高速公路路基土石方填筑施工技術研究

張率兵

（中鐵十五局集團第五工程有限公司，天津 300131）

1 工程概況

以某高速公路為例，總長為227.715 km。第16 合同段樁號為K864+300～K869+800，總長約5.5 km。本工程的公路等級為雙向四車道高速公路，設計速度分為兩部分，其中某段的設計速度為100 km/h，其他段則為80 km/h，該工程的路基寬度為26 m，其中包括行車道、中央分隔帶、硬路肩、土路肩和路緣帶等部分。具體來說，行車道寬度為2×2×3.75 m，中央分隔帶寬度為2.0 m，硬路肩寬度為2×3.0 m，土路肩寬度為2×0.75 m，路緣帶寬度為2×0.75 m。這一標段的路基工程涉及了大量土石方工程，土方開挖總量達到了1.16 萬m3，借土填方總量高達87.044 萬m3。此外，臺背回填的數量為4.490 萬m3，碎石墊層的用量為2.394 萬m3。

2 高速公路路基土石方填筑施工技術分析

2.1 土石方填筑材料與質量要求

2.1.1 天然土石方

根據該合同段的具體情況，在土石方填筑工程中應先選擇天然土石方，這類土石方應具備一定的物理和力學性質，以滿足路基的承載要求。在選擇上應考慮其密度、含水量、顆粒分布等因素，以確保填筑后的路基穩定性和各項指標達標。同時，還應根據相關標準和規范確保天然土石方的質量達到要求。

2.1.2 摻和土石方

為了提高土石方的性能，可以采用摻和土石方。摻和土石方通常包括添加摻和材料，如石灰、水泥、礦渣等，以改善土石方的工程特性，這些摻和材料的添加應精確控制，以確保土石方的強度和穩定性得到提高。同時，必須符合相關標準和規范，確保添加摻和材料的比例準確、混合均勻。

2.1.3 環保因素

土石方填筑材料的選取還應綜合考慮環保因素，特別是在大規模土方開挖和填方工程中，需要注意土石方的來源和處理，以減少環境影響。可以通過合理的資源利用和土方的再生利用降低環境負擔。

通過土石方填筑材料的合理選擇和質量控制，可以保證填筑后的路基具備良好的承載能力和穩定性，以滿足高速公路的使用要求。同時，環保和可持續性的考慮也將有助于減少工程對環境的不良影響，推動高速公路建設朝著更加可持續的方向發展。

2.2 施工前的準備工作

1）在該高速公路第16 合同段施工前，應先進行場地清理。必須清除現場的植被、樹木等雜物；清理場地表面，確保施工車輛和設備能夠自由進出，并有足夠的操作空間。因此，場地清理的質量和徹底程度對施工的順利進行至關重要。

2）土石方填筑工程需要精確樁號范圍，以確保土方開挖和填方工作的精確定位。準確的樁號測量將確保路基的設計尺寸和位置的準確性，以滿足工程要求。同時，還需要進行地質勘察和土壤測試，以了解施工區域的地質特點和土壤性質，從而指導土方開挖和填方工作。

3）施工前的準備還包括施工設備和材料的準備。相關人員需要確定所需施工設備，如挖掘機、推土機、運輸車輛等，并確保其在施工前處于良好的工作狀態。同時，需要采購和儲備土石方填筑材料，確保施工過程中材料供應充足。

4）制訂施工進度計劃，詳細規劃土方開挖、填方、壓實等工作的時間安排。施工進度計劃應充分考慮工程的復雜性和施工周期，確保施工按時完成。因此，合理的進度計劃有助于提高施工效率，減少工程延誤[1]。

5）施工前的準備還需要考慮安全和環保因素。管理人員應制訂安全計劃，確保施工過程中的人員和設備安全。同時，還應采取環保措施，減少施工對周圍環境的不良影響，包括污水處理、土壤保護和垃圾處理等方面的工作。

2.3 填筑工程施工技術

在該高速公路第16 合同段的施工中，填筑工程的實施至關重要，其決定了路基的質量和穩定性。

2.3.1 土方開挖

土方開挖是填筑工程的起始階段。在該合同段的工程中，土方開挖的總量達到了1.16 萬m3。為了確保土方開挖的順利進行，需要選擇適當的挖掘機械，并進行精確的測量和定位。在土方開挖中，挖掘機是常用設備，可以高效地開挖和清理土方。同時，在土方開挖前，需要進行精確的測量和定位，以確保開挖深度和位置準確無誤。在此過程中，樁號和坡度的測量對于控制土方開挖的精度至關重要，具體開挖數據見表1。

表1 土方開挖的相關數據表

2.3.2 土石方運輸

在土方開挖完成后，需要進行土石方運輸作業。在某高速公路第16 合同段，借土填方的總量高達87.044 萬m3，因此，需要使用大型運輸車輛，如自卸車、卡車和挖掘機裝載車，將土石方從挖掘現場運送到填方現場。同時，在施工前，需要規劃運輸路線，確保運輸過程中的順暢性和安全性。在此過程中，還應考慮地質條件和交通控制，以減少可能出現的問題。具體數據見表2。

表2 土石方運輸的相關數據表

2.3.3 填方工作

填方工作是將土石方填充到路基位置的過程。在填方工程中，土石方應均勻分布，避免出現堆積或空洞，這就要求填方的層次和坡度應符合設計要求，以保證填方的均勻性。同時，為了提高填方的密實度，通常需要采用振動壓路機或壓實機械，將土石方進行壓實。應注意的是，不同類型的土石方要求不同的壓實度，因此，需要根據設計要求和土石方類型選擇合適的壓實設備。具體數據見表3。

表3 填方工作的相關數據表

通過表3 可以看出，填方工程的施工技術涉及多個方面，包括土方開挖、土石方運輸和填方工作。每個階段都需要精確地進行設備選擇和施工控制，以確保施工的順利進行和項目質量達標。

2.4 質量控制與檢測技術

2.4.1 質量控制

質量控制是確保土石方填筑工程達到設計要求的基礎。在某高速公路第16 合同段的工程中，需要建立一套完善的質量控制體系，包括施工方案、施工程序和質量標準。在具體施工中，應根據工程的實際情況進行調整，以確保工程的質量達標。

1）土方開挖的質量控制。在土方開挖過程中，應根據設計要求和測量數據對挖掘機械的操作進行監控，以確保挖掘的深度和位置準確無誤。同時，應定期檢查和維護挖掘機械，以確保其工作狀態良好。

2）土石方運輸的質量控制。在土石方運輸階段，需要對運輸設備的裝載和卸載過程進行監控，確保土石方的裝載均勻，避免過載和傾倒。此外，在運輸過程中還需要遵循安全規定，確保運輸車輛的安全。

3）填方工程的質量控制。填方工程要求土石方的均勻分布和良好的壓實，因此，施工人員應根據設計要求，控制填方的層次和坡度，并在壓實過程中，結合土石方類型和所選的壓實設備進行質量控制，以確保達到設計要求的壓實度。

2.4.2 檢測技術

檢測技術可以用于驗證土石方填筑工程的質量，以確保工程達到設計要求。在某高速公路第16 合同段的工程中，應采用以下兩種檢測技術。

1）在現場檢測方面，土石方的密實度直接影響路基的承載能力和穩定性。通過現場密實度檢測，施工人員能及時發現并糾正密實度不足或過度的問題，以確保路基的質量。其中，平整度檢測用于檢查填方后路基表面的平整度，以確保路面的平順度滿足設計要求，提高行車的舒適性和安全性。

2） 實驗室檢測通常包括土石方樣品的采集和室內試驗。通過采集樣品，可以進行各種試驗，如含水量的檢測，可以確定土石方中的水分含量； 顆粒分布檢測則用于了解土石方的顆粒分布情況； 抗壓強度測試則用于評估土石方的強度特性。因此，實驗室檢測提供了更加精確和全面的數據，有助于全面了解土石方的物理和力學性質，以確保其質量符合設計標準[2]。

2.5 環境保護與可持續性

1）在生態系統保護與恢復方面，全面的生態評估是關鍵一步。通過生態評估，可以明確施工區域內的生態敏感地帶和珍稀物種分布，有助于規劃施工工序，以減少對生態系統的損害。此外，野生動植物遷移計劃的實施可以有效保護野生動植物免受施工干擾，確保它們的生存安全，可以將其在合適的地方重新引入。同時，采用植被恢復措施，可以減輕施工對土地覆蓋和生態多樣性的不利影響。

2）在土石方施工管理方面，挖土與填方的平衡至關重要。臺背回填的規劃和執行應避免對地下水和周邊土地產生不利影響，同時確保臺背回填材料的來源是可持續的，不會引發生態問題。其中，碎石墊層的選擇應考慮其可持續性，可以采用可再生或可回收的碎石材料，以減少自然資源的消耗，并確保采石場的開發符合環保法規，防止土地的退化和水污染。

3）在施工設備與技術方面，采用低噪聲設備可以減少施工噪聲對附近社區居民的干擾，特別是在夜間或周末。在此過程中，振動控制技術的應用能夠確保振動水平在可接受范圍內，避免對周邊建筑物和地下設施的不利影響。此外，可以選擇清潔能源，如天然氣或電動設備，有助于減少施工期間的空氣污染，維持空氣質量。

3 結語

綜合而言，對高速公路路基土石方填筑施工技術的研究，不僅要關注工程技術的發展，還應注重環境保護與可持續性發展。通過綜合應用上述措施，能夠實現高速公路建設與環境保護的和諧共存。在未來的道路建設項目中，相關人員應更好地平衡交通發展與環境保護之間的關系，以實現預期發展目標。