隧道废渣作为填筑路基施工工艺

'隧道废渣作为填筑路基施工工艺　　摘要：本文通过某城市绕城公路4标工程的路基工程，介绍了将盾构隧道废弃粉细砂作为路基填料的施工技术及工艺方案，为以后类似工程提供了参考。关键词：隧道废渣；路基；填料；填筑Abstract:inthisarticle,throughacertaincityringroad4standardengineeringofsubgradeengineering,introducesthediscardofshieldtunnelofsiltysandassubgradefillingconstructiontechnologyandprocess,providesthereferenceforfuturesimilarprojects.Keywords:tunnelwasteresidue;Subgrade;Packing;filling中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)工程概况在盾构隧道的建设过程中，存在大量的隧道废渣，其中以隧道废弃的粉细砂作为路基填料，在我国公路施工中尚属首例。某城市绕城公路是南京的高等级快速公路，由绕城公路江南段和绕城公路江北段组成，通过长江二桥、三桥和长江五桥（规划）江南段和江北段相连。绕城公路全长80km。绕城公路4标工程填砂路基段共5.53km。6 为保证全线填砂路基施工，并确定砂质路基填筑技术参数和操作规程，以指导整个绕城公路路基工程施工，先进行了180m的路基填砂试验段施工。试验段目的以隧道开挖土方——粉性素土直接作为城市主干道路路基主要填料，其路用性能较差，再者，路基施工区域的工程地质属软弱地基，土层富含地下水，地下水位距地面约0.5m左右。本着既保证工程质量，又经济合理的原则，通过试验路段的铺筑施工，确定不同的压实机械压实粉土填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度、相应的碾压遍数、最佳机械配置和施工组织方法等。试验路段的施工，关键在于施工技术参数及施工工艺的控制。在试验路铺筑前，首先通过室内土工试验研究粉土的工程特性，然后研究提出相应的填筑施工方案及质量控制保证措施，在填筑过程中，建立完善的试验监测体系，通过对试验段的准确监控，分析总结出粉土路堤施工的难点、重点、疑点等，并提出相应的解决方案，提出粉土路堤施工技术参数及施工控制措施，作为后期主干线施工的控制、指导依据。4施工准备土工试验6 在试验路段铺筑前，首先通过室内土工试验研究粉细砂填料的工程特性，试验内容主要包括：含水率试验；颗粒分析试验；击实试验；承载比（CBR）试验。（1）含水率试验确定粉细砂的天然含水量。（2）界限含水率试验确定液限、塑限和塑性指数。（3）颗粒分析试验确定土体的颗粒粒径分布。（4）重型击实试验确定最优含水率和最大干密度，并考虑是否掺灰改良。（5）承载比（CBR）试验判断隧道挖方——粉细砂是否满足路用性能要求。填料压实度、最小强度和最大粒径要求如表4-1所列。表1路堤填料要求粉细砂晾晒鉴于盾构掘出的粉强砂土含水率较高，需要事先将料源在料场进行摊铺、晾晒，避免因摊铺、晾晒时间过长影响施工进度。摊铺厚度宜在30cm左右，晾晒过程中应及时测试土料的含水率，宜控制在最优含水率±（3~4）个百分点以内；同时料场需做好排水工作，在摊铺、晾晒过程中注意天气变化，尽可能对已摊铺、晾晒达到要求的料源进行覆盖，否则影响填筑施工。6 粉细砂与包边土填筑方案比选粉细砂与包边土同步施工法该工法施工成本低、工期短、质量容易控制，且施工时层次明确，易于进行施工的组织安排，并且容易控制路基平整度、宽度、横坡、标高各项指标，压实度也能达到设计要求。但由于粉细砂与包边土在土质、力学性质各项技术指标上的差异，在施工中粉细砂与包边土的具体操作及各项控制指标也存在着很大差别。首先，由于粉细砂、包边土压实厚度的差异，容易造成结合处的错台现象，不利于压实的进行；第二，粉细砂的施工对外界环境要求少，而包边土碾压则对含水量要求很高，当包边土的含水量较高时，需要晾晒，包边土的施工进度将慢于粉细砂，尤其在雨季，这一问题更为突出，一味地强调同步施工，必将造成因包边土进度滞后引起的粉细砂停工与等待现象；第三，填料渗水可能会在交界面聚集，从而软化包边土或掏尽交界处的粉细砂，危及路基的稳定性；第四，粉细砂和包边土虽能达到设计要求的压实度，但在实际施工中不好控制，特别是在粉细砂和包边土结合面处的压实度很不好控制。后包边土施工法6 该工法使粉细砂与包边土的施工相对独立，不会因包边土的施工滞后而使粉细砂停工；可以很好的解决社粉细砂和包边土结合面处的压实度问题，不会引起路基的不均匀沉降；由于粉细砂和包边土施工时间存在间隔，因此在前期施工可以充分利用机械与人力，加快工程进度。但该工法也存在相应的缺点。首先，前期施工时路堤每边都需要加宽，在后期施工中需要反开挖，延长后期施工的时间，增加了填料的二次运输成本。第二，粉细砂和包边土施工存在间隔，若在间隔期间遇到雨季，需要对边坡进行临时防护。综合分析施工进度、施工质量和成本投入等方面的情况，本次试验段决定选用方案二（后包边土施工法）进行全断面路基施工，并针对后包边土施工法的缺点进行优化和改进。为降低施工成本减少填料的二次运输，避免施工过程中雨水对边坡的冲刷。当路基填筑至一定高度后，用挖掘机按路基设计宽度进行路基边坡清刷，将刷坡的土方直接移至到路基顶面作为下一层的填料，避免填料的二次运输。填料转移完成后，沿路基两侧的填筑边线，采用编织袋装砂按照设计的边坡坡率堆码整齐，堆码高度40～50cm一层作为临时防护，避免在施工过程中雨水对边坡的冲刷，保证路基的稳定性。施工技术及工艺方案结合所投入的机械设备及施工作业情况，路堤填筑采用水平分层填筑、分层碾压的填筑方法进行施工，施工步骤及工艺控制如下：6 施工放样在路基填筑前，应进行原地面测量放样，按设计图纸要求进行中桩、边桩定位，并洒出灰线，恢复路线中桩，待填筑层边桩，并测出中桩及边桩标高，以确定待填层的顶面高层及摊铺厚度，并在边桩上用红油漆做出标志。同时在路基两侧边线分别向路基中线偏移2m放线（即路基两侧各2m），采用石灰土包边施工，中间进行填料施工，并做好原始记录。基底碎石垫层施工基底验收合格后，按设计要求铺筑一层40cm厚的碎石垫层和一层土工格栅，作为路基的隔水层，并在两侧坡脚部位每隔20m设置一根Ф80的PVC排水管，排水管一端用土工布包裹，埋置在碎石垫层内，将碎石垫层内积水排出路基以外。包边土、粉细砂运输经试验检验隧道弃渣（粉细砂）合格后，采用自卸运输车运至施工现场。根据试验室提供的有关技术参数，准确计算出断面所需填料数量。在所施工断面打出方格网，按计算数量进行平均分推填筑。同时路基范围内两侧各2m使用自卸汽车将石灰包边土运输到位。6'