墨和高速公路玉石開采坑處理方案探究

（新疆交通規劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830006）

責任編輯/孫譽菡 美術編輯/王德本

一、工程概述

連云港-霍爾果斯國家高速公路吐魯番-和田聯絡線G3012墨玉至和田段(簡稱“墨和高速公路”)為《國家高速公路網規劃》“71118”網中第七條橫線G30的第二條聯絡線（吐魯番-庫爾勒-庫車-阿克蘇-喀什-和田）的終點路段。全線采用雙向四車道高速公路標準建設，設計時速120km，全長74.014km。

該項目位于自古便有“玉石之鄉”美譽的和田。近幾年，由于河床內玉石數量逐漸減少，開采難度隨之增大，玉石開采也逐漸由河床內范圍向兩側古河床階地范圍擴展，并采用大型工程機械大規模挖掘。該項目區存在兩段大規模玉石開采亂掘地，主要集中在喀拉喀什河兩側古河床臺地上，影響長度約4.980km。

玉石開采坑包括開采坑和棄土堆兩部分。開采坑的深度約15m～30m，且長度和寬度均不同。玉石開采坑分布雜亂無序，連片形成亂掘地。根據開采坑壁土質情況調查，原地基土表層為細粒土質砂，土（粒徑小于0.075mm）的含量在15%～50%，層厚約5m～10m，下層為礫石土，含漂卵石。開挖出的表層細粒土質砂和下層卵礫石土混合，部分成為松散堆積物，部分回填原先的開采坑，厚度有薄有厚，毫無規律。

穿越未回填或部分回填玉石開采坑路線的路基為填方路基，穿越棄土堆路線的路基為挖方路基。此外，該區域還存在半填半挖路基，直接填筑路基將會造成路基沉降變形等病害，因此必須進行處理。

二、方案論證

根據玉石開采坑的開采及回填情況，針對開采坑的深度、松散堆積物的厚度等特點，提出多個處理方案比選。

（一）方案一

徹底挖除路基范圍內的全部堆積物至原有地面線。利用該土方按每30cm厚度一層分層回填開采坑，分層回填至路床底面處進行沖擊碾壓。分層填筑的壓實度要求為：開采坑底部至(a+300)深度范圍內壓實度≥90%（a為路面結構層厚度）；(a+150)至(a+300)深度范圍內壓實度≥93%；(a+80)至(a+150)深度范圍內壓實度≥95%；a至(a+80)深度范圍內壓實度≥97%。

（二）方案二

徹底挖除路基范圍內的全部堆積物至原有地面線。利用該土方按每100cm厚度一層分層回填開采坑，每100cm厚度一層進行沖擊碾壓，直至路床地面。路基壓實度要求同上。

（三）方案三

挖除路床底面以上的全部堆積物，利用該土方及周邊玉石開采坑堆積物土方，按每400cm一層分層回填開采坑，每400cm厚度一層進行強夯處理，直至路床地面。

（四）方案比選論證

1.處理效果

方案一徹底挖除路基范圍內的堆積物，按照正常路基填筑要求分層回填開采坑，填至路床底面層位時，進行沖擊碾壓，保障路基壓實度；但該方案對于開采坑底面來說相當于高填路基，路基必然存在一定程度沉降變形。方案二同樣處理得較為徹底，并采用逐層沖擊碾壓，一方面保證了路基的壓實度，另一方面可以有效解決路基沉降變形問題。方案三雖然不能徹底挖除路基范圍內的堆積物，但其采用的強夯處理適用于砂土等粗顆粒土，在相同夯擊能前提下，其處理深度大于粉質黏性土處理的深度，處理后的路基強度較高。

2.施工作業

方案一施工作業方面不存在問題；方案二受玉石開采坑長寬尺寸的限制，施工作業面有限，無法滿足逐層沖擊碾壓作業面的要求；方案三施工作業方面不存在問題。

3.施工控制方面

施工過程中，方案一、方案二無法準確控制堆積物下的原地面線，無法準確控制需要徹底挖除堆積物的范圍和工程量，給施工帶來不便。方案三需挖除的堆積物的范圍及工程量較為明確，施工較易控制。

4.施工工期

方案一、方案二大填大挖，工程量巨大，施工工序及作業內容多，工期較長。方案三施工工序及作業內容較方案一、方案二減少，工期較短。為保障路基安全，處理結束后需要進行一段時間的沉降變形觀測。

5.結論

三個方案均能達到較好的處理效果，但方案一、方案二在施工作業、施工控制和施工工期三個方面均不如方案三。因此，玉石開采坑處理推薦采用方案三，即強夯處理。

6.設計參數

夯錘采用直徑1.2m，夯錘重20t，夯錘落距為10m，夯點間距為4m，夯點采用三角形布置；

強夯單點夯擊能采用2000 kN.m，滿夯夯擊能采用1000kN.m，在各層位均進行一遍點夯，僅在路床底面層位進行一遍滿夯；

強夯層位：以路床底面處理層位為起算處理層位，向下每4m深度層位進強夯處理；

處理范圍：路床底面處理層位的處理范圍，填方路段強夯寬度應寬出路基坡腳不小于5m，挖方路段強夯寬度應寬出路基坡腳不小于2m；其他處理層位的處理范圍，當處理層位邊緣為坑壁等存在側向約束的（約束邊），處理范圍為整個處理層位寬度，當處理層位邊緣無側向約束的（自由邊），處理范圍邊緣距處理層位邊緣為5m。

7.檢測方法及標準

重型動力觸探（63.5kN）試驗：每個強夯處理層位每300m2不少于1處檢測點，不足300m2的按300m2計。一個處理路段內不少于3處檢測點。檢測標準：應達到每貫入10cm錘擊數≥5擊；檢測深度大于4.0m。

三、結語

墨和高速公路針對玉石開采坑的強夯處理在疆內尚屬首次，無成功經驗借鑒。正式施工前，項目開展了大量的試夯工作，確定了強夯參數，通過路基沉降的觀測和處理效果檢測，驗證了設計參數合理可行。目前，經過多年的通車運營，玉石開采坑處理效果較好，達到了預期效果。所處位置均在橫縫終端處，將熨平板對準已經完成攤鋪的路面。接縫處的碾壓作業較為關鍵，需從老路面向新路面碾壓。