高海拔高寒復(fù)雜地質(zhì)農(nóng)村公路快速施工技術(shù)

劉召

（中國水利水電第九工程局有限公司，貴陽 550081）

1 工程概述

西藏派墨農(nóng)村公路全長66.7 km，等級為農(nóng)村公路（參照四級公路標(biāo)準(zhǔn)），最大轉(zhuǎn)彎半徑15 m，最大縱坡10%，設(shè)計速度20 km/h，路基采用整體式斷面，寬度4.5 m，路面寬度3.5 m，路面結(jié)構(gòu)為級配砂礫路面，局部采用混凝土路面。

公路穿越多雄拉山埡口段，高海拔超3 500 m，氣候寒冷，最低氣溫達(dá)-20℃，冬季持續(xù)強降雪，堆積厚度可超10 m，且雪崩頻發(fā)，該段以凍土路基施工為主。拉格至汗密段受亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候影響，降水豐富，多以軟土路基為主，發(fā)育多處沼澤路段，雨季泥石流災(zāi)害頻發(fā)，不穩(wěn)定邊坡易滑塌[1]。工程區(qū)位于自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，道路從原始森林穿過，對生態(tài)、環(huán)保要求較高。

根據(jù)工程特點，采取最優(yōu)的機械組合和資源配置，最佳的填筑材料，最適宜的治理措施實現(xiàn)了高海拔高寒復(fù)雜地段低等級道路高效、快速施工。同時將氣象監(jiān)測技術(shù)及無人機+GPS輔助技術(shù)應(yīng)用[2]在安全監(jiān)測和道路施工方面，大大降低安全風(fēng)險，加快施工進(jìn)度。

2 施工方法及操作要點

2.1 常規(guī)路段施工

2.1.1 路基開挖施工

路基開挖采用單向掘進(jìn)施工。工藝流程：施工準(zhǔn)備→測量放樣→樹木砍伐、表土清理→土石方開挖→驗收→下一工序施工。

2.1.2 路基填筑施工

工藝流程：施工準(zhǔn)備→測量放樣→填筑料攤鋪→分層碾壓→路基整平→驗收→下一工序施工。

2.2 特殊路段施工

2.2.1 凍土路基施工

現(xiàn)場通過采取“隔、排、降、防”綜合治水方案，治理凍土路基施工，即在路塹和路堤位置修建擋墻隔水，在路塹位置修建水溝排水，挖除凍土層，降低地下水位，采用混凝土路面進(jìn)行防水。考慮凍土路基特殊性，為保證路基施工質(zhì)量，宜選擇高溫季節(jié)施工，每年的5月至10月進(jìn)行路基的開挖填筑施工。

1）工藝流程

測量放樣→凍脹土層挖除→隔水擋墻施工→路基換填施工→排水溝施工→路面結(jié)構(gòu)層施工→檢查驗收。

2）施工方法

測量放樣：根據(jù)設(shè)計圖紙要求，放出凍土路基處理地段各特征點（起點、終點樁號，兩側(cè)寬度），并復(fù)核處理寬度和原地表標(biāo)高。

凍脹土層挖除：采用挖掘機挖除，自卸汽車運至渣場。

隔水擋墻施工：主要有路塹擋土墻、護(hù)腳墻兩種，路塹擋土墻為仰斜式，護(hù)腳墻為重力式。擋墻采用C15片石混凝土澆筑，片石混凝土所用石料選用質(zhì)地均勻、堅硬、無裂縫、不易風(fēng)化及抗壓強度不低于MU30的石料。

路基換填施工：換填采用分層填筑施工，填料采用河灘砂礫料（路基開挖土方料不滿足要求，未利用），填筑分層厚度30～50 cm，碾壓設(shè)備采用20 t振動壓路機。

排水溝施工：排水采用C20混凝土澆筑。

路面結(jié)構(gòu)層施工：采用C30混凝土，厚度25 cm，寬度4.5 m，半幅澆筑施工。

檢查驗收：每道工序施工完成后，檢查合格后方可進(jìn)行下道工序施工。

2.2.2 軟土路基施工

軟土路基采用置換法加固地基，針對一般軟土路基采用換填加固施工，針對沼澤軟土段，采用拋石擠淤方式提高地基強度。

1）工藝流程

一般軟土路基：測量放樣→挖除軟土、淤泥→基底檢驗→換填碾壓施工→排水設(shè)施施工（鋼波紋管涵洞及排水溝）→檢查驗收。沼澤路基：測量放樣→拋石→推平→碾壓→清淤施工→檢測→完工驗收。

2）施工方法

一般軟土路基：根據(jù)設(shè)計要求，換填深度0.8～1.2 m?，F(xiàn)場先采用挖掘機清除路基軟土、淤泥，然后采用換填透水性好的砂礫料加固路基，現(xiàn)場根據(jù)需要設(shè)置排水措施。

沼澤路基：拋石擠淤采用片石投入軟土中，將淤泥擠出。此法施工時不用挖淤，不用抽水，較為簡便易行。為更好地達(dá)到排水效果，在路基兩側(cè)開挖引排水溝，并通過安裝鋼波紋管涵將水引排出去。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害路段施工

2.3.1 雪崩區(qū)路段施工

現(xiàn)場主要采取了“清、擋”的處理方式。通過快速清理積雪，保證通行，并在公路內(nèi)側(cè)快速設(shè)置生態(tài)擋墻，以減少雪崩危害。

1）工藝流程

快速清雪施工：施工準(zhǔn)備→現(xiàn)場監(jiān)測→道路清雪→檢查驗收。生態(tài)擋墻施工：測量放樣→擋墻基礎(chǔ)開挖→生態(tài)擋墻施工→生態(tài)袋坡面防護(hù)→檢查通行。

2）施工方法

快速清雪施工：施工前，先做好現(xiàn)場的安全技術(shù)培訓(xùn)交底工作，并做好清雪設(shè)備的檢查、保養(yǎng)工作。針對一般積雪，采用裝載機直接清除，針對2 m以上的深厚積雪，增加挖掘機清雪。清雪作業(yè)時，應(yīng)安排專人進(jìn)行指揮，清雪設(shè)備臨近公路邊、涵洞口時，不要太靠近，應(yīng)留有足夠的安全距離。清雪完成后，檢查路況及邊坡積雪情況，在確認(rèn)安全后方可快速通過。

生態(tài)擋墻施工：采用鋼筋石籠擋墻+生態(tài)袋坡面防護(hù)。施工環(huán)保、快速，受氣候條件影響小。根據(jù)設(shè)計要求，放出擋墻位置，采用挖掘機進(jìn)行基礎(chǔ)開挖和坡面平整施工，然后施工鋼筋石籠，并在擋墻的頂部及坡面施工生態(tài)袋防護(hù)。

2.3.2 泥石流區(qū)路段施工

工程區(qū)沿線地形陡峭、地質(zhì)條件差，沖溝發(fā)育，沿線覆蓋層邊坡結(jié)構(gòu)松散，巖質(zhì)邊坡卸荷裂隙發(fā)育，風(fēng)化嚴(yán)重，坡面巖體破碎，夏季積雪消融流水較大，加之雨季降雨充沛（年降雨量達(dá)3 000 mL），所以泥石流分布較多，給工程建設(shè)和交通通行安全帶來較大安全風(fēng)險。制訂了“以排導(dǎo)為主、及時清理”的處治方案，通過修筑混凝土過水路面、混凝土導(dǎo)排墻措施對路基進(jìn)行治理防護(hù)，以減少泥石流對路基的損壞，并確保道路能及時保通。

1）工藝流程

過水路面施工：施工準(zhǔn)備→測量放樣→路肩、排水溝施工→砂礫石墊層施工→漿砌片石基層施工→混凝土路面施工→完工驗收。

混凝土導(dǎo)排墻施工：施工準(zhǔn)備→測量放樣→基礎(chǔ)開挖→立模、澆筑擴(kuò)大基礎(chǔ)→墻身扎筋、立?！鷿仓炷痢鷫Ρ郴靥睢旯を炇铡?/p>

2）主要施工方法

過水路面施工：過水路面結(jié)構(gòu)形式為15 cm砂礫石墊層、30 cm厚M7.5漿砌片石基層、25 cm厚C30混凝土面層；路面寬度為4 m（行車道）+0.5 m×2（路肩）=5.0 m，長度根據(jù)泥石流溝的范圍確定，各邊延伸15～20 m。水溝采用挖掘機開挖，人工清理到位，然后立模澆筑混凝土水溝及路肩。M7.5漿砌片石及過水路面C30混凝土面層采用全寬澆筑施工，現(xiàn)場做好交通指揮控制。

混凝土導(dǎo)排墻施工：擋墻C20混凝土澆筑，起點與路基外邊線距離為3 m，擋墻軸線與路基外邊線小角度相交，高度4 m，埋深1 m。擋墻基礎(chǔ)采用挖掘機開挖施工，開挖完成后進(jìn)行地基承載力檢測，合格后安裝模板澆筑混凝土。

2.3.3 崩塌體區(qū)路段施工

多雄河流域兩側(cè)岸坡主要為崩坡堆積體，開挖后易發(fā)生崩塌以及小規(guī)模溜滑等不良地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取“護(hù)、錨”的處理措施防護(hù)加固不穩(wěn)定邊坡，以達(dá)到快速施工路基。針對不穩(wěn)定的巖石邊坡，采用掛網(wǎng)噴錨支護(hù)護(hù)坡，針對土質(zhì)邊坡主要采用擋土墻護(hù)坡。

1）工藝流程

路塹擋墻施工：施工準(zhǔn)備→測量放樣→基礎(chǔ)開挖施工→C20片石混凝土施工→墻背回填→完工驗收。

邊坡噴錨支護(hù)施工：施工準(zhǔn)備→測量放樣→邊坡清理→掛網(wǎng)施工→掛網(wǎng)施工錨桿施工→噴混凝土施工→完工驗收。

2）施工方法

路塹擋墻施工：擋墻采用C20片石混凝土澆筑，高度3～6 m，擋墻基礎(chǔ)采用反鏟挖掘機開挖施工，開挖完成后進(jìn)行地基承載力檢測，然后安裝模板進(jìn)行混凝土澆筑施工。

邊坡噴錨支護(hù)施工：邊坡開挖完成后，采用人工清理，平順后搭設(shè)操作平臺，掛φ6 mm間距20 cm×20 cm的鋼筋網(wǎng)。邊坡系統(tǒng)支護(hù)錨桿一般采用φ25 mm砂漿錨桿（L=3.0～4.5 m），針對圍巖破碎部位采用φ25 mm自進(jìn)式中空注漿錨桿替代。錨桿施工采用YT-28手風(fēng)鉆鑿孔，噴射混凝土強度為C20混凝土，厚度8～12 cm。

2.4 氣象監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

工程區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，氣象條件惡劣，通過采用氣象監(jiān)測技術(shù)，實時對暴雪、雪崩、降雨情況進(jìn)行監(jiān)測，及時采取有效的預(yù)防措施，施工期間未出現(xiàn)人員傷亡及機械設(shè)備安全事故，降低了工程施工安全風(fēng)險。

3 施工安全和質(zhì)量控制

3.1 安全控制措施

1）人員管理措施。做好進(jìn)場人員的體檢工作，避免原有疾病與高原反應(yīng)禁忌，確保能適應(yīng)高原地方環(huán)境工作，同時配備一定數(shù)量的常用高原醫(yī)療物資藥品。根據(jù)需要做好個人防護(hù)措施，如現(xiàn)場施工防螞蟥、毒蛇、毒蟲叮咬等。

2）設(shè)備物資管理措施。高海拔地區(qū)機械設(shè)備容易出故障，因此，需做好日常設(shè)的保養(yǎng)和維護(hù)工作，以確保設(shè)備運行安全和施工進(jìn)度。根據(jù)工程特點，提前做好現(xiàn)場物資的采購和儲備工作，如冬季和雨季施工，避免運輸帶來的安全風(fēng)險。

3）道路交通安全措施。加強冬季和汛期、雨季的道路交通維護(hù)，確保道路暢通。做好地質(zhì)災(zāi)害路段的安全警戒標(biāo)志及安全提示工作，如雪崩區(qū)路段、泥石流路段，以降低安全風(fēng)險。

4）根據(jù)工程特點，制訂消防、防洪度汛、雪崩泥及石流防控等應(yīng)急預(yù)案，并組織作業(yè)人員進(jìn)行安全培訓(xùn)和開展實戰(zhàn)演練，有效提高現(xiàn)場人員的風(fēng)險意識與應(yīng)急技能和處置能力。

3.2 質(zhì)量控制措施

（1）根據(jù)特殊路段和地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的實際情況，編制合理經(jīng)濟(jì)可行的專項措施，并制定相關(guān)的管理制度、操作規(guī)程等。（2）施工前，技術(shù)部、質(zhì)量部和安全部做好安全技術(shù)交底和工藝培訓(xùn)。（3）加強過程的檢查，確保施工質(zhì)量可控。（4）定期收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過分析總結(jié)，不斷提高路基施工質(zhì)量和進(jìn)度。（5）現(xiàn)場測量基線、水準(zhǔn)點及有關(guān)標(biāo)志須定期復(fù)測檢驗，確保測量精度符合規(guī)范要求。

4 結(jié)語

本文通過研究形成一種高海拔高寒復(fù)雜地質(zhì)道路快速筑路施工工藝，不但保證了施工安全、工程質(zhì)量和工期進(jìn)度，對改變當(dāng)?shù)孛裆鷹l件和推動地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展發(fā)揮重要作用。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于公路、水利水電相關(guān)行業(yè)中，高海拔高寒地區(qū)低等級公路施工中，可為以后類似工程提供參考和借鑒。