歐標下的覆水地區復理石路堤填方技術

楊萬超

（中交一公局集團有限公司，北京 100024）

一、研究背景

黑山南北高速公路項目結合歐洲標準、相關技術條款，通過試驗研究復理石，得到了關于復理石路用的各項性能數據，成功將復理石運用于路堤填方施工，同時總結出了復理石路堤的工藝參數。

地下水對于復理石路堤質量將產生很大影響，并且路堤施工作為高速公路項目的基礎，施工過程中的技術指導及質量控制相當重要，填方施工的整體質量將對公路的最終質量水平產生直接的影響。如果不能使用科學的施工流程，采用先進的施工技術指導，并嚴格控制質量，容易造成公路質量下降，公路的生命周期將隨之縮短，給后期的運營管理帶來不可估量的困難。

結合實際施工過程，本文總結歐標下的地下水處理及填方施工技術，為以后類似的施工保留施工經驗。

二、水文氣象條件

施工區域位于歐洲東部黑山共和國，鄰近地中海。1月平均氣溫-1℃，七月平均氣溫28℃，年平均氣溫13.5℃，年降水量超過3800mm，全年均有降水，其中以秋季為甚，主要集中在11月份。

結合實際情況，施工所在區域降雪一般出現在每年12月至次年3月份，由于沿線鄰近地中海且海拔變化較大，冬季后半部分主要以降雪為主，前半部分主要以雨夾雪為主。

結合水文氣象條件，填方施工的最佳時間為每年4月至10月，施工期較短。

三、地下水處理

（一）地理位置介紹

填方區域位于“歐洲的眼淚”塔拉（Tara）河流經區域，根據設計要求，需要將塔拉河河道位置改移，進行填方施工。填方區域大部分位于河流沖積與沉積區（沉積厚度達22米），只有一小部分為切割形成的粉砂巖與退化砂巖層斜坡。

由于塔拉河河水的長期沖擊及河道的改移，設計填方區域長期存在地下水。如果采用復理石填方施工，結合復理石特性，特別是遇水具有泥化現象的特性，路堤填方的質量將得不到保證，所以在復理石填方施工之前，必須處理地下水，為復理石路堤的后期質量提供保障。

（二）地下水處理工藝

通過對塔拉河枯水期及汛期填方區域地下水位的監測，并結合現場的實際情況及現場監理的意見，設計單位對于地下水的處理方案主要分為以下四部分。

1.盲溝引流

圖1 盲溝土工布鋪設施工圖

對填方施工區域內增設盲溝，將地下水匯聚引流至塔拉河中，盲溝的規格尺寸根據地下水水位的高低及地下水走向進行確定，主要分為2m×2m及1.5m×2m(寬×高)兩種型號。盲溝回填料采用10mm～60mm尺寸河卵石，并且為保證濾水作用，采用土工布包裹。盲溝土工布鋪設施工圖如圖1所示。

2.基地換填

由于施工區域位于覆水區域，雖然主要地質為砂巖與粉砂巖，但受河水影響，基地部分區域主要為泥質，根據歐洲施工特殊技術條款《Technical Conditions For Performing The Earthwork, Drainage, Retaining And Facing Wall》要求，基地承載力為25MPa，對于泥質條件，承載力不能滿足，經過現場檢測研究決定利用河卵石換填，換填厚度通過現場多次試驗，一般為40cm。

3.河卵石填方

為了進一步降低地下水對復理石路堤的影響，基底驗收通過后，首先利用河卵石開展填方施工，因為河卵石相比復理石強度高，而且具有較好的透水性，可以避免地下水與復理石直接接觸，能對復理石起到二次保護的作用。

河卵石填方厚度為80cm,分兩層壓實施工，根據歐洲特殊技術條款，每層河卵石基底承載力要求值為40MPa。

4.鋪設土工布

河卵石層填方施工完成，并驗收合格后，在河卵石表面鋪設土工布(土工布的規格為500g/m2)，土工布的主要作用為：隔離、反濾、排水、加筋等。施工過程中相鄰土工布的搭接長度不能小于10cm，鋪設時要使土工布平整且緊貼地面。

土工布鋪設完成后，報監理檢查平整度及搭接長度，合格以后可以開始復理石填方施工。

四、歐標下復理石填料各項物理特性指標

（一）復理石的組成與檢測指標

復理石填料的主要成分為砂巖與粉砂巖，砂巖占比50%以上，二者占組成成分的90%以上，剩余少部分為頁巖，根據歐洲標準及歐洲施工特殊技術條款，復理石填料的基底承載強度值為35MPa。

（二）復理石的單軸抗壓強度

結合國內路基施工規范《公路土工試驗規程》與歐洲施工規范《MEST EN 13826》。對于填方材料的抗壓強度，用于路堤填方施工的填料抗壓強度不能小于15MPa。

（三）復理石的含水率以及液限、塑限

通過試驗檢測，復理石含水率平均值為7.24%，結合試驗檢測報告，通過含水率漸變曲線得知，當復理石含水率介于6%～8%時，復理石的各項性能都較好。

根據歐洲施工規范，復理石用于路堤填料時液限小于65%，塑性指數小于30%。

（四）復理石的粒徑級配

根據歐洲施工特殊技術條款《Technical Conditions For Performing The Earthwork,Drainage,Retaining And Facing Wall》要求，復理石類路基填方材料的均勻系數必須大于4，以及結合國內施工規范類比，填方施工填料的最大粒徑不能大于單層填方壓實厚度的2/3。

對于復理石填方，規范要求單層壓實厚度為60cm，所以復理石的最大粒徑為40cm。

（五）復理石的內摩擦角及泥化現象

在歐洲施工技術規范中，要求復理石混合料內摩擦角大于33°。

對于復理石的泥化現象，主要影響因素是復理石的易碎性造成的，細小粒徑的存在遇水形成泥化現象；次要因素是復理石內部含有少量泥質。

五、復理石填方施工

（一）填料準備

復理石用于路堤填方施工之前，必須滿足歐標要求下的各項物理指標。

對于填方工程，填料粒徑與填料的含水率是影響填方工程穩定性的重要因素，并且填料粒徑與填料含水率受外界影響因素較大，必須嚴格把控。每次填方施工之前需檢測復理石，主要要求如下：

1.填料粒徑

①篩選出大于40cm的石料。

②填料的粒徑分布必須符合公式一所示的均勻系數要求。

2.填料含水率

開始填料之前檢測含水率，保證復理石含水率保持在6%～8%之間。

（二）填料鋪設

根據歐洲施工技術規范要求，復理石填料用于路堤填方施工時，單層壓實厚度不能大于60cm，填方松鋪系數為10%，既復理石松鋪厚度為70cm。

填料鋪設之前，現場技術人員在上料段落設置填方高度標尺，高度標尺的設置密度根據填料鋪設段落的面積大小進行，一般要求為每20m設置標尺。

標尺設置完畢，利用裝載機與自卸車配合開始上料，上料過程中必須有專人指揮機械，保證機械使用安全，防止上料過程中損壞填方高度標尺。上料過程中按水平分層，先低后高、先兩側后中央卸料，為確保路基邊緣壓實度及路堤邊坡的穩定性，填方施工過程中，路堤外側超填50cm。

（三）填料整平

首先用推土機推平填料，推土機施工時，要求填料松鋪厚度高于設置標尺5cm～10cm。

推土機完成施工以后，再由平地機整平，平地機施工時，必須嚴格按照設置的填方高度標尺進行整平。在一些沒有高度標尺的地方，現場技術員利用水準儀輔助施工。

整平過程中預留橫坡與縱坡，保證排水。

（四）填料壓實

對于填料的壓實，通過反復試驗，對比壓實次數及壓實方法與基地承載力的關系，最后確定了一種高效、節約資源的方式：無振動壓實一次；強振動壓實一次（有可能強振動以后，表面會出現坑洞，用平地機再次整平）；弱振動壓實兩次；強振動壓實兩次；無振動壓實一次（收面）。

（五）基底承載力檢測

當填方表面平整，并且收面壓實時發現無輪跡，方可進行自檢，自檢合格后上報監理。

根據歐洲施工特殊技術條款（2-09-2）中對于基底承載力的要求及設計要求，MS設計值為35MN/m2,在路堤最頂部MS設計值為40MN/m2。

六、填方注意事項

施工過程中如果遇到惡劣天氣，需要及時檢測填料的含水量，對含水量偏大的，采用翻曬的方法讓其水分蒸發，保證含水率符合要求。當含水量偏小時，采用灑水的方法保證含水率要求。對由于雨水影響，造成質變的填料，直接移除，并且新料換填。

每層填筑前，不同標高的回填面之間，須開挖出臺階方可填筑。臺階的寬度要求為2m。

現場施工過程中要做好復理石堆料場防排水，防止松散堆料被雨水浸泡。積極關注天氣變化情況，雨水到來之前壓實封閉已經完成攤鋪填料。填料施工過程中注意設置縱坡橫坡，保證排水。

七、結語

截至發稿時，黑山南北高速公路四標段已有效利用50余萬立方米復理石洞碴。本文總結了復理石填料相關施工工藝，可以為類似工程提供經驗和技術支持。