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摘要:水电站库区复建县道路基填筑工艺试验工作的落实主要是为了提高后续路基填筑工程的质量,同时也为路基填筑质量控制提供依据。此类试验的优势在于能够帮助管理人员和参与工程施工的工作人员更加深入地了解工程特点,突出路基填筑质量控制关键环节及关键影响因素,最终找出最适合周边环境以及实际情况的施工方案,这也是进行试验的主要价值。本文先阐述了两河口水电站库区复建县道路基填筑工艺试验的工程情况,又提出了相关的工艺试验过程和细节,同时还针对仪器设备与结果整理展开了研究,最终整理出了相应的试验结果,希望能够为后续工程施工与优化提供合理参考。
关键字:水电站;库区复建;路基填筑
通常情况下工程试验会选在周边环境特点明显,且具有代表性的位置,在试验时,工作人员会尽可能找出后续施工需要注意的多项影响因素,并做好试验记录,以便为后续管理工作的展开奠定稳定基础。
一、工程概况
该工程具体在两河口水电站库区复建县道XV02线密贵沟至瓦日乡段Ⅷ标,路线起点位于折多沟上游[1],起点高程为2954.98m,桩号是K93+080.00.终点位于尼日沟上游的位置,终点高程为2966.11m,桩号为K103+160.00[2]。终点位于尼日沟上游,止点高程2966.11m,止点桩号K103+160.00。全线在道孚县境内,全长约10.38km,其中隧道5座,长1182m,占标段路线长的11.4%;大、中桥梁共5座,长568m,占标段路线长的5.5%;明线约长8.64km,占标段路线长的83.2%。
需要注意的是库区复建县道XV02线两河口至密贵沟段正线K93+080.00~K103+160.00范围,这一段工程使用的施工标准是四级公路标准,设计的速度是20km/h[3]。整个工程中路基宽度基本都在6.5m左右,且工程属于双向车道,其余技术皆以《公路工程技术标准》当中的内容为基准控制。
整个试验工程中的路基填筑体积为14459m?,其中桥头回填包括1208m?。在施工过程中使用的填料基本都来源于开挖阶段的土石方,计划纵向利用。该试验当中,整体分为三种施工类型,首先是半挖半填型,这一阶段的路基横坡会经过提前处理,一般表面雜物的开挖深度会≥80cm,且会开挖≥1行车道宽度的台阶而配合工程施工。其次是三背回填工程,这里的三背指的是桥台背、涵背以及墙背[4]。最后是局部挡墙背后路基,这种类型的工程范围比三背回填的范围更大。
二、试验段工艺试验过程
根据该工程特点分析,负责人选择在工程中的K98+456~K98+574范围内进行路基填筑工艺试验施工,实际工作流程如下:
(一)准备工作
首先是在技术准备阶段,主要是管理人员负责该阶段工作的准备,工作重点是深入了解工程图纸当中各项细节与技术要求,同时根据各环节特点做好相应的原材料分析工作,管理人员还需要组织参与工程建设的技术人员学习工程相关的技术和安全施工准则,并严格按照已经规定好的施工规范展开工作。
其次是质量控制准备,这项工作的落实目的主要是为了提升工程控制质量,通常是由参与工程建设的项目技术质量部门落实,主要工作内容就是施工过程中日常的现场巡视与检测,以及各环节施工情况与细节检查监督。在管理人员落实此项工作时,各部门工作人员必要提高配合程度,为后续工程投入使用奠定更加稳定的基础。具体工作原则就是延长工程使用寿命,提高施工质量,同时降低后续工程保养维护工作落实的难度。
最后是材料准备,这项工作的落实需要注意在不影响工程质量和落实效率的前提下,尽可能按照就地取材和就近原则进行准备。且选择填筑材料的标准也需要管理人员深入掌握,即透水性强、水稳性高等,且填筑材料在投入使用之前有必要经过质检工作,检测合格的材料才能投入到填筑工作当中使用。该工程根据因地制宜的工作原则,将填筑主要材料定位开挖产生的碎石土,并将其技术指标按照材料的不同进行划分。如:液塑限为24.7%和17.0%,塑性指数是7.7%、颗粒分析情况为Cu17.91、Cc 1.44 、CBR值为 13.3%、重型击实试验(最大干密度)为2.18 g/cm3 、最佳含水量为6.9%等。
(二)施工工艺流程
该工程的施工工艺流程严格按照设计标准制定,具体的填筑试验流程如图1所示[5]。
(三)各工序施工
实际上该工程量较大,施工工序也比较复杂,在基础处理阶段,工作人员需要对试验区段内的自然环境等进行清理,尤其是树根和杂草等,之后才能准备落实压实工作,且根据该工程设计要求,压实度应>85%。针对试验区段内坡度在1∶5左右的位置,工作人员需要先开挖台阶之后才能落实压实工作,且台阶宽度应≥2m,台阶坡度(内倾)也要控制在2%~4%以内[6]。
该工程的路基填筑环节,原本地面基础使用的是18t振动碾设备,且要碾压6遍(往返一次为一遍),才能落实后续工作。碾压工作结束之后,工作人员使用灌砂法进行压实度测试,该工程试验区段管理人员共测试了三个位置,其压实度分别是92.9%、93.4%和92.4%。经过计算可以获得平均值,即92.9%,显然这一结果比标准值85%大,因此可以判定评定达标。
在路基含水量控制的阶段,工作人员需要在正式填筑前就做好材料的检测工作,该工程中使用的填筑材料是碎石。若检测结果显示填料当中的含水量大,则可以使用洒水车等设备在路基位置洒水,同时翻拌均匀,这样就能够提升试验区段路基含水量。若检测发现填料的含水量大,则工作人员可以选择使用挖掘机将路基当中的土壤翻开晾晒,这样就能够降低并控制路基含水量在合理范围之内。根据该工程对路基的含水量要求,整个试验段碎石含水率均控制在最佳含水量±2%左右。
填料运输也是该工程路基填筑工艺试验工作落实的主要环节和施工过程,工作人员一方面需要尽量将土料供料位置选择在距离施工现场较近的位置,再使用20t左右的运输车将填料运输到施工现场,到达现场之后先进性质量检验, 当材料各项参数检验合格之后,工作人员再使用挖机设备与人工配合摊铺工作落实。且填料在装车阶段可以选择性上车,即工作人员可以将不合格的填料在上车之前就剔除,原则是根据工程要求控制填料的粒径,该工程要求填料粒径大小能够达到均匀混合的效果。 在该工程中,工作人员使用的碾压方式要点主要有三个方面内容,首先是碾压工作开始之前,工作人员需要先对填料和路基本身的含水量进行检测,若符合规范要求则继续施工,否则就要根据标准要求,将含水量控制在±2%的范围之内,若含水量超标,则工作人员可以选择翻晒的方式控制,偏低则通过洒水的方式提升湿润度即可。其次是使用机械设备将试验区段路基整平之后,工作人员就要通过振动碾压采用前进后退全振方法进行碾压作业,错位采用前进法,先静压后振压,先慢后快的顺序工作,且在整个压实工作落实的过程当中,工作人员都要注意使用细料进行找平工作,先压两边后压中间,且设备轮迹也要注意重叠,尽可能保障路面压实度与平整度。且该工程要求横向同层的接头重叠要在1/3-2/3轮宽之间,相邻的前后两个区段纵向重叠也要尽可能达到1-2m的标准,整个压实过程中,压路机的运行速度应在3km/h左右,原则就是无漏压、无死角,且整体里面的均匀程度也能够得到保障。需要注意的是,在整个压路过程中,压路机操作人员应避免在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。
分层压实也是水电站库区复建县道路基填筑工程需要注意的关键,尤其是使用挡土墙背回填,以及涵洞台背回填,都要使用小型机械设备,根据设计图纸的要求,每层压实方式都有所不同,工作人员需要对三层压实程度进行仔细记录,并在第一时间计算出平均值作为最终的试验结果。
三、水电站库区复建县道路基填筑工艺试验施工组织细节
为保障管理和试验工作落实的顺利程度,该工程工作人员还可以配合适应责任到人制度,在激发员工工作积极性的同时,还能够在工程发生问题的第一时间找到负责人处理。
四、试验结果整理
1、摊铺厚度
该工程管理人员在控制摊铺厚度时使用了两种设备,即大型机械和小型机械。其中大型机械主要是负责振动碾压工程中主要施工路线的靠山侧,设备为18t振动碾压设备,压实程度也能够分别达到94%和95%,都处于比较高的水平。需要注意的是工程中大型机械设备的土方填筑摊铺分为三层,厚度分别是20、25和30(cm),在每层的摊铺结束之后,工作人员还需要继续使用大型机械设备分别碾压至4遍,6遍,8遍时,最后一遍进行静压,振动碾按照2.0km/h的速度进行碾压,检测压实度与沉降差。
小型振动碾主要施工路线右侧也就是靠路肩挡土墙侧,使用小型振动碾为振动设备,压实度分别要求达到96%。小型振动碾碾压试验主要为桥台背、涵洞背、墙背及连接过渡段提供回填施工参数。
土石方填筑分三层摊铺,摊铺厚度按15cm、20cm、25cm松铺厚度进行控制。每层摊铺完成后,分别在碾压至4遍,6遍,8遍时,最后一遍进行静压,振动碾按照2.0km/h的速度进行碾压,检测压实度与沉降差。
2、沉降量
在进行该工程试验段的土方回填工作时,工作人员需要按设计图纸当中松铺厚度±3cm的标准执行工作,同时注意记录每一次的沉降差。在工作人员松铺25cm碾压八遍之后,工作人员将测量高层的数据整理成了表,并根据其中内容计算了石料的松铺系数n=1.37,公式如下:
五、试验结果
该工程的铺土厚度以及含水量参数需要根据使用的机械类型及现场的实际作业环境判断,大型机械的最佳铺土厚度为30±3cm,最优含水量±2%,而使用小型机械,则铺土厚度为20±3cm,最优含水量±2%。若是使用小型机械设备:则需静压1遍、弱振1遍、强振3遍、静压1遍;大型机械设备:则需静压1遍、弱振1遍,强振5遍、静压1遍;按此施工参数组织施工试验结果均可以满足设计要求
结束语:
综上所述,通过水电站库区复建县道路基填筑工艺试验结果分析,土石路基回填压实质量控制采用干密度或沉降量差控制,都可以滿足相关施工规范要求。用沉降差控制压实质量,检测速度较快、数据反映直接、不需要较长时间计算,但受测点位置变化与填料变化对数值影响较大,在大面积、填料较均匀的情况下使用沉降差较为有利,用压实度控制质量较为可靠,缺点检测强度大、检测速度慢,不利快速施工。故,只要根据现场实际施工情况,灵活选用检测手段,都可以取得合理质量控制数据,对整体土石路基回填质量控制也较为有利,不应在同一验收段内,两种检测方法混用,易漏检造成质量隐患,对试验检测数据分析汇总也带来一定的压力,可能造成无法评定验收。
参考文献
[1]王友涛.高速公路建筑再生料路基填筑施工工艺[J].绿色环保建材,2021(07):7-8.
[2]代刚.高速公路工程中的高填方路基施工处理技术[J].智能城市,2021,7(13):139-140.
[3]徐彦君,李斌.路桥工程建设中路基路面施工技术要点研究[J].中国设备工程,2021(13):234-235.
[4]刘晓航.绕城公路路基上路堤填筑稳定性分析[J].工程机械与维修,2021(04):154-156.
[5]葛锦玲.粉性土路基填筑施工要点[J].安徽建筑,2021,28(06):118-119.
[6]陈伟,曾和余.路基填筑施工技术在公路软基处理工程中的应用[J].绿色环保建材,2021(06):67-68.
关键字:水电站;库区复建;路基填筑
通常情况下工程试验会选在周边环境特点明显,且具有代表性的位置,在试验时,工作人员会尽可能找出后续施工需要注意的多项影响因素,并做好试验记录,以便为后续管理工作的展开奠定稳定基础。
一、工程概况
该工程具体在两河口水电站库区复建县道XV02线密贵沟至瓦日乡段Ⅷ标,路线起点位于折多沟上游[1],起点高程为2954.98m,桩号是K93+080.00.终点位于尼日沟上游的位置,终点高程为2966.11m,桩号为K103+160.00[2]。终点位于尼日沟上游,止点高程2966.11m,止点桩号K103+160.00。全线在道孚县境内,全长约10.38km,其中隧道5座,长1182m,占标段路线长的11.4%;大、中桥梁共5座,长568m,占标段路线长的5.5%;明线约长8.64km,占标段路线长的83.2%。
需要注意的是库区复建县道XV02线两河口至密贵沟段正线K93+080.00~K103+160.00范围,这一段工程使用的施工标准是四级公路标准,设计的速度是20km/h[3]。整个工程中路基宽度基本都在6.5m左右,且工程属于双向车道,其余技术皆以《公路工程技术标准》当中的内容为基准控制。
整个试验工程中的路基填筑体积为14459m?,其中桥头回填包括1208m?。在施工过程中使用的填料基本都来源于开挖阶段的土石方,计划纵向利用。该试验当中,整体分为三种施工类型,首先是半挖半填型,这一阶段的路基横坡会经过提前处理,一般表面雜物的开挖深度会≥80cm,且会开挖≥1行车道宽度的台阶而配合工程施工。其次是三背回填工程,这里的三背指的是桥台背、涵背以及墙背[4]。最后是局部挡墙背后路基,这种类型的工程范围比三背回填的范围更大。
二、试验段工艺试验过程
根据该工程特点分析,负责人选择在工程中的K98+456~K98+574范围内进行路基填筑工艺试验施工,实际工作流程如下:
(一)准备工作
首先是在技术准备阶段,主要是管理人员负责该阶段工作的准备,工作重点是深入了解工程图纸当中各项细节与技术要求,同时根据各环节特点做好相应的原材料分析工作,管理人员还需要组织参与工程建设的技术人员学习工程相关的技术和安全施工准则,并严格按照已经规定好的施工规范展开工作。
其次是质量控制准备,这项工作的落实目的主要是为了提升工程控制质量,通常是由参与工程建设的项目技术质量部门落实,主要工作内容就是施工过程中日常的现场巡视与检测,以及各环节施工情况与细节检查监督。在管理人员落实此项工作时,各部门工作人员必要提高配合程度,为后续工程投入使用奠定更加稳定的基础。具体工作原则就是延长工程使用寿命,提高施工质量,同时降低后续工程保养维护工作落实的难度。
最后是材料准备,这项工作的落实需要注意在不影响工程质量和落实效率的前提下,尽可能按照就地取材和就近原则进行准备。且选择填筑材料的标准也需要管理人员深入掌握,即透水性强、水稳性高等,且填筑材料在投入使用之前有必要经过质检工作,检测合格的材料才能投入到填筑工作当中使用。该工程根据因地制宜的工作原则,将填筑主要材料定位开挖产生的碎石土,并将其技术指标按照材料的不同进行划分。如:液塑限为24.7%和17.0%,塑性指数是7.7%、颗粒分析情况为Cu17.91、Cc 1.44 、CBR值为 13.3%、重型击实试验(最大干密度)为2.18 g/cm3 、最佳含水量为6.9%等。
(二)施工工艺流程
该工程的施工工艺流程严格按照设计标准制定,具体的填筑试验流程如图1所示[5]。
(三)各工序施工
实际上该工程量较大,施工工序也比较复杂,在基础处理阶段,工作人员需要对试验区段内的自然环境等进行清理,尤其是树根和杂草等,之后才能准备落实压实工作,且根据该工程设计要求,压实度应>85%。针对试验区段内坡度在1∶5左右的位置,工作人员需要先开挖台阶之后才能落实压实工作,且台阶宽度应≥2m,台阶坡度(内倾)也要控制在2%~4%以内[6]。
该工程的路基填筑环节,原本地面基础使用的是18t振动碾设备,且要碾压6遍(往返一次为一遍),才能落实后续工作。碾压工作结束之后,工作人员使用灌砂法进行压实度测试,该工程试验区段管理人员共测试了三个位置,其压实度分别是92.9%、93.4%和92.4%。经过计算可以获得平均值,即92.9%,显然这一结果比标准值85%大,因此可以判定评定达标。
在路基含水量控制的阶段,工作人员需要在正式填筑前就做好材料的检测工作,该工程中使用的填筑材料是碎石。若检测结果显示填料当中的含水量大,则可以使用洒水车等设备在路基位置洒水,同时翻拌均匀,这样就能够提升试验区段路基含水量。若检测发现填料的含水量大,则工作人员可以选择使用挖掘机将路基当中的土壤翻开晾晒,这样就能够降低并控制路基含水量在合理范围之内。根据该工程对路基的含水量要求,整个试验段碎石含水率均控制在最佳含水量±2%左右。
填料运输也是该工程路基填筑工艺试验工作落实的主要环节和施工过程,工作人员一方面需要尽量将土料供料位置选择在距离施工现场较近的位置,再使用20t左右的运输车将填料运输到施工现场,到达现场之后先进性质量检验, 当材料各项参数检验合格之后,工作人员再使用挖机设备与人工配合摊铺工作落实。且填料在装车阶段可以选择性上车,即工作人员可以将不合格的填料在上车之前就剔除,原则是根据工程要求控制填料的粒径,该工程要求填料粒径大小能够达到均匀混合的效果。 在该工程中,工作人员使用的碾压方式要点主要有三个方面内容,首先是碾压工作开始之前,工作人员需要先对填料和路基本身的含水量进行检测,若符合规范要求则继续施工,否则就要根据标准要求,将含水量控制在±2%的范围之内,若含水量超标,则工作人员可以选择翻晒的方式控制,偏低则通过洒水的方式提升湿润度即可。其次是使用机械设备将试验区段路基整平之后,工作人员就要通过振动碾压采用前进后退全振方法进行碾压作业,错位采用前进法,先静压后振压,先慢后快的顺序工作,且在整个压实工作落实的过程当中,工作人员都要注意使用细料进行找平工作,先压两边后压中间,且设备轮迹也要注意重叠,尽可能保障路面压实度与平整度。且该工程要求横向同层的接头重叠要在1/3-2/3轮宽之间,相邻的前后两个区段纵向重叠也要尽可能达到1-2m的标准,整个压实过程中,压路机的运行速度应在3km/h左右,原则就是无漏压、无死角,且整体里面的均匀程度也能够得到保障。需要注意的是,在整个压路过程中,压路机操作人员应避免在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。
分层压实也是水电站库区复建县道路基填筑工程需要注意的关键,尤其是使用挡土墙背回填,以及涵洞台背回填,都要使用小型机械设备,根据设计图纸的要求,每层压实方式都有所不同,工作人员需要对三层压实程度进行仔细记录,并在第一时间计算出平均值作为最终的试验结果。
三、水电站库区复建县道路基填筑工艺试验施工组织细节
为保障管理和试验工作落实的顺利程度,该工程工作人员还可以配合适应责任到人制度,在激发员工工作积极性的同时,还能够在工程发生问题的第一时间找到负责人处理。
四、试验结果整理
1、摊铺厚度
该工程管理人员在控制摊铺厚度时使用了两种设备,即大型机械和小型机械。其中大型机械主要是负责振动碾压工程中主要施工路线的靠山侧,设备为18t振动碾压设备,压实程度也能够分别达到94%和95%,都处于比较高的水平。需要注意的是工程中大型机械设备的土方填筑摊铺分为三层,厚度分别是20、25和30(cm),在每层的摊铺结束之后,工作人员还需要继续使用大型机械设备分别碾压至4遍,6遍,8遍时,最后一遍进行静压,振动碾按照2.0km/h的速度进行碾压,检测压实度与沉降差。
小型振动碾主要施工路线右侧也就是靠路肩挡土墙侧,使用小型振动碾为振动设备,压实度分别要求达到96%。小型振动碾碾压试验主要为桥台背、涵洞背、墙背及连接过渡段提供回填施工参数。
土石方填筑分三层摊铺,摊铺厚度按15cm、20cm、25cm松铺厚度进行控制。每层摊铺完成后,分别在碾压至4遍,6遍,8遍时,最后一遍进行静压,振动碾按照2.0km/h的速度进行碾压,检测压实度与沉降差。
2、沉降量
在进行该工程试验段的土方回填工作时,工作人员需要按设计图纸当中松铺厚度±3cm的标准执行工作,同时注意记录每一次的沉降差。在工作人员松铺25cm碾压八遍之后,工作人员将测量高层的数据整理成了表,并根据其中内容计算了石料的松铺系数n=1.37,公式如下:
五、试验结果
该工程的铺土厚度以及含水量参数需要根据使用的机械类型及现场的实际作业环境判断,大型机械的最佳铺土厚度为30±3cm,最优含水量±2%,而使用小型机械,则铺土厚度为20±3cm,最优含水量±2%。若是使用小型机械设备:则需静压1遍、弱振1遍、强振3遍、静压1遍;大型机械设备:则需静压1遍、弱振1遍,强振5遍、静压1遍;按此施工参数组织施工试验结果均可以满足设计要求
结束语:
综上所述,通过水电站库区复建县道路基填筑工艺试验结果分析,土石路基回填压实质量控制采用干密度或沉降量差控制,都可以滿足相关施工规范要求。用沉降差控制压实质量,检测速度较快、数据反映直接、不需要较长时间计算,但受测点位置变化与填料变化对数值影响较大,在大面积、填料较均匀的情况下使用沉降差较为有利,用压实度控制质量较为可靠,缺点检测强度大、检测速度慢,不利快速施工。故,只要根据现场实际施工情况,灵活选用检测手段,都可以取得合理质量控制数据,对整体土石路基回填质量控制也较为有利,不应在同一验收段内,两种检测方法混用,易漏检造成质量隐患,对试验检测数据分析汇总也带来一定的压力,可能造成无法评定验收。
参考文献
[1]王友涛.高速公路建筑再生料路基填筑施工工艺[J].绿色环保建材,2021(07):7-8.
[2]代刚.高速公路工程中的高填方路基施工处理技术[J].智能城市,2021,7(13):139-140.
[3]徐彦君,李斌.路桥工程建设中路基路面施工技术要点研究[J].中国设备工程,2021(13):234-235.
[4]刘晓航.绕城公路路基上路堤填筑稳定性分析[J].工程机械与维修,2021(04):154-156.
[5]葛锦玲.粉性土路基填筑施工要点[J].安徽建筑,2021,28(06):118-119.
[6]陈伟,曾和余.路基填筑施工技术在公路软基处理工程中的应用[J].绿色环保建材,2021(06):67-68.