2009年二級建造師《公路工程管理與實務》精講(1)

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2B310000 公路工程施工技術
     本章全面深入地介紹了公路路基工程、路面工程、橋梁工程、隧道工程及交通工程中的概念、結(jié)構(gòu)類型及常用施工技術。要求在重點掌握上述公路工程基本技術知識的基礎上,熟悉和了解公路工程的一些新技術、新材料和新工藝。
    2B311000 路基工程
    2B311010 路基施工技術
    2B311011 掌握路基類型
     一、一般路基干濕類型
     路基的干濕類型表示路基在最不利季節(jié)的干濕狀態(tài),分為干燥、中濕、潮濕和過濕四類。原有公路路基的干濕類型,可以根據(jù)路基的分界相對含水量或分界稠度劃分;新建公路路基的干濕類型可以用路基臨界高度來判別。
     二、特殊路基類型
     特殊路基主要有軟土地區(qū)路基、滑坡地段路基、巖坍與巖堆地段路基、泥石流地區(qū)路基、巖溶地區(qū)路基、多年凍土地區(qū)路基、黃土地區(qū)路基、膨脹土地區(qū)路基、鹽漬土地區(qū)路基、沙漠地區(qū)路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基等。
     (1)軟土地區(qū)路基:以飽水的軟弱黏性土沉積為主的地區(qū)稱為軟土地區(qū)。軟土包括飽水的軟弱黏性土和淤泥。在軟土地基上修建公路時,容易產(chǎn)生路堤失穩(wěn)或沉降過大等問題。我國沿海、沿湖、沿河地帶都有廣泛的軟土分布。
     (2)滑坡地段路基:滑坡是指在一定的地形地質(zhì)條件下,由于各種自然的和人為的因素影響,山坡的不穩(wěn)定土(巖)體在重力作用下,沿著一定的軟弱面(帶)作整體的、緩慢的、間歇性的滑動變形現(xiàn)象?;掠袝r也具有急劇下滑現(xiàn)象。
     (3)膨脹土地區(qū)路基:膨脹土系指土中含有較多的黏粒及其他親水性較強的蒙脫石或伊利石等黏土礦物成分,且有遇水膨脹,失水收縮的特點,是一種特殊膨脹結(jié)構(gòu)的黏質(zhì)土。多分布于全國各地二級及二級以上的階地與山前丘陵地區(qū)。
    2B311012掌握原地基處理要求
     一、原地基處理原則
     (1)原地基處理應按照設計要求精心施工,在確保工程質(zhì)量的原則下,因地制宜,合理利用當?shù)夭牧虾凸I(yè)廢料。
    (2)原地基處理除執(zhí)行施工技術規(guī)范的規(guī)定外,還應符合國家及部頒有關標準、規(guī)范規(guī)定,遵守國家有關法規(guī)。
    (3)原地基處理應節(jié)約用地,保護耕地和農(nóng)田水利設施,保護生態(tài)環(huán)境。
    二、 原地基處理要求
     (1)路基用地范圍內(nèi)的樹木、灌木叢等均應在施工前砍伐或移植清理,砍伐的樹木應移置于路基用地之外,進行妥善處理。
     (2)路堤修筑范圍內(nèi),原地面的坑、洞、墓穴等,應用原地土或砂性土回填,并按規(guī)定進行壓實。
     (3)原地基為耕地或松土時,應先清除有機土、種植土、草皮等,清除深度應達到設計要求,一般不小于15cm,平整后按規(guī)定要求壓實。
     (4)基底原狀土的強度不符合要求時,應進行換填,換填深度,應不小于30cm,并予以分層壓實到規(guī)定要求。
     (5)基底應在填筑前進行壓實。高速公路、一級公路、二級公路路堤基底的壓實度應符合原設計要求,當路堤填土高度小于路床厚度(80cm)時,基底的壓實度不宜小于路床的壓實度標準。
     (6)當路堤基底橫坡陡于1:5時,基底坡面應挖成臺階,臺階寬度不小于lm,并予以夯實。
    211311013掌握路基填料的選擇
     用于公路路基的填料要求挖取方便,壓實容易,強度高,水穩(wěn)定性好。其中強度要求是按CBR值確定,應通過取土試驗確定填料最小強度和粒徑。
     一、土石材料
     巨粒土,級配良好的礫石混合料是較好的路基填料。
     石質(zhì)土,如碎(礫)石土,砂土質(zhì)碎(礫)石及碎(礫)石砂(粉?;蝠ちM?,粗粒土中的粗、細砂質(zhì)粉土,細粒土中的輕、重粉質(zhì)黏土都具有較高的強度和足夠的水穩(wěn)定性,屬于較好的路基填料。
     砂土可用作路基填料,但由于沒有塑性,受水流沖刷和風蝕時易損壞,在使用時可摻入黏性大的土;輕、重黏土不是理想的路基填料,規(guī)范規(guī)定液限大于50、塑性指數(shù)大于26的土,以及含水量超過規(guī)定的土,不得直接作為路堤填料,需要應用時,必須采取滿足設計要求的技術措施(例如含水量過大時加以晾曬),經(jīng)檢查合格后方可使用;粉性土必須摻入較好的土體后才能用作路基填料,且在高等級公路中,只能用于路堤下層(距路槽底0.8m以下)。
     黃土、鹽漬土、膨脹土等特殊土體不得以必須用作路基填料時,應嚴格按其特殊的施工要求進行施工。淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草物皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽質(zhì)的土不得用作路基填料。
     二、工業(yè)廢渣
     滿足要求(最小強度CBR、粒徑、有害物質(zhì)含量等)或經(jīng)過處理之后滿足要求的煤渣、高爐礦渣、鋼渣、電石渣等工業(yè)廢渣可以用作路基填料,但在使用過程中應注意避免造成環(huán)境污染。
    2B311014掌握填方路基施工技術
     一、土方路堤施工技術
     1.土方路堤填筑施工工藝流程。
     2.土方路堤操作程序:取土一運輸一推土機初平—平地機整平一壓路機碾壓。
     3.土方路堤填筑作業(yè)常用推土機、鏟運機、平地機、挖掘機、裝載機等機械按以下幾種方法作業(yè)。
     (1)水平分層填筑法:填筑時按照橫斷面全寬分成水平層次,逐層向上填筑。是路基填筑的常用方法。
     (2)縱向分層填筑法:依路線縱坡方向分層,逐層向上填筑。常用于地面縱坡大于12%,用推土機從路塹取料填筑,且距離較短的路堤。缺點是不易碾壓密實。
     (3)橫向填筑法:從路基一端或兩端按橫斷面全高逐步推進填筑。填土過厚,不易壓實。僅用于無法自下而上填筑的深谷、陡坡、斷巖、泥沼等機械無法進場的路堤。
     (4)聯(lián)合填筑法:路堤下層用橫向填筑而上層用水平分層填筑。適用于因地形限制或填筑堤身較高,不宜采用水平分層法或橫向填筑法自始至終進行填筑的情況。單機或多機作業(yè)均可,一般沿線路分段進行,每段距離以20~40m為宜,多在地勢平坦,或兩側(cè)有可利用的山地土場的場合采用。
     4.施工一般技術要領:
     (1)必須根據(jù)設計斷面,分層填筑、分層壓實。
     (2)路堤填土寬度每側(cè)應寬于填層設計寬度,壓實寬度不得小于設計寬度,最后削坡。
     (3)填筑路堤宜采用水平分層填筑法施工。如原地面不平,應由最低處分層填起,每填一層,經(jīng)過壓實符合規(guī)定要求之后,再填上一層。
     (4)原地面縱坡大于12%的地段,可采用縱向分層法施工,沿縱坡分層,逐層填壓密實。
     (5)山坡路堤,地面橫坡不陡于1:5且基底符合規(guī)定要求時,路堤可直接修筑在天然的土基上。地面橫坡陡于l:5時,原地面應挖成臺階(臺階寬度不小于lm),并用小型夯實機加以夯實。填筑應由最低一層臺階填起,并分層夯實,然后逐臺向上填筑,分層夯實,所有臺階填完之后,即可按一般填土進行。
     (6)高速公路和一級公路,橫坡陡峻地段的半填半挖路基,必須在山坡上從填方坡腳向上挖成向內(nèi)傾斜的臺階,臺階寬度不應小于lm。
     (7)不同土質(zhì)混合填筑路堤時,以透水性較小的土填筑于路堤下層時,應做成4%的雙向橫坡;如用于填筑上層時,除干旱地區(qū)外,不應覆蓋在由透水性較好的土所填筑的路堤邊坡上。
     (8)不同性質(zhì)的土應分別填筑,不得混填。每種填料層累計總厚度不宜小于0.5m。
     (9)凡不因潮濕或凍融影響而變更其體積的優(yōu)良土應填在上層,強度較小的土應填在下層。
     (10)河灘路堤填土,應連同護道在內(nèi),一并分層填筑??赡苁芩筒糠值奶盍希瑧x用水穩(wěn)性好的土料。
     二、填石路基施工技術
     1.填料要求:石料強度(飽水試件極限抗壓強度)要求不小于15MPa,風化程度應符合規(guī)定,粒徑不易大于層厚的2/3。在高速公路及一級公路填石路堤路床頂面以下50cm范圍內(nèi),填料粒徑不得大于10cm,其他等級公路填石路堤路床頂面以下30cm范圍內(nèi),填料粒徑不得大于15cm。
     2.填筑方法:豎向填筑法、分層壓實法、沖擊壓實法和強力夯實法。
     (1)豎向填筑法(傾填法)主要用于二級及二級以下且鋪設低級路面的公路在陡峻山坡施工特別困難或大量爆破以挖作填路段,以及無法自下而上分層填筑的陡坡、斷巖、泥沼地區(qū)和水中作業(yè)的填石路堤。該方法施工路基壓實、穩(wěn)定問題較多。
     (2)分層壓實法(碾壓法)是普遍采用并能保證填石路堤質(zhì)量的方法。該方法自下而上水平分層,逐層填筑,逐層壓實。高速公路、一級公路和鋪設高級路面的其他等級公路的填石路堤采用此方法。填石路堤將填方路段劃分為四級施工臺階、四個作業(yè)區(qū)段、八道工藝流程進行分層施工。四級施工臺階是:在路基面以下0.5m為第1級臺階,0.5~1.5m為第2級臺階,0.5~3.0m為第3級臺階,3.0m以下為第4級臺階。四個作業(yè)區(qū)段是:填石區(qū)段、平整區(qū)段、碾壓區(qū)段、檢驗區(qū)段。施工中填方和挖方作業(yè)面形成臺階狀,臺階間距視具體情況和適應機械化作業(yè)而定,一般長為100m左右。填石作業(yè)自最低處開始,逐層水平填筑,每一分層先是機械攤鋪主骨料,平整作業(yè)鋪撒嵌縫料,將填石空隙以小石或石屑填滿鋪平,采用重型振動壓路機碾壓,壓至填筑層頂面石塊穩(wěn)定。
     石方填筑路堤8道工藝流程是:施工準備、填料裝運、分層填筑、攤鋪平整、振動碾壓、檢測簽認、路基成型、路基整修。
     (3)沖擊壓實法利用沖擊壓實機的沖擊碾周期性大振幅低頻率地對路基填料進行沖擊,壓密填方;強力夯實法用起重機吊起夯錘從高處自由落下,利用強大的動力沖擊,迫使巖土顆粒位移,提高填筑層的密實度和地基強度。
     強力夯實法簡要施工程序:填石分層強夯施工,要求分層填筑與強夯交叉進行,各分層厚度的松鋪系數(shù),第一層可取1.2,以后各層根據(jù)第一層的實際情況調(diào)整。每一分層連續(xù)擠密式夯擊,夯后形成夯坑,夯坑以同類型石質(zhì)填料填補。由于分層厚度為4—5m,填筑作業(yè)采用堆填法施工,裝運用大型裝載機和自卸汽車配合作業(yè),鋪筑時用大型履帶式推土機攤鋪和平整,夯坑回填也用推土機完成,每層主夯和面層的主夯與滿夯由起重機和夯錘實施,路基面需要用振動壓路機進行最后的壓實平整作業(yè)。
     強夯法與碾壓法相比,只是夯實與壓實的工藝不同,而填料粒徑控制、鋪填厚度控制都要進行,強夯法控制夯擊擊數(shù),碾壓法控制壓實遍數(shù),機械裝運攤鋪平整作業(yè)完全一樣,強夯法需要進行夯坑回填
    三、土石路堤施工技術
     1.填料要求:石料強度大于20MPa時,石塊的粒徑不得超過壓實層厚的2/3;當石料強度小于15MPa時,石料粒徑不得超過壓實層厚,超過的應打碎。
     2.填筑方法:土石路堤不得采用傾填方法,只能采用分層填筑,分層壓實。當土石混合料中石料含量超過70%時,宜采用人工鋪填;當土石混合料中石料含量小于70%時,可用推土機鋪填,層厚40cm。
     四、高填方路堤施工技術
     水田或常年積水地帶,用細粒土填筑路堤高度在6m以上,其他地帶填土或填石路堤高度在20m以上時,稱為高填方路堤。高填方路堤應采用分層填筑、分層壓實的方法施工,每層填筑厚度根據(jù)所采用的填料決定。
     五、粉煤灰路堤施工技術
     粉煤灰路堤可用于高速公路。凡是電廠排放的硅鋁型低鋁粉煤灰都可作為路堤填料。由于是輕質(zhì)材料,粉煤灰的使用可減輕土體結(jié)構(gòu)自重,減少軟土路堤沉降,提高土體抗剪強度。
     粉煤灰路堤一般由路堤主體部分、護坡和封頂層,以及隔離層、排水系統(tǒng)等組成,其施工步驟主要有基底處理、粉煤灰儲運、攤鋪、灑水、碾壓、養(yǎng)護與封層。
     六、結(jié)構(gòu)物處的回填施工技術
     (一)一般規(guī)定
     1.填土長度:一般在頂部為距翼墻尾端不小于臺高加2m,底部距基礎內(nèi)緣不小于2m;拱橋臺背不少于臺高的3-4倍;涵洞兩側(cè)填土長度不少于孔徑的2倍及高出涵管頂1.5m;擋土墻墻背回填部分頂部不少于墻高加2m,底部距基礎內(nèi)緣不小于2m。
    填土高度:從路堤頂面起向下計算,在冰凍區(qū)一般不應小于2.5m,無冰凍地區(qū)到高水位處,均應填以滲水性土,其余部分可用與路堤相同的土填筑,并在其上設橫向排水盲溝或鋪向外傾斜的黏土或膠泥層。
     2.橋涵等構(gòu)造物處填土前,應完成臺前防護工程及橋梁上部結(jié)構(gòu)。
     3.結(jié)構(gòu)物處的回填,一般要到基礎混凝土或砌體的水泥砂漿強度達到設計強度的70%以上時才能填筑。
     4.填筑時,與路基銜接處填方區(qū)內(nèi)的坡形地面做成臺階或鋸齒形。
     5.橋臺臺背填土應與錐坡同時進行。
     (二)填料要求
     結(jié)構(gòu)物處的回填材料應滿足一般路堤填料的要求,優(yōu)先選用挖取方便、壓實容易、強度高的透水性材料,如石質(zhì)土、砂土、砂性土。禁止使用搗碎后的植物土、白堊土、硅藻土、腐爛的泥炭土。黏性土不可用于高等級公路,在摻入小劑量石灰等穩(wěn)定劑進行處理后可用于低等級公路結(jié)構(gòu)物處的回填。
    2B311015掌握挖方路基施工技術
     一、路塹施工工藝流程
     二、土質(zhì)路塹施工技術
     路塹的開挖方法根據(jù)路塹深度、縱向長短及現(xiàn)場施工條件,有橫向挖掘法、縱向挖掘法和混合式挖掘法等幾種基本方法。
     橫向挖掘法包括適用于挖掘淺且短的路塹的單層橫向全寬挖掘法和適用于挖掘深且短的路塹的多層橫向全寬挖掘法;縱向挖掘法具體方法有分層縱挖法、通道縱挖法、分段縱挖法;混合式挖掘法為多層橫向全寬挖掘法和通道縱挖法混合使用。
     (2)推土機開挖土質(zhì)路塹作業(yè):
     推土機具有操作靈活、運轉(zhuǎn)方便、所需土作場地小、短距離運土效率高等特點,既可獨立作業(yè),也可配合其他機械施工,帶松土器的推土機還可進行松土作業(yè),因此是土方路塹施工中最常用的機械之一。推土機開挖土方作業(yè)由切土、運上、卸土、倒退(或折返)、空回等過程組成一個循環(huán)。影響作業(yè)效率的主要因素是切土和運土兩個環(huán)節(jié)。因此,必須以最短的時間和距離切滿土,并盡可能減少土在推運過程中散失。推土機開挖土質(zhì)路塹作業(yè)方法與填筑路基相同的有下坡推土法、槽形推土法、并列推土法、接力推土法和波浪式推土法。另有斜鏟推土法和側(cè)鏟推土法。
     (3)公路工程施工中以單斗挖掘機最為常見,而路塹土方開挖中又以正鏟挖掘機使用最多。正鏟挖掘機挖裝作業(yè)靈活,回轉(zhuǎn)速度快,工作效率高,特別適用于與運輸車輛配合開挖土方路塹。正鏟工作面的高度一般不應小于1.5m,否則將降低生產(chǎn)效率,過高則易塌方,損傷機具。其作業(yè)方法有側(cè)向開挖和正向開挖。
    三、石質(zhì)路塹施工技術
    (一)基本要求
     在開挖程序確定之后,根據(jù)巖石條件、開挖尺寸、工程量和施工技術要求,通過方案比較擬定合理的方式。其基本要求是:保證開挖質(zhì)量和施工安全;符合施工工期和開挖強度的要求;有利于維護巖體完整和邊坡穩(wěn)定性;可以充分發(fā)揮施工機械的生產(chǎn)能力;輔助工程量少。
     (二)開挖方式
     1.鉆爆開挖:是當前廣泛采用的開挖施工方法。有薄層開挖、分層開挖(梯段開挖)、全斷面一次開挖和特高梯段開挖等方式。
     2.直接應用機械開挖:該方法沒有鉆爆工序作業(yè),不需要風、水、電輔助設施,簡化了場地布置,加快了施工進度,提高了生產(chǎn)能力。但不適于破碎堅硬巖石。
     3.靜態(tài)破碎法:將膨脹劑放入炮孔內(nèi),利用產(chǎn)生的膨脹力,緩慢的作用于孔壁,經(jīng)過數(shù)小時至24h達到300~500MPa的壓力,使介質(zhì)裂開。
     (三)石質(zhì)路塹爆破施工方法
     1.常用爆破方法
     (1)光面爆破:在開挖限界的周邊,適當排列一定間隔的炮孔,在有側(cè)向臨空面的情況下,用控制抵抗線和藥量的方法進行爆破,使之形成一個光滑平整的邊坡。
     (2)預裂爆破:在開挖限界處按適當間隔排列炮孔,在沒有側(cè)向臨空面和最小抵抗線的情況下,用控制藥量的方法,預先炸出一條裂縫,使擬爆體與山體分開,作為隔震減震帶,起保護和減弱開挖限界以外山體或建筑物的地震破壞作用。
     (3)微差爆破:兩相鄰藥包或前后排藥包以毫秒的時間間隔(一般為15~75ms)依次起爆,稱為微差爆破,亦稱毫秒爆破。多發(fā)一次爆破采用毫秒雷管。當裝藥量相等時其優(yōu)點是:可減震1/3~2/3左右;前發(fā)藥包為后發(fā)藥包開創(chuàng)了臨空面,從而加強了巖石的破碎效果;降低多排孔一次爆破的堆積高度,有利于挖掘機作業(yè);由于逐發(fā)或逐排依次爆破,減少了巖石夾制力,可節(jié)省炸藥20%,并可增大孔距,提高每米鉆孔的炸落方量。炮孔排列和起劁匝序,根據(jù)斷面形狀和巖性。多排孔微差爆破是淺孔深孔爆破發(fā)展的方向。
     (4)定向爆破:利用爆破能將大量土石方按照指定的方向,搬移到一定的位置并堆積成路堤的一種爆破施工方法,稱為定向爆破。它減少了挖、裝、運、夯等工序,生產(chǎn)效率高。在公路工程中用于以借為填或移挖作填地段,特別是在深挖高填相間、工程量大的雞爪形地區(qū),采用定向爆破,一次可形成百米以至數(shù)百米路基。
     (5)洞室爆破:為使爆破設計斷面內(nèi)的巖體大量拋擲(拋坍)出路基,減少爆破后的清方工作量,保證路基的穩(wěn)定性,可根據(jù)地形和路基斷面形式,采用拋擲爆破、定向爆破、松動爆破方法。拋擲爆破有三種形式:
     平坦地形的拋擲爆破(亦稱揚棄爆破)。自然地面坡角a在<150,路基設計斷面為拉溝路塹,石質(zhì)大多是軟石時,為使石方大量揚棄到路基兩側(cè),通常采用穩(wěn)定的加強拋擲爆破。
    斜坡地形路塹的拋擲爆破。自然地面坡角。a在150~500之間,巖石也較松軟時,可采用拋擲爆破。
     斜坡地形半路塹的拋坍爆破。自然地面坡度a>300,地形地質(zhì)條件均較復雜,臨空面大時,宜采用這種爆破方法。在陡坡地段,巖石只要充分破碎,就可以利用巖石本身的自重坍滑出路基,提高爆破效果。
     2.綜合爆破施工技術
     綜合爆破是根據(jù)石方的集中程度,地質(zhì)、地形條件,公路路基斷面的形狀,結(jié)合各種爆破方法的使用特性,因地制宜,綜合配套使用的一種比較先進的爆破方法。一般包括小炮和洞室兩大類。小炮主要包括鋼釬炮、深孔爆破等鉆孔爆破;洞室炮主要包括藥壺炮和貓洞炮,隨藥包性質(zhì)、斷面形狀和微地形的變化而不同。用藥量1t以上為大炮,1t以下為中小炮。
     (1)鋼釬炮通常指炮眼直徑和深度分別小于70mm和5m的爆破方法。
     1)特點:炮眼淺,用藥少,每次爆破的方數(shù)不多,并全靠人工清除;不利于爆破能量的利用。由于眼淺,以致響聲大而炸下的石方不多,所以工效較低。
     2)優(yōu)點:比較靈活,在地形艱險及爆破量較小地段(如打水溝、開挖便道、基坑等),在綜合爆破中是一種改造地形,為其他炮型服務的鋪助炮型。因而又是一種不可缺少的炮型。
     (2)深孔爆破是孔徑大于75mm、深度在5m以上、采用延長藥包的一種爆破方法。
     1)特點:炮孔需用大型的潛孔鑿巖機或穿孔機鉆孔,如用挖運機械清方可以實現(xiàn)石方施工全面機械化,是大量石方(萬方以上)快速施工的發(fā)展方向之一。
     2)優(yōu)點:勞動生產(chǎn)率高,一次爆落的方量多,施工進度快,爆破時比較安全。
     (3)藥壺炮是指在深2.5~3.0m以上的炮眼底部用小量炸藥經(jīng)一次或多次烘膛,使眼底成葫蘆形,將炸藥集中裝入藥壺中進行爆破。
     1)特點:主要用于露天爆破,其使用條件是:巖石應在Ⅺ級以下,不含水分,階梯高度(H)小于10~20m,自然地面坡度在700左右。如果自然地面坡度較緩,一般先用鋼釬炮切腳,炸出臺階后再使用。經(jīng)驗證明,藥壺炮用于Ⅶ一Ⅸ級巖石,中心挖深4~6m,階梯高度在7m以下。
     2)優(yōu)點:裝藥量可根據(jù)藥壺體積而定,一般介于10—60kg之間,最多可超過100kg。每次可炸巖石數(shù)十方至數(shù)百方,是小炮中最省工、省藥的一種方法。
     (4)貓洞炮系指炮洞直徑為0.2一0.5m,洞穴成水平或略有傾斜(臺眼),深度小于5m,用集中藥鋸炮洞中進行爆炸的一種方法。
     1)特點:充分利用巖體本身的崩塌作用,能用較淺的炮眼爆破較高的巖體,一般爆破可炸松15—150ma。其使用條件是:巖石等級一般為Ⅸ級以下,是V一Ⅶ級;階梯高度最小應大于眼深的兩倍,自然地面坡度不小于500,在700左右。由于炮眼直徑較大,爆能利用率甚差,故炮眼深度應大于1.5~2.0m,不能放孤炮。貓洞炮工效,一般可達4~10ma,單位耗藥量在0.13~0.3kg/m3之間。
     2)優(yōu)點:在有裂縫的軟石堅石中,階梯高度大于4m,藥壺炮藥壺不易形成時,采用這種爆破方法,可以獲得好的爆破效果。
    2B311016掌握路基雨期施工技術
     一、雨期施工地段的選擇
     1.雨期路基施工地段一般應選擇丘陵和山嶺地區(qū)的砂類土、碎礫石和巖石地段和路塹的棄方地段。
    2.重黏土、膨脹土及鹽漬土地段不宜在雨期施工;平原地區(qū)排水因難,不宜安排雨期施工。
     二、雨期施工前應做好下列準備工作
     1.對選擇的雨期施工地段進行詳細的現(xiàn)場調(diào)查研究,據(jù)實編制實施性的雨期施工組織計劃。
     2.應修建施工便道并保持晴雨暢通。
     3.住地、庫房、車輛機具停放場地、生產(chǎn)設施都應設在洪水位以上地點或高地上,并應遠離泥石流溝槽沖積堆一定的安全距離。
     4.應修建臨時排水設施,保證雨期作業(yè)的場地不被洪水淹沒并能及時排除地面水。
     5.應儲備足夠的工程材料和生活物資。
     三、雨期填筑路堤
     1.雨期路堤施工地段除施工車輛外,應嚴格控制其他車輛在施工場地通行。
     2.在填筑路堤前,應在填方坡腳以外挖掘排水溝,保持場地不積水,如原地面松軟,應采取換填措施。
     3.應選用透水性好的碎(卵)石土、砂礫、石方碎渣和砂類土作為填料。利用挖方土作填方時應隨挖隨填,及時壓實。含水量過大無法晾干的土不得用作雨期施工填料。
     4.路堤應分層填筑。每一層的表面,應做成2%~4%的排水橫坡。當天填筑的土層應當天完成壓實。
     5.雨期填筑路堤需借土時,取土坑距離填方坡腳不宜小于3m。平原區(qū)路基縱向取土時,取土坑深度一般不宜大于lm。
     四、雨期開挖路塹
     1.土質(zhì)路塹開挖前,在路塹邊坡坡頂2m以外開挖截水溝并接通出水口。
     2.開挖土質(zhì)路塹宜分層開挖,每挖一層均應設置排水縱橫坡。挖方邊坡不宜一次挖到設計標高,應沿坡面留30cm厚,待雨期過后整修到設計坡度。以挖作填的挖方應隨挖隨運隨填。
     3.土質(zhì)路塹挖至設計標高以上30~50cm時應停止開挖,并在兩側(cè)挖排水溝。待雨期過后再挖到路床設計標高后再壓實。
     4.土的強度低于規(guī)定值時應按設計要求進行處理。
     5。雨期開挖巖石路塹,炮眼應盡量水平設置。邊坡應按設計坡度自上而下層層刷坡,坡度應符合設計要求
    211311017掌握路基冬期施工技術
     一、冬期施工
     1,在反復凍融地區(qū),晝夜平均溫度在-30C以下,連續(xù)10天以上時,進行路基施工稱為路基冬期施工。
     2,當晝夜平均溫度雖然上升到-3~C以上,但凍土未完全融化時,亦應按冬期施工。
     二、路基施工可冬期進行的工程項目
     1.泥沼地帶河湖凍結(jié)到一定深度后,如需換土時可趁凍結(jié)期挖去原地面的軟土、淤泥層換填合格的其他填料。
     2.含水量高的流動土質(zhì)、流沙地段的路塹可利用凍結(jié)期開挖。
     3.河灘地段可利用冬期水位低,開挖基坑修建防護工程,但應采取加溫保溫措施,注意養(yǎng)護。
     4.巖石地段的路塹或半填半挖地段,可進行開挖作業(yè)。
     三、路基工程不宜冬期施工的項目
     1.高速公路、一級公路的土路基和地質(zhì)不良地區(qū)的二級以下公路路堤。
     2.鏟除原地面的草皮,挖掘填方地段的臺階。
     3.整修路基邊坡。
     4.在河灘低洼地帶將被水淹的填土路堤。
     四、冬期填筑路堤
     1.冬期施工的路堤填料,應選用未凍結(jié)的砂類土,碎石土、卵石土,開挖石方的石塊石渣等透水性良好的土。
     2.冬期填筑路堤,應按橫斷面全寬平填,每層松厚應按正常施工減少20%~30%,且松鋪厚度不得超過30cm。壓實度不得低于正常施工時的要求。當天填的土必須當天完成碾壓。
     3.當路堤高距路床底面lm時,應碾壓密實后停止填筑。
     4.挖填方交界處,填土低于lm的路堤都不應在冬期填筑。
     5.冬期施工取土坑應遠離填方坡腳。如條件限制需在路堤附近取土時,取土坑內(nèi)側(cè)到填方坡腳的距離應不得小于正常施工護坡道的1.5倍。
     6.冬期填筑的路堤,每層每側(cè)應按設計和有關規(guī)定超填并壓實。待冬期后修整邊坡,削去多余部分并拍打密實或加固。
     五、冬期施工開挖路塹表層凍土的方法
     1.爆破凍土法:當冰凍深度達lm以上時可用此法炸開凍土層。炮眼深度取凍土深度的0.75~0.9倍,炮眼間距取冰凍深度的1~1.3倍并按梅花形交錯布置。
     2.機械破凍法:lm以下的凍土層可選用專用破凍機械如凍土犁、凍土鋸和凍土鏟等,予以破碎清出。
     3.人工破凍法:當冰凍層較薄,破凍面積不大,可用日光暴曬法、火燒法、熱水開凍法、水針開凍法、蒸汽放熱解凍法和電熱法等方法脹開或融化冰凍層,并輔以人工撬挖。
     六、冬期開挖路塹
     1.當凍土層破開挖到未凍土后,應連續(xù)作業(yè),分層開挖,中間停頓時間較長時,應在表面覆雪保溫,避免重復被凍。
     2.挖方邊坡不應一次挖到設計線,應預留30cm厚臺階,待到正常施工季節(jié)再削去預留臺階,整理達到設計邊坡。
     3.路塹挖至路床面以上lm時,挖好臨時排水溝后,應停止開挖并在表面覆以雪或松土,待到正常施工時,再挖去其余部分。
     4.冬期開挖路塹必須從上向下開挖,嚴禁從下向上掏空挖“神仙土”。
     5.每日開工時先挖向陽處,氣溫回升后再挖背陰處,如開挖時遇地下水源,應及時
    挖溝排水。
     6.冬期施工開挖路塹的棄土要遠離路塹邊坡坡頂堆放。棄土堆高度一般不應大于3m,棄土堆坡腳到路塹邊坡頂?shù)木嚯x一般不得小于3m,深路塹或松軟地帶應保持5m以上。棄土堆應攤開整平,嚴禁把棄土堆于路塹邊坡頂上。
    2B311018掌握路基排水分類及施工要求
     路基工程施工前應做好原地面臨時排水設施,并與永久排水設施相結(jié)合。排走的雨水不得流入農(nóng)田、耕地,亦不得引起水溝淤積和路基沖刷。當?shù)叵滤惠^高時,應采取疏導、堵截、隔離等工程措施。
     一、路基排水分排地面水和排地下水兩大類
     1.排除地面水可采用邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽、攔水帶、蒸發(fā)地等設施。其作用是將可能停滯在路基范圍內(nèi)的地面水迅速排除,防止路基范圍內(nèi)的地面水流入路基內(nèi)。
     2.排除地下水設施有排水溝、暗溝(管)、滲溝、滲井、檢查井等。其作用是將路基范圍內(nèi)的地下水位降低或攔截地下水并將其排除到路基范圍以外。
     二、路基地下水排水設施的施工要點
     當路基范圍內(nèi)出露地下水或地下水位較高,影響路基、路面強度或邊坡穩(wěn)定時,應設置排水溝、暗溝(管)、滲溝、滲井,檢查井等地下水排水設施。
     1.排水溝和暗溝用于當?shù)叵滤惠^高,潛水層埋藏不深時,截流地下水及降低地下水位。溝底宜埋人不透水層內(nèi)。排水溝可兼排地表水,在寒冷地區(qū)不宜用于排除地下水。排水溝或暗溝采用混凝土澆筑或漿砌片石砌筑時,應在溝壁與含水量地層接觸面的高度處,設置一排或多排向溝中傾斜的滲水孔。溝壁外側(cè)應填以粗粒透水材料或土工合成材料作反濾層。沿溝槽每隔10~15m或當溝槽通過軟硬巖層分界處時應設置伸縮縫或沉降縫。
     2.滲溝用于降低地下水位或攔截地下水。滲溝有填石滲溝、管式滲溝和洞式滲溝三種形式,填石滲溝只宜用于滲流不長的地段,且縱坡不能小于1%,通常為矩形或梯形,其埋置深度,應滿足滲水材料的頂部(封閉層以下)不得低于原有地下水位的要求。當排除層間水時,滲溝底部應埋于最下面的不透水層上。在冰凍地區(qū),滲溝埋深不得小于當?shù)刈钚鼋Y(jié)深度;管式滲溝適用于地下水引水較長、流量較大的地區(qū)。當管式滲溝長度為100---300m時,其末端宜設橫向泄水管分段排除地下水。洞式滲溝適用于地下水流量較大的地段。三種滲溝均應設置排水層(或管、洞)、反濾層和封閉層。
     3.滲井用于排除路基附近的影響路基穩(wěn)定的地面水或淺層地下水。其直徑50~60cm,井內(nèi)填充材料按層次在下層透水范圍內(nèi)填碎石或卵石,上層不透水層范圍內(nèi)填砂或礫石,填充料應采用篩洗過的不同粒徑的材料,應層次分明,不得粗細材料混蹦塞,井壁和填充料之間應設反濾層。
     滲井離路堤坡腳不應小于10m,滲水井頂部四周(進口部除外)用黏土筑堤圍護,井頂應加筑混凝土蓋,嚴防滲井淤塞。
     4.檢查井用于檢查維修滲溝。一般采用圓形,內(nèi)徑不小于1.Om,在井壁處的滲溝底應高出進底0.3-0.4m,井底鋪一層厚0.1~0.2m的混凝土。井基如遇不良土質(zhì),應采取換填、夯實等措施。兼起滲井作用的檢查井的井壁,應在含水層范圍設置滲水孔和反濾層。深度大于20m的檢查井,除設置檢查梯外,還應設置安全設備。井口頂部應高出附近地面約0.3—0.5m,并設井蓋。
     三、路基地面排水設施的施工要點
     路基地面排水可采用邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽、攔水帶、蒸發(fā)池等設施。
     1.邊溝設置于挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方地段。路堤靠山一側(cè)的坡腳應設置不滲水的邊溝。平曲線處邊溝施工時,溝底縱坡應與曲線前后溝底縱坡平順銜接,不允許曲線內(nèi)側(cè)有積水或外溢現(xiàn)象發(fā)生。曲線外側(cè)邊溝應適當加深,其增加值等于超高值。土質(zhì)地段當溝底縱坡大于3%時應采取加固措施;采用干砌片石對邊溝進行鋪砌時,應選用有平整面的片石,各砌縫要用小石子嵌緊;采用漿砌片石鋪砌時,砌縫砂漿應飽滿,溝身不漏水;若溝底采用抹面時,抹面應平整壓光。
     2.截水溝設置時主要考慮位置。在無棄土堆的情況下,截水溝的邊緣離開挖方路基坡頂?shù)木嚯x視土質(zhì)而定,以不影響邊坡穩(wěn)定為原則;路基上方有棄土堆時,截水溝應離開棄土堆腳1—5m,棄土堆坡腳離開路基挖方坡頂不應小于10m,棄土堆頂部應設2%傾向截水溝的橫坡;山坡上路堤的截水溝離開路堤坡腳至少2.0m,并用挖截水溝的土填在路堤與截水溝之間,修筑向溝傾斜坡度為2%的護坡道或土臺,使路堤內(nèi)側(cè)地面水流人截水溝排出。
     截水溝長度超過500m時應選擇適當?shù)牡攸c設出水口,將水引至山坡側(cè)的自然溝中或橋涵進水口,截水溝必須有牢靠的出水口,必要時須設置排水溝、跌水或急流槽。截水溝的出水口必須與其他排水設施平順銜接。
     為防止水流下滲和沖刷,截水溝應進行嚴密的防滲和加固,地質(zhì)不良地段和土質(zhì)松軟、透水性較大或裂隙較多偽巖石路段,對溝底縱坡較大的土質(zhì)截水溝及截水溝的出水口,均應采用加固措施防止?jié)B漏和沖刷及溝壁。
     3.排水溝的施工應符合下列規(guī)定:
     (1)排水溝的線形要求平順,盡可能采用直線形,轉(zhuǎn)彎處宜做成弧線,其半徑不宜小于10m,排水溝長度根據(jù)實際需要而定,通常不宜超過500m。
     (2)排水溝沿路線布設時,應離路基盡可能遠一些,距路基坡腳不宜小于3~4m。水流的流速大于容許沖刷流速時,溝底、溝壁應采取排水溝表面加固措施。
     4.跌水與急流槽的施工應符合下列規(guī)定:
     (1)跌水與急流槽必須用漿砌圬工結(jié)構(gòu),跌水的臺階高度可根據(jù)地形、地質(zhì)等條件決定,多級臺階的各級高度可以不同,其高度與長度之比應與原地面坡度相適應。
     (2):急流槽的縱坡不宜超過1:1.5,同時應與天然地面坡度相配合。當急流槽較長時,槽底可用幾個縱坡,一般是上段較陡,向下逐漸放緩。
     (3)當急流槽很長時,就分段砌筑,每段不宜超過10m,接頭用防水材料填塞,密實無空隙。
     (4)急流槽的砌筑應使自然水流與涵洞進、出口之間形成一個過渡段,基礎應嵌入地面以下,基底要求砌筑抗滑平臺并設置端護墻。
     路堤邊坡急流槽的修筑,應能為水流人排水溝提供一個順暢通道,路緣石開口及流水進入路堤邊坡急流槽的過渡段應連接圓順。
    案例
    某公路H合同段填方施工時,發(fā)現(xiàn)填料夾雜垃圾等,施工單位立即把現(xiàn)場路基填料中的垃圾土及腐殖土全部清除道路基50m以外。將路基中存在的彈簧路段全部換填石屑。使該路段的運行情況得到很大改善。
     2.問題:
     (1)路基是否不能使用垃圾土和腐殖土,路基填料還不能使用哪些土?
     (2)鋼渣、粉煤灰等材料是否可以用于路基填料,有什么要求?
    參考答案:
     (1)不能。路基填料還不能使用淤泥、沼澤土、凍土、有機土等
     (2)滿足要求(最小強度CBR、粒徑、有害物質(zhì)含量等)或經(jīng)過處理之后滿足要求的煤渣、鋼渣等工業(yè)廢渣可以用作路基填料,但在使用過程中應注意避免造成環(huán)境污染。
    1.路基的干濕類型表示路基在(B )季節(jié)的干濕狀態(tài)。
    A 溫度 B 最不利 C 溫度最低 D 降水最多
    2.當路堤基底橫坡陡于( C )時, 基底破面應挖成臺階狀。
    A 1:0.5 B 1:1.5 C 1:5 D 1:10
    3.用于公路路基的填料要求強度高,其強度要求是按(D )指標確定的。
    A 密度 B 回彈模量 C 彎沉 D CBR值
    4.下列路段中,不宜在雨期進行路基施工的是(C )。
    A 碎礫石路段 B 路塹棄方路段 C 膨脹土路段 D 丘陵區(qū)砂類圖路段
    5.在路基工程中,用于排除地下水的設施是(D)。
    A 攔水帶 B 急流槽 C 截水溝 D 滲井
    6.路基填筑前應該先清除的圖體有(ABC)
    A 有機土 B 種植土 C 草皮 D 黏土 E 黃土
    7.石質(zhì)路塹直接應用機械開挖的優(yōu)點是(ACD)
    A 沒有鉆爆工序 B 適用于破碎堅硬巖石 C 不需要風、水、電輔助設施
    D 簡化了場地布置 E 沒有爆破產(chǎn)生的公害
    8.膨脹土的自由膨脹率一般超過( D)
    A 10% B 20% C 30% D 40%
    9.濕陷性黃土一般成黃色或黃褐色,其中粉土含量常占(B )以上
    A 50% B 60% C 70% D 80%
    10.鹽漬土地區(qū)路堤施工前應測定其基底的含水量,下面那種情況可以直接填筑黏土(D)
    A 含水量超過液限的土層厚度大于1m
    B 含水量超過液限的土層厚度不大于1m
    C 含水量介于液限和塑限之間
    D 含水量在塑限以下
    11.某二級公路,其中一段路堤通過湖塘一角,長度51m,該路段地基軟土厚度0.5m左右,用(B)進行軟土處理較合適
    A 排水砂墊層 B 拋石擠淤 C 土工織物鋪墊 D 反壓護道
    12.下列材料中可作為路堤填料的是(ACD)
    A 有機土 B 沼澤土 C 粉煤灰 D 鋼渣 E 凍土
    13淤泥、淤泥質(zhì)土及具有(ABCD)的一般黏土統(tǒng)稱為軟土。
    A 天然強度低 B 壓縮性高 C 透水性小 D 抗剪強度低 E 觸變性顯著
    14.下列屬于膨脹土的性質(zhì)的是(ADE)
    A 吸水膨脹,失水收縮 B 強度較低 C 壓縮性較高 D 黏性含量很高 E 黏粒成分主要由水礦物組成