公路路基開挖施工技術(shù)分析及安全性控制

摘要：在路基工程中一種常見的基礎(chǔ)施工作業(yè)就是公路路基的開挖。為了使路基開挖作業(yè)能夠安全順利的進行，應(yīng)在開挖前做好充分的準(zhǔn)備工作；在施工開挖的方法和技術(shù)選擇上，應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場條件來確定；在施工開挖的過程中，應(yīng)積極采用機械化的方式來作業(yè)，必要時安排多機聯(lián)合起來共同作業(yè)；同時在整個施工過程中要加強安全性控制，避免質(zhì)量事故和安全事故的發(fā)生。該文介紹了公路路基開挖前的準(zhǔn)備工作，分析了開挖施工的方法和機械化施工的技術(shù)，提出了加強路基施工安全性控制的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：公路路基 開挖技術(shù) 施工技術(shù) 安全性

作為公路路面下的基礎(chǔ)建筑，公路路基是路面行車部分的基礎(chǔ)，它通常是由土和石按照一定的尺寸和結(jié)構(gòu)要求構(gòu)筑建造而成的。它的橫斷面形式有三種，分別是路堤、路塹和半填半挖，而路基高度、路基寬度和路基邊坡決定著公路路基斷面的幾何形狀。在確定路基高度時，是由路線縱斷面設(shè)計來決定的，公路的等級和交通量決定著公路路基的寬度，而整體路基的穩(wěn)定性在很大程度上是由路基邊坡來決定。在公路路基施工中，路基開挖是最普遍的一項施工內(nèi)容，同時它的工程量也是最大的。路基開挖有人工挖掘和機械作業(yè)兩種方式，通常使用較多的是機械作業(yè)的方式，而人工作業(yè)主要是用于不便于機械施工的路基地段。在公路路基開挖施工前要做好各項前期準(zhǔn)備工作，對地形的特點、土層的分布狀況等具體情況要進行現(xiàn)場實地考察，以便決定采取何種機具運用哪種開挖施工技術(shù)來操作。

1 路基開挖施工的方法分類

在選擇路基開挖施工方法時，要根據(jù)施工現(xiàn)場路基的具體情況來確定，如路基的縱向長度，路塹的深度等因素。將其進行分類，可歸結(jié)為以下幾種。

1.1 全斷面開挖法

當(dāng)路塹的縱向長度較短而且路塹深度不大時可以采用這種方法。它是按照施工路塹斷面的全寬來開挖的，從開挖路塹的一端開始開挖或者兩端同時進行開挖，一次性開挖達到設(shè)計標(biāo)高，然后再逐漸向縱深方向挖掘。這種方式挖掘出來的土方一般都是向路基的兩側(cè)運送出去。

1.2 分層開挖法

當(dāng)路塹的縱向長度較短且路塹深度較深時應(yīng)該使用這種開挖方法。它是按照施工路塹的斷面分層來開挖的，從開挖路塹的一端開始開挖或者兩端同時進行開挖，開挖至設(shè)計的標(biāo)高高度。由于這種方法的路塹較深，因此應(yīng)設(shè)置每層單獨的運土出路，在每層挖掘出來的土方在該層就運送出去，并在每層設(shè)置臨時排水設(shè)施，以便能及時排出該層開挖的地下水。

1.3 分段縱挖法

這種方法適用于路塹的縱向長度較長，而路塹深度并不大的情況。開挖前將施工路塹的橫斷面進行分段，使其成為幾個稍短一點的路塹，開挖時按照縱向條形的方式來進行，挖掘出來的土方同樣運送到路塹兩側(cè)。如果施工路塹正好傍山而行，選擇塹壁不厚的那一側(cè)的一處或幾處，將其挖穿來運送土方。

1.4 分層縱挖法

如果開挖路塹的寬度不太大且深度也不大的情況下，一般采用縱向分層的方式來開挖。然后要根據(jù)路塹的寬度和坡度的大小來選擇不同的施工機具，如果路塹距離較短但是存在較大坡度時，要用推土機來作業(yè)；如果是較長的寬路塹則要使用鏟運機來施工挖掘。

1.5 通道縱挖法

這種方法在開挖施工時速度較快，它是在整個開挖路基上從一端開始沿路基的縱向全長方向挖掘出一條通道，這條通道必須能夠使挖掘的機具順利通行，包括運送土方車的通行。然后再在這條通道上開挖路基的兩側(cè)。

1.6 混合挖掘法

如果路基開挖施工的工程量很大，例如施工路基的縱向距離很長，并且需要挖掘的路基深度很深，在這種情況下，為了保證路基開挖施工工程能順利完成，就要采取多種挖掘方法相結(jié)合的混合挖掘法。如同時使用分層開挖法和通道縱挖法這兩種開挖方法，但是對于這兩種方法的使用順序有要求，不能隨意進行混亂開挖。首先要用通道縱挖法沿路基全長的縱向方向挖出一條通道，然后再用分層開挖法對橫面的路基坡面進行分層挖掘，一個坡面的挖掘、運土和排水工作由一個施工小組和各自單獨的機具來負責(zé)，這樣雖然每個層面的工作在同時進行，但是彼此間又不會互相影響。

2 機械化開挖施工技術(shù)分析

由于公路路基開挖施工的工程較大，因此一般采用機械機具作業(yè)的方式來進行，人工作業(yè)的方式主要是用于機具不便操作的路基區(qū)域。根據(jù)機具的不同機械的開挖施工技術(shù)也是不同的，具體可以分為以下幾類。

2.1 推土機作業(yè)的開挖施工技術(shù)

推土機作業(yè)的開挖施工方法有兩種：

（1）橫向開挖路基。當(dāng)路基的開挖深度在2 m以內(nèi)時，用推土機沿路基的橫向方向來開挖。具體方法是，首先以施工路基的中心線為界限，推土機用橫向穿梭法向路基兩側(cè)行進來作業(yè)。將施工過程中在路基中挖出的土方向兩側(cè)運送，先堆置成棄土堆，在開挖完成的最后環(huán)節(jié)再來專門清理，將其推開整平。在施工路基的開挖深度大于2m的情況下，要用其他機械配合推土機來共同作業(yè)。

（2）山坡路基的縱向開挖。對于傍山的路基的施工開挖，首先采用斜鏟推土機來開挖傍山半路塹。具體做法是先沿路基邊坡的上部開始施工開挖，然后推土機沿路基線路向下行駛，分段分層的進行開挖，并將挖掘出來的土方推送到坡下，用來填筑路基。在這一過程中要根據(jù)路基的土壤性質(zhì)適當(dāng)調(diào)整推土機的水平回轉(zhuǎn)角，當(dāng)施工路基土壤為Ⅰ級和Ⅱ級時，將推土機的水平回轉(zhuǎn)角調(diào)為600；若施工路基土壤為Ⅲ級和Ⅳ級時，將其調(diào)為450。開挖完傍山半路塹后，然后進行深路塹的開挖，在此之前要做好充分的準(zhǔn)備工作。深路塹開挖出來的土方是用來填筑路堤的，首先要在開挖路基的頂端挖半小丘，在填挖之間的零點處也要挖出半小丘，這樣推土機才能順利的駛?cè)胧┕ら_挖現(xiàn)場。如果推土機能夠沿著斜坡一直行駛至路基的最高點的話，那么就在這個最高點開始開挖，沿斜坡逐層向下開挖，直到行至路基的路堤處，在開挖的過程中，推土機可用縱向推填的方式沿路基縱線的平行方向行進。當(dāng)開挖的深度進行到設(shè)計深度的一半時，再另取1到2臺推土機來推削路基斜坡，這時時采用橫向分層的方式來開挖。在斜坡上開挖出來的土方，由下面的推土機運送到填筑路堤處，用這樣的方式來完成路基開挖和路堤填筑。

2.2 鏟運機作業(yè)的開挖施工技術(shù)

鏟運機開挖路基有棄土開挖和縱向移挖作填這兩種施工方式。在開挖時從路基的兩側(cè)開始分層進行，將每層控制在15-20cm的厚度，同時還要在路基兩側(cè)設(shè)置排水縱坡來引流地面水和地下水，這樣不僅能夠保持土場的平整，還能有效控制邊坡。如果路基存在以下幾種情況，那么就要用橫向棄土開挖的方式來施工，有明顯橫坡存在于施工路基頂部的地面上，為了使地面水不流入路基，就要在路基上游的一側(cè)方向上建出棄土堆來阻擋；施工路基的縱向長度太長，不利于鏟運機的操作；挖掘出來的土方?jīng)]有利用價值或者利用不完的；對于縱向較長的路基，由于施工開挖條件等方面的限制，用縱向開挖法只能進行整個路基中的一段，并且路基的兩端又不能做到縱向運送土方的情況。當(dāng)需要用土方來填筑路塹口外相接的路堤時，鏟運機就要用縱向移挖作填的方式來作業(yè)，從路塹的頂部開始沿路塹縱坡向下坡推削鏟土，并逐漸向路塹內(nèi)部開挖，來延伸開挖土方線路的長度，相應(yīng)的也要將填筑路堤進行延伸。

2.3 挖掘機作業(yè)的開挖施工技術(shù)

用挖掘機來開挖路基時，通常要配合運輸車輛來共同作業(yè)，有以下三種方式進行路基的開挖。

（1）正鏟挖掘機開挖技術(shù)。正鏟挖掘機來進行公路路基的開挖施工時，可以采用全斷面開挖的方法，也可以采用分層開挖的方法，具體選用哪種需要根據(jù)不同的情況來決定。全斷面開挖的方法適用于開挖路基的深度小于5m的情況，在路基的全寬上用挖掘機向前開挖一次性到達設(shè)計標(biāo)高，運輸土方的車輛可并列停在與其同一水平面的位置上，也可停在挖掘機后側(cè)的位置。這種作業(yè)方法較為簡單，但要達到預(yù)先設(shè)計的標(biāo)高，就要求挖掘機做橫向方向上的移動來開挖。而分層開挖的方式則適用于開挖路基的深度大于5m的情況。用這種方法作業(yè)時，先用挖掘機縱向開挖將路塹的一部分開通出來，運送土方的車輛平行停在挖掘機的一側(cè)方向上，并與挖掘機的行進一致，經(jīng)過這樣幾個行程的往返來開通整個路基。最后用推土機來修整挖掘機在每次開挖的過程中留在邊坡上的土方。

（2）反鏟挖掘機開挖技術(shù)。反鏟挖掘機的自身特殊性決定它只能挖掘停機面下方的土層，因此在使用反鏟挖掘機來開挖路基時，路基的開挖深度必須要在它的挖掘范圍內(nèi)才可以，在實際操作時，將其停在路基頂端的兩側(cè)來進行開挖，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，來決定是采用溝端的作業(yè)方法還是采用溝側(cè)的作業(yè)方法。

（3）拉鏟挖掘機開挖技術(shù)。用拉鏟挖掘機來開挖路基時，如果卸料的半徑能夠到達路基兩旁棄土堆的位置的話，那么可將拉鏟挖掘機停在施工路基的中心線位置上，用溝端挖掘的方式來進行路基開挖；如果卸料的半徑不能道道兩旁棄土堆的位置的話，就要雙開拉鏟挖掘機來進行挖道作業(yè)。當(dāng)只有在路基的一側(cè)有棄土堆時，挖掘機需要沿著有棄土堆一側(cè)的路基邊緣行進，為了保證行進過程中的安全，應(yīng)使拉鏟挖掘機的內(nèi)側(cè)履帶與該側(cè)路基邊緣之間的距離保持在1.0～1.5m的范圍。

（4）聯(lián)合鏟運機和推土機的開挖技術(shù)。在一些開挖施工工程量較大且單機施工較難完成的公路路基開挖中，要運用多機聯(lián)合施工的方法。不同機械的機型不同，適用情況和范圍也各不相同，在施工過程中的作業(yè)效果也不同，在一些大型的公路路基開挖施工中，投入多種機械設(shè)備聯(lián)合作業(yè)，能夠?qū)?fù)雜的開挖施工工程簡單化，有利于工程的順利和高效完成。一般來說，最為常見的情況是聯(lián)合不同斗容量的鏟運機和不同功率的推土機來共同作業(yè)。在路基開挖施工中聯(lián)合推土機和鏟運機共同作業(yè)時，應(yīng)該首先對它們的構(gòu)造、功效等具體情況進行分析，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)各自的特點來安排其作業(yè)的部位，這樣有助于充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。將不同功率的推土機進行比較，并將不同斗容量的鏟運機也進行比較，詳細劃分清楚各自的使用范圍，分析其實際開挖施工中的作業(yè)效果。一般來說，推土機行運起來較為靈活，正向行駛時可做推運，空返時可以倒車行駛，如果開挖路基的土壤性質(zhì)翻松，那么推運的效率就會很高，相比較而言，在運土量和爬坡性能上，大型推土機較小型推土機效果要好；對于中型推土機來說，它的前進和倒退的速度都是很快的。要使推土機的經(jīng)濟運距加大且載土量增多的話，可以再推土機上增設(shè)側(cè)擋板，這種效果在推運翻松土壤時最為顯著。而鏟運機的整形效果較好，在下坡行駛時可以鏟土到車斗中，在上坡時可以用斜駛的方式來上料，能夠有效減少損失。當(dāng)進行公路路基的深挖高填且運距較大的開挖施工時，如果路基的土質(zhì)較干，那么它就有與推土機相當(dāng)?shù)墓ばВ@樣便可以降低施工工程的成本費用。在多機聯(lián)合作業(yè)的情況下，在路基開挖施工段的上層安排中型推土機作業(yè)，在路基中層安排大型推土機作業(yè)，在路基底層安排鏟運機作業(yè)。當(dāng)遇到土質(zhì)較硬的區(qū)段，最好能夠再配以翻松機械協(xié)同施工，這樣能夠有效提高開挖的作業(yè)效率。

3 加強開挖施工的安全性控制措施

公路路基開挖施工的安全性控制包括路基的防護和路基的質(zhì)量控制。因此路基在開挖施工前，要做好一系列的相關(guān)準(zhǔn)備，不僅包括技術(shù)準(zhǔn)備、施工放樣，還要做好安全防護的準(zhǔn)備工作。大面積開挖路基會使土體原有的自然平衡遭到破壞，這樣路塹的邊坡就會失去應(yīng)有的穩(wěn)固，導(dǎo)致滑坡、坍塌，不僅會延誤工期，更會危及人員和路基本身的安全。因此施工人員應(yīng)該詳細調(diào)查路基開挖區(qū)域的地質(zhì)情況，如路基的土質(zhì)、地質(zhì)斷層、巖石的風(fēng)化程度和龜裂程度等另外還要路基開挖前預(yù)先在路塹頂部開挖截水溝，這樣是為了引流影響邊坡穩(wěn)定的地面水和地下水，結(jié)合截水溝和邊溝或地下盲溝等排水設(shè)施做好路基開挖過程中的排水工作。保證沿線排水溝和路基開挖路線在路塹的行進方向上有著一定的縱坡，這樣是為了排水能更順暢的進行。另外，在開挖的過程中，還要隨時防護一些土質(zhì)較為松散的邊坡，例如沙、礫類的土質(zhì)或者有沙礫土質(zhì)夾層的多土質(zhì)邊坡，來防止路基邊坡崩塌的情況出現(xiàn)。一條公路路面質(zhì)量的好壞關(guān)鍵取決于這條公路路基施工工程的質(zhì)量，因此在路基的開挖施工過程中，要加強路基的質(zhì)量管理。要按照國家相關(guān)規(guī)定和公路質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求來核查路基的整體剛度和每一層的壓實程度，要嚴(yán)格按照施工前的設(shè)計要求來操作路床的標(biāo)高和寬度線性，還要加強路基排水問題的管理，嚴(yán)格控制好路基的積水現(xiàn)象。此外，在路基開挖施工過程中，要采用不同的技術(shù)來操作其中的種子施工項目，以保證整體路基的質(zhì)量。路基每一壓實層的填筑材料盡量保證相同，壓實的編數(shù)和速度要嚴(yán)格按照要求來進行，經(jīng)試驗后得到壓實的實際數(shù)據(jù)，并按照試驗落實的方案來控制路基每層和每段的壓實厚度，使其精準(zhǔn)度符合方案的規(guī)定，嚴(yán)格做好路基的壓實，還要切實重視路基的加固處理，做到路基質(zhì)量安全的全面控制。

4 結(jié)語

在整個公路建設(shè)中，公路路基的開挖施工技術(shù)和質(zhì)量以及安全性的控制是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它是進行公路建設(shè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，如果沒有做好這一環(huán)節(jié)的工作，那么后續(xù)的施工建設(shè)工作將會受到嚴(yán)重的影響。因此，我國的公路路基建設(shè)要在全面把握開挖施工技術(shù)的同時，還要做好路基開挖施工的安全性控制，全方位保證整個路基建設(shè)的質(zhì)量和安全，促進公路路基建設(shè)的發(fā)展。