1、沙漠风积沙高速公路路基施工技术【摘要】随着西部大开发的逐步深入，交通建设也开始逐步跟进。在国家西部地区沙漠面积及数量较多，高速公路不可避免的深入到沙漠地区。通过对沙漠高速公路路基施工工艺、路基防护、路床封层施工工艺的探讨，形成系统的经验，为以后的沙漠高速施工提供借鉴、保证沙漠高速公路施工质量。 【关键词】沙漠风积沙；路基；施工技术 中图分类号：U213.1 文献标识码：A 1、概述 本项目位于新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州的吉木萨尔县及阜康市境内，是新疆首条穿越沙漠高速公路。项目起点于 K452+770，终点设于大黄山幸福路口立交处 K549+168.128，全长 96.54138km，路线在
2、K478+300K516+800 段横穿古尔班通古特沙漠，沙丘多呈西北向310330展开的垄状、链状及少量新月状沙丘。沙丘的比高在 20-50米之间，海拔为 510650 米，多数为固定、半固定沙丘。颜色为淡黄色，矿物成份以石英为主，颗粒比较均一。 风积沙垂直深度在 40m 内，含水率及干密度变化不明显，含水率在 1%左右，干密度在 1.581.62/cm3 之间，相对密度 0.490.60。易溶盐含量低，平均为 0.55%，主要为硫酸盐、亚硫酸盐。 2、工艺原理 风积沙在天然状态下（干燥状态）采用振动锤击法，或含水率增至15%左右（饱和度为 70%）时采用击实法均能达到较高的干密度和较佳密实
3、效果。风积沙干密度在 1.581.62/cm3 之间，在不同密度下的无荷载湿陷系数均较小。在一定压力下的湿陷系数较大，随密度增大，湿陷系数变小，当干密度增至 1.64/cm3 时，湿陷系数可以降至 0.015 以下。当相对密度达到 0.67 以上时砂土即为密实状态，达到 0.7 以上时风积沙基本无湿陷。即相对密度越大，干密度越大，湿陷变形也越小。 风积沙干密度与含水量有着重要影响，但在含水量较小时（10%以下）对干密度影响不大，在干燥状态下具有较好的压实性，对干旱缺水地区，风积沙接近于干燥状态，采用干压法完全可行。风积沙干密度越大，其沉降变形就越小。 3、施工方法 沙漠风积沙施工一般有两种施工
4、方法：水坠法和干压法。本项目沙漠里程较长，周边环境严重缺水，故采用干压法施工。 在沙漠中轮胎式压路机、钢轮压路机易沉陷，采用装载机、履带式推土机分层碾压效果较好。本项目采用装载机、推土机分层碾压合格后再用双钢轮压路机进行收平。 3.1 施工工艺 通过工程实践，结合本地自然因素，由于风积沙在装料、布料、整平过程中水分挥发快，填筑整平后较为松散，且附近水源极为匮乏，在施工作业面洒水较为困难，导致一般压路机很难进行碾压作业，故采用推土机在天然含水量情况下进行碾压。 基底清理测量放线原地表处理推送填料整平、摊铺填料推土机稳压推土机终压质量检测进行下一层施工。 3.2、风积沙路基施工 3.2.1、测量放
5、线 首先放出路基的中心线，每 20m 一桩，然后在路基两侧适当的位置进行放桩。再根据每填筑层顶标高放出每层风积沙填筑的边线。边线采用竹竿控制，每 20m 一桩，桩上插红色三角测量旗帜。竹竿长度一般为300cm 左右，上面间隔 50cm 涂刷红、白漆。 3.2.2、风积沙运输 由于风积沙较为松散，作为路段填料运输不方便，由于风积沙地区重车不能行走，只有履带式机械及装载机才能行走，所以风积沙的运输成为风积沙填筑的难点，我项目目前采自卸车、装载机、推土机、挖掘机相配合的方式进行风积沙运输。 3.2.3、风积沙填方 沙漠地段风积沙填筑首先修筑施工便道，便道采用砾石土修筑，一般按 50cm 厚铺设，每
6、200m 设置一便道错车加宽段，加宽长度为 20m。 风积沙填方段，清表完成以后，进行填筑，填料由风积沙挖方段取用，采用自卸车进行运输，运输到填筑部位后，自卸车卸料与便道边，装载机配合推土机将料运输到路基填方段，进行路基填筑。 (1)半挖半填路段：以最低点为准，按层厚要求用彩旗表处范围及层铺高速，推土机将风积沙推入该区域后进行碾压，碾压合格后，进行下一层的施工，多余风积沙外运。 (2)填方路基段：修筑便道进入填方作业区，用自卸车将风积沙运输至该处，装载机与推土机根据标杆层铺要求进行摊铺，推土机进行碾压，碾压合格后，进行下一层施工。 3.2.4、风积沙挖方 风积沙挖方段施工，采用挖掘机、装载机进
7、行开挖，自卸车拉运。如果挖方段两侧为填方段，那么挖方段施工全部采用推土机，将挖方段风积沙分层推至填方段，进行风积沙填筑。 3.2.5、虚铺厚度 风积沙的压实工艺与传统路基填料的压实工艺有明显的不同，风积沙的压实主要采用 T140 以上推土机进行碾压，传统的压路机碾压方法对风积沙压实效果不太明显。我项目采用大型推土机碾压，一般虚铺厚度控制在 50cm 左右。虚铺厚度的控制方法采用边桩竹竿挂线的方法。 3.2.6、高程测量 现场施工时，以原地面压实后的高程作为原始高程。由于风积沙施工后，表面风积沙因失水后松散现象严重，对每层风积沙均要进行高程检测没有必要，也没有意义。一般情况下，风积沙路基每填筑
8、3 层进行高程检测和核实每层的填筑厚度。同时进行中线偏位的检测，以便在施工过程中随时纠正中线偏差。 3.2.7、路基压实 施工机械应选择在沙漠中能自由行走的机械，如履带推土机、装载机。 天然含水状态下碾压压实工艺适用于推土机在天然含水状态下分层碾压。 在摊铺、整平好的路基上先用推土机纵向稳压，稳压时从路基边缘向内侧逐轮碾压，碾压时轮迹重叠宽度不小于 1/2 单轮宽度，单轮轮迹布满一个作业面为一遍，一般需要稳压 3 遍。 然后再使推土机沿路基横向进行复压，一般复压 2 遍就可以达到94%，达到压实度要求。 3.2.8、压实度检测 压实度检测对天然含水量条件下采用普通环刀法，压实度取样应在每层距顶
9、面 15cm 以下，当环刀打入砂层时，先加顶盖后取环刀，以防顶面砂子漏出影响精度，测定试样含水量时不能用酒精法，应将试样全部放入烘箱内烘干。 3.3、路基防护 3.3.1、路基包边防护 沙漠路段路堤边坡采用 1:4 边坡，边坡采用推土机由边坡下向边坡上成型，成型后及时进行 30cm 厚砾石包边土护坡，防止成型后的路基由于风蚀严重而重新进行帮宽。 3.3.2、临时防护 风积沙地区路基施工，若当地风力较强或需在风季施工时，应采取临时防护措施，对设计的永久防护工程，如材料运输有困难，需等通车后进行，可采取临时防护措施，凡当日不能完工的地段，可对其坡面或坡肩加以覆盖，并用小木桩将覆盖的草席等钉牢，或用
10、石块压牢。 3.3.3、工程防沙措施 防沙工程本着“因地制宜、就地取材、因害设防、综合治理”的原则，应注意保护施工区域的天然植被，工程建设和防沙治沙应同步进行，我项目采用芦苇草方格、阻沙栅栏进行路基挖方段固沙。 1)待路基边坡验收完成后根据图纸放防护轮廓线，草方格格状规格为 1mx1m。 2)草方格芦苇用量为 1.2kg/每方格（两个长 1.0m 的边）;栅栏芦苇用量为 2kg/每延米，草方格芦苇长 70cm，对折后埋入地下 15cm，外露20cm。施工工艺为：芦苇长 70cm，规划好扎芦苇草方格的位置后，材料中心线应落于位置线上，再脚踏平头铁锹将其插入设计要求深度（平头铁锹不得破坏芦苇草）
11、。 3)栅栏为空隙率 30%的疏透型芦苇栅栏，苇排中间设苇腰，并固定于每 3m 间距一根的 150cm 长木棍上（钉入 50cm，外露 100cm）,芦苇栅栏埋入沙中 20cm，沙面以上 130cm。 4)在施工过程当中阻沙芦苇栅栏应根据地形做相应调整。 5)在施工完成后，现场废料必须清理干净以防止污染路基填料。 3.4、路床封层施工 3.4.1、铺设土工布及施工 30cm 砂砾 当路基填筑到上路床后，应铺设长丝机制土工布，土工布上面再进行 30cm 厚砾石土填筑。 土工布采用长丝机制土工布，土工布铺设前用平地机精平，双钢轮压路机碾压整平，消除推土机履带印，保证土工布铺设平展。幅宽根据路面宽度
12、而定，采用缝纫机缝制、搭接或粘合，一般采用 24m 幅宽，幅长以每卷 5001000m 为宜。 为防止风积沙路基风蚀现象，当路基施工完成后，应马上进行砾石土包边的施工，并对风积沙路基填筑的边坡进行正式防护。 3.4.2、土工布铺设 1)路基路床第二层精平后，将土工布按设计幅宽沿边线纵向铺开，每次展铺长度 100500m，可用人力或沙漠车等牵引展铺，展铺后严禁非作业设备在其上行驶。 2)土工布应张紧拉平。为防止被风掀起，可在边缘搭接处撒少许风积沙或天然砂砾压住。 3)相邻两幅土工布，搭接宽度30cm，纵向搭接长度50cm。并用尼龙绳每隔 2m 做一绑扎。 4)对铺好的土工布必须在当日用底基层结构
13、材料覆盖。 5)施工期间，现场未用完的土工布应尽快遮盖，日照时间不得超过36h。 3.4.3、路基包边防护及上封层 土工布铺设完成后，及时进行土工布上 30cm 厚砾石土封层及包边土护坡，防止成型后的路基由于风蚀严重而重新进行帮宽。 封层填筑根据现场情况采取横断面全宽纵向分层填筑方式。每1015m 插杆挂线，控制路床顶标高。 自卸汽车按标点卸料，以便控制松铺厚度。为保证边坡压实质量，填筑时路基两侧各加宽 50cm。不同土质的填料不得混填。 采用推土机摊铺粗平，平地机精平，每一层做成向两侧 24%横坡以利排水。 进行含水量检测，控制在最佳含水量2%范围内，再进行碾压。 碾压时，直线段先两侧后中间
14、，曲线地段先内侧后外侧，先慢后快，先静压后振压。直线进退，相邻纵向碾压轨迹重叠 1/3，各区段交接处互相重叠压实，搭接长度不小于 2m。 振动压路机行驶速度不大于 4km/h。 采用灌砂法进行压实度的测定，自检合格后报监理工程师复检。监理工程师签认后再填筑下一层。 4、注意事项 风沙地区路基分段完成后，特别要注意成品保护。应及时按设计完成路基表面防护，经常注意洒水养护等。严禁车辆在路基上行驶。 路基成型后当年不进行路面基层施工时，要在路床顶面铺一层粗粒土或砾卵石最为临时封层，防止风积沙填料被风吹走。 做好排水设施，保证路基、路床不受雨水冲刷。对路堤和路堑边坡应采取有效措施，做到边施工边养护。 5、总结 本项目已经交验，试通车后未发生路基下沉、路面开裂、桥台跳车等质量通病，未发生沙漠侵蚀公路现象。采用风积沙填筑路基，节省填料 178.9 万方，降低了施工成本约 4595.9 万元，节约了社会资源消耗达到了节能减排目标，同时建设了取、弃土场，保护了新疆沙漠脆弱的生态。经济及社会效益巨大。 参考文献 1 JTG F80/12004，公路工程质量检验评定标准S. 2 JTJ0342000，公路路面基层施工技术规范S.
