光面爆破技术爆破施工方案：1、准备工作：修筑机械上山道路；开挖土层至石层分界面，测量出路堑横断面，根据实际开挖深度，岩石类型等因素进行爆破作业设计。浅孔光面控制爆破，通常采用梯段（台阶）爆破，其炮孔布置见K:系数，一般取15— 30，坚石用小值，次坚石用大值。L：炮孔深度m；H：爆破岩石厚度，台阶高度m；K2：系数，坚石为1.0~1.15；次坚石为0.85~0.95；软石为0.7~0.9；a:炮孔间距m；K3：系数，采用火雷管起爆为1.2~2.0，采用电雷管起爆为0.8~2.3；b:炮孔排距m；Q：炸药量kg；K单位岩石的硝铵炸药消耗量kg/m3，软石为0.26~0.28；次坚石为0.28~0.34；坚石为0.34~0.35。本爆破炮孔直径初步定为50cm,台阶高度H设计为3m,其它爆破参数根据现场由实验确定。2、作业要点（1）平整钻机作业场地：覆盖层较厚时，利用推土机铲平，覆盖层薄且有石头凸起时，用风枪打孔小爆破，然后用推土机推平。作业面的平整度以保障钻机移动和钻孔时安全为标准。（2）布孔与钻孔：首先按设计的孔距，排距布孔。对台阶面边沿的孔，要特别注意台阶面方向出现飞石。钻孔时要根据设计要求，确保孔位、方向、倾斜角和孔深。每孔钻完后，首先将岩石粉吹干净，然后把钻杆提升到孔口上，这时不要移动钻机，以防孔深不够时，可以继续在原孔中加深钻孔。（3）装药与堵塞：装药之前，测量孔深，对过浅或过深的炮孔，要调整装药量。孔中有水时，应尽量排除干净，水排不干净的应装防水炸药。往孔中装药时，要定量定位，要防止卡孔，要分多次回填，边回填边用木棍捣实，并注意保护好孔中的电线或导爆管。（4）网络联接与安全警戒：当使用导爆管非电起爆系统进行孔内外控制微差起爆时，联线时切忌踩踏孔外串联雷管，为确保网路准爆，宜采用双雷管双导爆网络。放炮之前，人员及机械撤离到安全区，设置安全警戒哨。还需准备必要的抢修机具和一定数量的抢修人员。（5）爆破安全检查，爆破之后，暂不要立即解除警戒，要到现场查看，发现哑炮应及时处理。3、保安全、质量的技术措施（1）为保证安全施工，精确计算确定爆破参数，并根据实际情况，不断调整完善，严禁过量装药，同时采用微差毫秒雷管起爆网络，环境复杂地段，通过孔内，孔外相结合的微差起爆形式，做到孔与孔，排与排之间都有一定的时间间隔，防止爆破冲击波产生叠加，使爆区附近的建筑物振动速度控制在国家爆破规定的安全范围内。（2）爆破前后设置安全警戒区，设立明确的标志牌，派专人把守警戒，确保危险区的人、物疏散撤离后才能点火起爆。（3）参加爆破施工的主要人员必须经过岗前培训，并持有公安部门颁发的岗位作业证书，严禁无证上岗。（4）妥善保管炸药、雷管，炸药库设在远离居民区的安全地带，库存放保管，做好防盗工作，把好火工品进出库关。 （三）半挖半填和陡坡地段路基施工工艺本合同段半挖半填和陡坡地段路基，采用横向台阶分层开挖法施工，施工中必须注意以下事项：1、要特别注意排除地表水和处理好地下水，按设计要求，采取拦截引排措施，将地表水引排至基底范围以外2、侧沟、排水沟可能渗水危及路基稳固时，进行防渗加固处理。3、陡坡地段的半挖半填路基，在路基面以下1.2m范围内挖方宜挖除，并换填与填方相同的填料，与路堤相应高度范围内的填筑施工同时进行，分层压实，以保证路基均匀稳定。4、路堑与路堤在连接部分沿横向挖成台阶，台阶宽度不小于1.0m，对基岩面上较薄的覆盖层，先清除覆盖层再挖台阶；对于覆盖层较厚且比较稳定的，在原地表直接挖台阶。五、路基填方软土路基处理完后，除应满足软基处理的填筑要求外，应按下述要求进行路基填方施工。（一）施工准备1、进行中线、高程的复测，放出路堤的边线绘出断面图，同时修筑便道和便桥，做好施工准备。2、对施工用地范围内的植物、垃圾、有机杂质进行清理，掘除移运和处理，要求清除耕植表土10～30cm，并运到弃土地点。3、排除地表水，设置排水沟、截水沟，保证路基范围内无积水，以免影响路基填筑质量。（二）施工方案路基填筑按技术规范要求进行，先施工软基路段，然后按四区段（填、平、碾、检），八流程（施工准备测量放样、基底填前处理、分层填筑、摊铺平整、碾压夯实、检测签证、路基整形、边坡修整）施工程序组织，选择有代表性的地段，作为填土试验区段，根据填料性质和压路机型号，通过试验确定施工参数（松铺厚度，碾压方式，遍数）。优化施工方案，全面展开施工。根据构造物、机械的生产能力及具体的地形情况划分施工作业区，现场由主管技术人员、队长、领工员具体确定，长度一般为200~300m。每一作业区在路基横向上按50~60m划分若干个施工单元。每一施工单元内按四区段施工法进行土石填筑、平整、碾压、检验等工序的作业。每一工序完成后，完成该工序的机械转入下一单元进行同一施工，每一施工单元内不准进行交叉作业。施工中合理组织机械，使之形成循环流水作业，尽量使循环中全部机械处于良好的工作状态。由于碾压工序是施工控制的关键,施工中合理配备压路机，并使工序的作业时间大致相等。 1、填土路堤（1）基底处理路基基底根据施工时的地面和土质的实际条件，按设计文件要求进行处理。①清除地表草皮、树木、垃圾、农作物根系及表土，并掘除树根和拆除路基用地范围内的结构物。②路堤填土高度小于800mm（不包括路面厚度）时，对于原地表清除与挖除之后的土质基底，将地表翻松300mm，然后整平压实。③路堤填土高度大于800mm时，将路基基底整平处理并在填筑前进行碾压，压实。④地面自然横坡或纵坡陡于1：5时，将原地面挖成台阶，台阶宽度不小于1.0m，台阶顶作成2%~4%的内倾坡度；砂类土上不挖台阶，将原地面以下200mm~300mm的表土进行翻松处理；对基岩面上较薄的覆盖层，先清除覆盖层再挖台阶。（2）分层填筑路基填筑之前28天，依据技术标准，压实机械性能、填料土质类别，选择长度大于100m的路段，在路基全宽范围内，先作填土压实试验段，确定填层厚度及压实参数，据以指导施工，并将不同填料的试验结果报经工程师批准后，作为施工控制的依据。路基填筑采取横断面全宽，纵向水平分层填筑方式。填土时，根据填土高度及由试验段确定的分层厚度及压实参数，具体确定计划分层数、压路机走行速度、碾压遍数，并绘制分层施工图，在施工中认真控制，随时调整。当原地面高低不平时，从最低处分层填筑，由两边向中心填筑。为保证路肩部位压实效果，路基两侧边坡各超填0.3~0.4m，路基压实合格后刷坡整平。（3）摊铺平整路基填筑区段完成一层卸土后，用推土机和型平地机进行摊铺平整，使填铺面在纵向和横向上平顺均匀，在摊铺的同时，对路基进行初步压实，以保证压路机压到路肩时不致发生滑坡。（4）含水量控制用细粒土填筑路基时，必须严格控制填料的含水量，要求其不超过最佳含水量2％或不低于最佳含量的3％。当含水量太低时，在表层洒水并尽可能地搅拌，待提高含水量后碾压；当含水量超过规定时，先翻松晾晒，待降低含水量后再摊铺碾压，填层厚度可适当减薄。在洒水或晾晒时，前后的施工单元可交叉施工。 （5）机械碾压路基的压实在填土层的松铺厚度、含水量及平整度符合要求后，采用重型压路机。碾压时遵循先轻后重，先慢后快原则，检测压实度等合格并经监理工程师批准后方可进行下一层的施工。压实路线：直线和大半径曲线地段，先压两侧后压中间，小半径曲线地段由内侧向外侧，纵向进退式进行；横向接头，振动压路机一般重叠40~50cm，前后相邻两区段重叠2.0m。做到无漏压、无死角和确保碾压均匀。施工中正确规定行驶速度以提高压实效果，压路机最大行驶速度不超过4km／h。（6）检验签证在填料质量、填筑厚度、填层面纵横方向平整均匀度等符合规定标准的基础上，进行压实度测定，没有达到标准地段，不予签证。（7）路基整形路堤按设计标高填筑完成后，进行平整和测量。（8）边坡整形细粒土边坡，依据路肩边线桩，用人工按设计坡率挂线刷去超填部分，进行整修拍实。整修后的边坡达到转折处棱线明显，直线处平直，曲线处圆滑。2填石路堤（1）填石摊铺时，粗细颗粒应分布均匀，避免出现粗或细粒集中块区，当石块含量较大时，石块间隙以土或石屑铺撒填充。横向外侧1米范围内，用较细的材料铺筑，禁止将大颗粒集中于边侧坡，确保边坡稳定。（2）填石路堤应选用石质均匀、不易风化的石料填筑,边坡采用大于30cm的硬质石料码砌,码砌厚度不小于2m。（3）当填石路堤粒径大于40mm的石子含量占30%以上时，采用测定固体体积率方法检验压实度，反之按JTJ051—93重型击实试验法与现场灌砂法测定干容重方法检验压实度。（4）整个路基施工中严格控制五度：即宽度、坡度（横向及两边坡）、填筑厚度、平整度、密实度，重点是密实度。 （5）当路基中心填土高度超过10米时，为保证路基稳定，下路堤150厘米以下压实度要求不小于92%。（6）填方路段路基压实采用250千焦以上冲击式压路机压实,每填高2m压一次,每次20遍。5、半挖半填及填挖交界路基处理半填半挖及填挖交界路基,对纵向填挖结合部，挖方段设置不小于10m长过渡段，横向半填半挖结合部，挖方段沿行车道及硬路肩宽度范围内将原状土翻挖。首先将原地面挖成宽度2m的台阶，台阶顶面作成3%的内倾斜坡，再进行路堤填筑。7、高路堤填方高填方路堤是路基施工中的重要环节，施工中需精心组织，精心施工，确保工程质量。施工前，对原地面进行清理后进行碾压，压实度达到90%以上，并经工程师检查验收后，进行填土作业；软基地段必须按设计要求处理彻底，并经工程师认可后方可进行填筑。高填方路堤要严格控制石料的最大粒径，石料的最大粒径在底层不超过分层厚的2/3。高填方路堤采用分层填筑、分层压实的方法施工，一层厚度不超过30～40cm。填筑时一定要按路堤高度和边坡度将该层的路堤宽度（包括加宽量）补足，以免影响压实质量。设计路基填料采用易风化泥质砂岩，施工中合理确定分层厚度，确保压实质量。高填路堤填筑过程中进行沉降观测，为预留沉降量提供依据，施工完成后，定期进行观测，以检验施工效果。8、填料要求及压实标准（1）路基填料总的原则先经过试验，并采用经监理工程师批准后的材料填筑。直接用作路基填筑填料，其液限应不大于50，塑性指数不大于26，其强度、粒径按《路堤填料最小强度和最大粒径要求》执行。路堤填料最小强度和最大粒径要求项目分数路面底面以下深度（cm） 填料最小强度（CBR）最大粒径(cm)填方路堤上路床0～308%10下路床30～805%10上路堤80～1504%15下路堤150以下3%15零填及路堑路床（0～0.3m）8%10注：当路床填料CBR值达不到表列要求时，可掺石灰或水泥处理。（2）压实标准路基填筑压实标准项目分类 路面底面以下深度（cm）重型压实度（%）固体体积率（%）填方路基上路床0-30≥95≥85下路床30-80≥95≥85上路堤80-150≥93≥83下路堤＞150≥90≥81零填及路堑路床0-30≥95≥85 9、预压期和沉降监测软土地段的高填路段需进行预压和沉降监测。详见软基处预压期和沉降监测。10、路基施工技术保障措施（1）在挖方地段，首先做好截水沟，排除地表水，以防止水流入工作面影响施工，填方地段路基两侧均设置水沟并及时疏通维护，同时每层填筑均设置横向排水坡，防止路面积水。（2）严格测量控制，对挖方坡度，每级台阶计算准确，使上口开挖放线一次到位。（3）设置试验室及试验路段，随时对路基施工质量进行检测，并将检查结果记录，以便及时调整工程参数。（4）施工场内的施工便道、便桥、便涵设专人维修，保持畅通。（5）在施工中涵洞部位设置临时涵管排水，管径按施工要求。第二节路基防护及排水工程一、工程概况本工程所在地区雨水多，边坡易受冲刷，为保证路基的稳定，沿线进行了综合排水和防护设计，设计原则是以排为主，以防为辅。界内防排自成体系，避免与沿线水网和排灌相干扰，防止路外水体倒灌防排系统。本合同段工程边沟、排水沟、截水沟为砼现浇或预制块、片石浆砌。二、施工方案1、淹没防护在受淹没地段，采用预制块防淹没护坡。在地面以下采用现浇水泥砼护脚，从地面到淹没水位上至少50cm人水泥砼预制块护坡结构。砼预制块下铺20cm砂砾垫层。所有的预制块均在预制场内集中预制。2、植草 （1）各式骨架植草护坡的施工，应先清理施工场地，修整边坡，使砌筑地带的标高和边坡坡与图纸要求相一致。然后按图纸所示的地点进行施工放样，浅挖砌筑的基坑，并进行人工夯实。（2）经检查砌筑地带的标高和边坡坡度与图纸要求相一致后，即可埋置预制砼块（浆砌片石），要求整齐、顺直、无凹凸不平现象。（3）经必要的养生后，将砌筑材料的残留物清除干净，同时不得损坏已成的网格，如有松动或脱落之处必须及时修整。（4）骨架形成后，应及时按图纸要求铺草皮或播种草种。（5）土工格室采用GS-250型。要求格室焊接处结合力≥2.56KN，单位面积质量3310±200g/mm2。（3、排水边沟（1）一般要求a、浆砌工程的砌体石料（砼预制块）应为坚硬，不易风化，无裂纹，表面污渍已被清除的石料。b、石料的抗压极限强度应符合图纸及要求，片石、块石不应低于40Mpa，用于附属工程的片石不低于30Mpa。c、选料：普通片石的形状不受限制，但其厚度不应小于15cm，镶面用片石，选用表面较平整及尺寸较大者，且边缘厚度不得小于15cm。块石形状大致方正，顶底面应平整，其厚度不宜小于20cm，粗料石厚度不应小于20cm，并不小于长度的1/3。d、砌筑用砂浆的强度，应符合图纸规定要求，砂浆中所用水泥、细骨料、外加剂、掺合料的质量要求应符合技术规范和有关规定要求。砂浆应具有适当的流动性和良好的和易性，以求得砌体灰缝充分填实，砂浆采用机械拌和，随拌随用。（2）边沟、排水沟、截水沟等排水设施施工，按设计要求与桥涵、隧道、排水水利设施等相顺接。浆砌水沟的边坡做到平整、稳定。水泥砂浆砌石水沟应做到砌缝均匀，砂浆饱满，伸缩缝填饱满，勾缝平顺，沟底平整不积水。排水工程施工要严格按规范施作，注意砌筑紧密无空洞、基础稳固、线型平顺流畅，管路安装准确，确保排水系统的正常使用 4、挡土墙（护面墙）施工方法本合同段内挡土墙（护面墙）全部均采用浆砌块、片石由人工坐浆砌筑。路基基本成型后即可开始。砌筑时，应先角石，后边石或面石，最后才填腹石。角石安好后，向两边的中心进行，然后由边向中。为确保砌石完全稳定在砂浆上，必要时在灰缝上加以插捣和用力敲击，直至灰缝表面出现水膜。根据施工情况，我们对挡土墙（护面墙）以伸缩缝为标准进行分段砌筑。两相邻段高差不应超过1.2m。施工注意事项：（1）基底开挖至设计标高后，应对基底进行检测和试验，确认基底承载力，地质情况满足设计和规范要求并经现场监理工程师签认后，方可进行挡土墙砌筑施工。基底要按设计要求由人工修凿成1：10向里倾斜的斜坡，以满足挡土墙抗滑和稳定性要求。（2）挡土墙砌筑时要预留泄水孔，要保证泄水孔形状，尺寸，排水坡度符合要求，泄水孔畅通无堵塞。在填筑路基时，必须注意在泄水孔后端按要求设置碎石反滤层，防止淤泥堵塞。（3）为防止不均匀沉降造成墙体开裂，挡墙每10～15m设置一道沉降缝，在挡墙砌筑时应在沉降缝内填塞2cm厚的软木板，以保证沉降缝垂直，两端石块不接触。沉降缝的外露面用沥青麻筋填塞，深度不小于15cm。