浅谈高速公路红砂岩路基施工技术与质量控制

黄际富 黄琪

摘要：本文是作者结合高速公路红砂岩施工中的经验，从填筑、爆破、施工工艺等各方面简要阐述高速公路红砂岩路基施工技术与质量控制。

关键词：红砂岩高速公路 施工技术质量控制

前言

红砂岩因矿物成分和胶结物质的差异而强度变化很大，而且在大气环境或干湿循环作用下，岩块可崩解成土，甚至泥化，其颗粒软化，强度降低，工程性质很差。因此红砂岩作为路用材料容易造成路基沉陷，导致路面开裂等不良工程现象，本文结合高速公路红砂岩的施工经验，从填筑、爆破、施工工艺等各方面简要阐述高速公路红砂岩路基施工技术与质量控制。

一、工程概括

我公司承建的该段市石吉高速公路是国家规划的重点干线公路的重要组成部分。起止桩号为K110+110～K116+960，路线全长5.85km，其中路基长4.95 km，路基填土方25.3万m3；填石方50.3万m3，沿线为剥蚀丘陵及丘陵间冲洪积沟谷地貌，地势略有起伏，水系在低山丘陵区呈树枝状，河谷深切，岸坡陡峭，断面呈V字型，水流湍急，山间盆地区河谷相对开阔，低微丘陵区植被发育。大部分为高填路基，其中K111+580处填土高度达18米。填筑材料全部为红砂岩。

二、施工相关技术及质量控制要点

1、控制爆破，确保填料粒径符合填筑要求

由于红砂岩特殊的物理和化学性质，现场中厚薄层参杂且泥质粉砂岩和硅钙质红砂岩互层，并且路基中心最大挖深近20m，坡脚至坡顶的最大长度约90m。用普通爆破法在这种特殊的红砂岩地段爆破，大块率（粒径>25cm）高达30～50％，远远满足不了施工中岩石粒径不大于25cm的要求。高比例的大块率，不但影响路基填筑质量，而且也影响施工安全、费用和进度；同时，用普通爆破法在临边坡进行爆破时，对边坡的破坏比较大，极易导致边坡表面滑移或局部失稳，给该路段长久、安全、有效地运行埋下事故隐患。

由于红砂岩为软岩石路基材料，我部考虑到工程地质和水文地质情况，在开挖中，以小型松动爆破为主。对石质挖方边坡采用小炮爆破，对风化严重节理发育的岩层采用小炮微差爆破。

1.1爆破技术方案

钻孔工作是凿岩爆破中主要工序之一，在整个爆破过程中所占的时间比例最大，为提高钻孔的效率，采用了外径80～120mm的潜孔钻机。

石方爆破的关键就是保证出渣的片石小于25×25cm，用作填料的一、二类红砂岩爆破采用小型及松动爆破，通过爆破试验确定了炮眼孔距与深度，一般孔距不宜大于1米，不作填料的不受限制。起爆破器材采用毫秒微差电雷管导爆索起爆系统，每立方米的炸药用量0.50kg/m3，1.06节雷管。

1.2施工工艺

①在地面上准确放出炮眼（井）位置，竖立标牌，标明孔井号，深度，装药量。

②用推土机配合爆破，创造临空面，使最小抵抗线方向面向回填方向。

③炮眼按其深度，采用潜孔钻钻孔，炮眼布置在整体爆破时采用“梅花型”。

④采用预裂爆破技术，光面爆破技术和排眼毫秒爆破技术，减少冲击波影响，降低石料大块率，以减少二次破碎，利于装运和填方。

⑤装药前布好警戒，选择好通行道路，认真检查炮孔，吹净残渣，排除积水，做好爆破器材的防水保护工作，雨季或有地下水时，采用乳化防水炸药,装药分单层、分层装药。 光眼装药后用木杆捣实，填塞粘土，填塞时要注意保护起爆线路。

⑥红砂岩粒径比较大采用崩解处理或二次爆破.崩解处理的具体方法如下:将爆破出来的红砂岩填料不加掩盖的裸露于大气,阳光和雨水中,在这些因素的作用下,红砂岩迅速风化崩解,强度急剧降低,活性迅速消除。

2、填筑碾压

2.1 填前碾压

路堤填筑前，要进行填前碾压，即改造地形、清除表土及地面附着物，并将原地面碾压至要求的密实度。

2.2 布料

上料前必须在边线位置处采用花杆挂线，要求花杆长度为2米，红白相间格长40cm，纵向间距为20米。首先在路基两侧坡脚线内用粘土包边，以防雨水对己成形红砂岩的侵蚀及冲刷。粘土宽度为2米，作成向内的横坡度，以保证边线处粘土得到充分压实。填筑时现场安排好运输路线，料厂预崩解处理的红砂岩填料运到填方段后，专人指挥卸料，每4m×4m方格网内卸一车，用推土机粗平，严格按照花杆刻度控制松铺厚度。根据填筑厚度及作业面积，计算上料数量，用自卸车将填筑料按方格网均匀堆放在路基上，控制每车料的数量为6m3并尽可能相等，这样可以控制每层填料松铺厚度不大于40cm。施工中避免将不同类型的红砂岩同层填筑，对于填料中少量的大块硬质岩，对其剔除或破碎，以确保路基压实的均匀性。

2.3 耙压、整平

经过预崩解处理的红砂岩填料运到填方段后，卸料后采用D85的三齿推土机、勾松，“耙压”四遍，未经料场崩解处理的红砂岩至填方路段后，相应的“耙压”遍数应增加一倍。

2.4 碾压

第一步：用D85推土机推平并耙压2遍后，再用40T自行式与60T拖式羊足碾结合的碾压方式，先用60T拖式羊足碾振压2遍，从两边向中部碾压，行驶速度控制在2km／h左右，将大颗粒压碎，再采用40t羊足碾绕60T羊足碾未能碾压的边部振压2遍，行驶速度控制在2km／h左右。

第二步：用D85推土机再耙压2遍，之后用60T拖式羊足碾振压2遍，从两边向中部碾压，行驶速度控制在2km／h左右，最后用40t羊足碾绕60T羊足碾未能碾压的边部振压2遍。

通过前两步基本可以保证岩石粒径控制在25cm以内，之后进行第三步工序。

第三步：进行平地机精平,后才用YZl8型压路机不振动情况静压1遍，之后在振动碾压3遍，行驶速度控制在2km／h左右，压实时的操作要求，从两侧路基边沿向路中推进；压路机碾压轮重叠不小于40～50cm。压路机的碾压速度对路堤的压实有显著的影响，先慢后快，当铺层厚度不变时，控制在2km/h左右。 达到无漏压、无死角、确保压实均匀。

2.5 含水量控制

在碾压前要检测含水量，红砂岩填料在碾压前含水量应控制在最佳含水量±1％范围。对完成路段采用灌砂法进行压实度检测，含水量用洒精燃烧法或烘干法测试。施工中路拱横坡采用4％。遇雨或雨后，施工表面不干时，不准开放交通，雨后进行施工，下层填方要重新压实，符合要求，才能继续施工。在下一层填筑前，将己完工的路基用羊角碾重新振压一遍，形成凹凸面，以保证上下层面间的联结。

2.6压实质量控制

红砂岩路基压实度试验检测比较困难，考虑到施工中的技术要求及实际情况，我们采用了压实度试验与外观检查对比的方法，同时采用压实沉降差作为参考值：

①灌砂法和水袋法检测压实度时如遇到大石块，则此试验点位弃置不用，重新选点试验。

②外观检查：要求表面平整密实，无空隙、松石、坑洼及大的石块存在，50t以上压路机振压后无明显轮迹。

③压实沉降差法：在路基上用随机取样的方法布设观测点，测其高程，然后再用拖式50t压路机加振一遍观测其高程计算出沉降量。

施工中采用压实沉降差进行压实检测，首先在压实后的填石路堤纵向布点，点位间距离8m左右，横向间距视现场情况而定，在布好的点位上用油漆做醒目的标记，用水准仪测量测点高程，准备一块20×20cm的钢质垫块，垫块中央有一个半球形突出点，在测量时，将垫块放置在测点上，水准尺放在垫块突出点上进行测量。然后用60T拖式羊足碾作碾压检测（碾压参数：车速2.0km/h，频率30Hz）。然后用水准仪检测各测点高程，各测点在碾压前后的高差就是测点的压实沉降差。压实沉降差单点值应小于5mm，检测频率为每2000m2 检测12点。在压实面积不足200m2时，至少检测4点，检测不合格的要求继续进行碾压处理，直到满足要求。

三、加强组织管理

加强对原材料的质量检验、试验，质量必须100%合格。施工中按方案及技术交底施工，分工明确、责任落实到人，加强计量监测工作，定时检查并做好记录。配备所需要的劳动力及机械设备，每班按机械设备的数量分成小组，定人定岗，接班人员必须提前半小时来到施工点。接班人员未到，交班人员严禁离开岗位，交班的同时要交质量。

四、结束语

本标段通过以上施工技术控制，圆满的完成了施工任务，其施工质量得到了业主和有关质量部门的好评。

参考文献：

1、胡新民、廖汉城，《基于红砂岩工程特征的路用研究》，筑路机械与施工机械化，2004.10

2、杨枫，《红砂岩填筑高速公路的机械施工》，筑路机械与施工机械化，2006.23