高填深挖路基专项安全施工方案.doc
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安和线城市过境段井玉沟至东垴改线公路
高填深挖路基
专
项
安
全
施
工
方
案
编制人：
审批人：
河南华盛建设集团有限公司
二0一二年九月
高填深挖路基专项安全施工方案
一、编制依据
1、山西省安和线城市过境改线公路第二合同段招标文件
2、山西省安和线城市过境改线公路第二合同段施工图设计
3、《公路工程技术标准》JTGB01-2003
4、《公路路基设计规范》JTJD30-2004
5、《公路路基施工技术规范》JTGF10-2006
6、《公路边坡柔性防护系统》JT/T528-2004
7、公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）
8、公路交通安全设施设计技术规范TJGD-2006）
9、其他安全施工规定
二、工程概况
1、地形、地貌
本项目位于太行山山脉东麓，区域地貌单元为黄土覆盖的基岩中低山区，项目沿线次级地貌单元为清漳河西源山间宽谷之二级阶地，微地貌单元主要有黄土中缓坡、冲沟、基岩山脊等。
路线高点K3+840处，海拔高程1332.6m,最低点位于K1+740处,海拔高程1250.9m,最大相对高差81.7m。
一般的沟谷与坡顶高差约20∽50米。
项目沿线沟壑发育，以南北向和南西向为主，沿途跨越的较大型沟谷有井玉沟、贾家沟、刘家窑沟、东窑沟、西垴西沟等，沿线地形跌宕起伏较为显著，而以上冲沟间接黄土缓坡地形则相对较为平坦。
项目属温带大陆性季风气候区，四季分明，春季干燥多风，夏季温暖多雨，秋季凉爽，阴雨较多，冬季漫长而寒冷干燥，雨雪偏少。
2、水文气象
气温：
区内七月份温度最高，元月份温度最低。
历年平均气温6.3°C,最冷月平均气温-10.0°C,最热月平均气温23°C,极端最低气温-26.7°C,极端最高气温38.1°C。
降水：
本区内年降水受地形影响较大，山区降水量较平原区多。
年内季节雨量分配：
春季少雨干旱，夏季多雨湿润，1∽6月份占全年雨量的32.1%,7∽9月份占全年雨量的67.9%。
年均降水量593mm,年平均蒸发量1460.6mm,年均日照1392.8小时。
无霜期：
霜冻期为九月中旬至次年五月中旬，无霜期124天。
区人无霜期125天。
冰冻及冻土深度：
区内结冻期和冻土深度随地形而变化，随着地势增高，冰冻期时间增长。
初冻日为10月上旬，解冻日为4月上旬，最大冻土深度97cm。
风速和风向：
区内年平均风速2.0m/s,最大风速3.1m/s,主导风向N。
山西省安和线城市过境改线公路第二合同段，起止桩号K2+000～K6+080，全长4080m。
本合同段路基工程填方19.2272万m3，挖石方为26.6886万方，挖土方为27.3342万方，合计为54.0228万m3，路基填筑基本上以移挖作填为主。
本合同段内属于高填方路堤主要有三处，特别是K4+240-K4+540为主要高填地段，深挖路堑主要有K3+6600～K3+900，其中线最大挖深41米。
三、施工准备、部署
1、施工准备
①、对设计文件进行现场调查与核对，做好截排水设施，永临结合设计排水系统。
开工前，先调查山体在自然状态下的稳定状况，分析施工期间边坡的稳定性，发现问题及时加固处理；
②、复测已经完成、水准点及导线网的布设满足施工需要；
③、项目部根据相关技术规范，完成对施工班组下发技术交底工作；
④、机械设备已就位，满足施工要求；
机械设备投入一览表表3－1
设备名称
规格型号
单位
数量
设备名称
规格型号
单位
数量
履带挖掘机
CAT320
台
4
空压机
VY9-A、
台
4
推土机
TY320
台
2
平地机
PY180
台
2
振动压路机
YZ25
台
3
自卸汽车
T815S1
台
6
重型羊足碾
YZT25Y
台
1
洒水车
ZQ140/47
台
2
钢轮压路机
YZ10B
台
2
装载机
ZL50C
台
3
强夯机
W200A
台
1
⑤、原材料已进场，并试验合格。
、机械设备已全部进场并报验
2、施工部署及工期安排
①、施工队伍安排：
本合同段由专业路基填筑施工队负责填筑。
②、总体施工流程：
路基表层处理→强夯处理路床每填5m铺设一层土工格栅→沉降观测→第二层填筑压实→沉降观测→循环压实及观测
③、工期与人员安排：
高填路基开工时间为2012年08月15日，结束时间为2013年7月30日。
深挖路堑开工时间为2012年8月15日，结束时间为2013年7月30日。
若永久性征地未完成则施工日期顺延。
人员组织详见表3—2“项目部驻地人员配置一览表”
项目部驻地人员配置一览表表3—2
序号
姓名
职称
职务
备注
1
冀在荣
工程师
项目经理
2
陈孟喜
工程师
总工
3
张海全
工程师
技术负责人
4
杨德旺
工程师
施工负责人
5
闫秀成
工程师
工段长
6
赵熙
工程师
试验负责人
7
魏亚
工程师
测量队长
8
王晓东
工程师
领工员
9
崔书生
工程师
后勤部长
四、主要施工工艺及方法
（一）、高填方路基施工工艺及方法
1、填方路段路基处理
为了减少路堤工后沉降，确保路堤的稳定性，对填土高度小于10m的路基，在清除表土后，对应地基表层碾压密实，压实度应满足规范要求;对于填土高度大于10m小于15m的路基，原地面采用重夯，单点夯击能采用600KN.m，以最后两击平均夯沉量小于2cm控制单击夯击次数。
对于填土高度大于等于15的路基，对原地面用地范围采用强夯处理，单点夯击大于1500KN.m，以后最后两击平均夯沉量小于5cm控制单点夯击次数，对于填土高度大于20米的路基，除对原地面进行强夯处理外，路床顶至20米范围每填筑5米铺设一层土工格栅，对于沟壁陡直的黄土冲沟，填挖交界面难以开挖台阶，每填高1m时，在距沟壁3m范围内3m内采用两排重锤夯实，单点夯击能采用300KN.m,以最后两击平均夯沉量小于2cm控制单点夯击次数。
当路基离村庄较近时，为避免对附近村庄房屋的扰动，在清除表土后，对应地基表层进行换填80cm6%灰土处理，压实度≥93%，路堤填筑时要求路基填土松铺厚度为20cm，采用18T以上压路机静压，压实度应满足规范要求，且填土含水量严格按含水量+2%控制。
2、高填方路堤施工方法
①、高填方路堤施工，集中力量连续快速施工，分层分段完成；
②、高填方路堤基底及路堤每一层施工完成后，需将该层宽度，填筑厚度压实厚度，逐桩标高和压实度等检测资料报监理工程师审查批准后，才能进行下一循环的施工；
③、高填方路堤的基底承受的荷载较大，施工前对路基进行稳定性验算和基底承压强度验算检查。
对于软弱地基如常规压实仍不能满足要求，应对地基进行地基加固处理或使用强夯法夯实（强夯法，又称动力固结法，是用起重机械将8—40t夯锤起吊到6—25m高度后，自由落下，给地基以强大的冲击能量的夯击，迫使土体孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的地基加固方法）；
④、高填方路堤的地基土体，由于填筑体对其施加了较大的压力会产生压缩变形，填筑体在自重的作用下也会压密变形，这两个变形的完成都需要较长时间才能完成，并逐步达到稳定。
因此为保证高填方路堤的工程质量，必须优先施工。
3、施工工序
高填方路堤施工的工艺流程为：
施工准备→运料→摊铺→大粒径石料破碎→采用细粒料填空隙→局部找平→碾压→局部空隙细料找平→碾压→检测→下一循环施工。
4、填料要求
①、利用路堑深挖方弃碴作本段高填方路堤填料，可将土、石混合填路堤。
②、上路床采用碎石土铺筑，最大粒径小于100mm，下路床采用碎石土弃碴填筑，亦可以挖方的土石混填，填料最大粒径小于200mm。
③、本段高填方路堤位于K4+280－K4+480，开挖及路堑挖的良好筑路材料应优先用于上下路床填筑。
5、路基填筑
准备阶段
路基填筑
施工阶段
验收阶段
摊铺区段
填筑区段
碾压区段
检验区段
施工准备
基层处理
分层填筑
摊铺平整
边坡修整
路面整形
碾压夯实
检验签认
图4-1路基填筑施工流程框图
施工中采取横断面全宽、纵向分层填筑方法施工。
填料采用挖掘机配合自卸汽车运输，推土机、平地机进行摊铺，分层填筑，振动压路机碾压。
依据“三阶段、四区段、八流程”作业法组织各项作业均衡进行，合理安排施工顺序、工序进度和关键工序的作业循环，做到挖、装、运、卸、压实等工序紧密衔接连续作业，避免施工干扰、交叉施工。
其中：
“三阶段”为准备阶段、施工阶段、竣工阶段；“四区段”为填筑区、平整区、碾压区、检验区；“八流程”为施工准备→基底处理→分层填筑→摊铺平整→碾压夯实→检验签认→路面整形→边坡修整。
高填方路堤按路基平行线分层控制填土、石标高，分层进行平行摊铺，压实方法、虚铺厚度按照试验段确定的参数进行控制。
①、采用土方填筑
土方路基施工质量检测指标见表4-1
土方路基施工质量检测指标表4-1
项次
检验项目
规定值或允许偏差
检验频率和方法
1△
压
实
度
（%）
零填及挖方（m）
0－0.30
—
按附录B
检查密度法：
每200m每压实层测4处
0－0.80
≥96
填方（m）
0－0.80
≥96
0.80－1.50
≥94
＞1.50
≥93
２△
弯沉（0.01mm）
不大于设计要求值
按附录I检查
3
纵断高程（mm）
＋10，－15
水准仪：
每200m测4断面
4
中线偏位（mm）
50
经纬仪：
每200m测4点，弯道加HY、YH两点
5
宽度（mm）
符合设计要求
米尺：
每200m测4处
6
平整度（mm）
15
3m直尺：
每200m测2处×10尺
7
横坡（%）
±0.3
水准仪：
每200m测4个断面
8
边坡
符合设计要求
尺量：
每200m测4处
a填方路基必须按路面平行线分层控制填土高度，填方作业分层进行摊铺；
b为保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度，每层填料铺设的宽度，每侧应超出路堤的设计宽度300mm；
c路堤填土高度小于800mm时，对于原地表清理和挖除之后的土质基底，应将表层翻松深300mm，然后整平压实。
d路堤填土高度大于800mm时，应将路堤基底整平处理并在填筑前进行碾压，其压实度不应小于93%。
e不同土质的填料应分层填筑，且应尽量减少层数，每种填料层总厚不得小于500mm；
f土方路堤每层松铺厚度不宜超过40cm，填筑至路床顶面最后一层的压实层厚度不应小于10cm。
碾压前先用推土机整平，并做成4%的横坡，碾压时轮迹应重叠20cm宽。
g地面自然横坡或纵坡陡于1:
5时，应将原地面挖成台阶，台阶宽度应满足摊铺和压实设备操作的需要，且不得小于2m，台阶顶做成2%～4%的内倾斜坡。
砂类土上不挖台阶，将原地面以下20～30cm的表土翻松。
h压实设备无法压碎的大块硬质材料，予以清除或破碎，破碎后的硬质材料最大尺寸不超过压实层厚度的2/3，并均匀分部，以便达到要求的压实度。
i填土路堤分几个作业段施工时，两个相邻段交接处不在同一时间填筑，则先填段应按1:
1坡度分层留台阶；如两段同时施工，则应分层相互交叠衔接，其搭接长度不得小于2m。
j用透水性较小的土填筑路堤时，应控制含水量在最佳含水量的±2%范围内；当填筑路堤下层时，其顶部应做成4%的双向横坡；如填筑上层时，不应覆盖在由透水性较好的土所填筑的路堤边坡上。
k在土石混合填料中不得采用倾填法施工，应分层填筑、分层压实。
每层摊铺厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜超过40cm。
l天然土混合材料中所含石料强度大于200MPa时，石块的最大粒径不得超过压实层厚的2/3,超过的应清除；当所含石料为软质岩（强度小于15MPa）时，石料最大粒径不得超过压实层厚，超过的应打碎。
压实后渗水性差异较大的土石混合填料应分层或分段填筑，不宜纵向分幅填筑。
如确需纵向分幅填筑，应将压实后渗水良好的土石混合料填筑于路堤两侧。
m路床顶面以下300～500mm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，填料最大粒径不大于100mm。
n在施工过程中对土的含水量应及时测定，及时调整，在接近最佳含水量时进行碾压。
当超出最佳含水量+2%时，填料应进行翻晒或洒水。
i路基表面整形压实后，无明显轮迹，无软弹和翻浆，边线顺直，边坡修整密实，坡面平顺稳定，曲线圆滑。
②、采用石方填筑
石方路基施工质量检测指标见表4-2
石方路基施工质量检测指标表4-2
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
高速公路
一级公路
其他公路
1
压实度
层厚和碾压遍数符合要求
查施工记录
2
纵断高程（mm）
+10，-20
+10，-30
水准仪：
每200m测4断面
3
中线偏位（mm）
50
100
经纬仪：
每200m测4点弯道加HY、YH两点
4
宽度（mm）
符合设计要求
米尺：
每200m测4处
5
平整度（mm）
20
30
3m直尺：
每200m测2处×10尺
6
横坡（%）
±0.3
±0.5
水准仪：
每200m测4断面
7
边坡
坡度
符合设计要求
每200m抽查4处
平顺度
符合设计要求
①、石料填筑，坡面采用大块石码砌。
路基高度H≤5m时，填石边坡码砌厚度为1米，5m12m时，填石边坡码砌厚度为2米。
②、路基填筑采用8m分级，最下一级边坡高度不大于12m，坡脚设置挡墙或护脚。
③、填石路基填筑时石块大面向下摆放平稳，紧密靠拢，所有缝隙用小石块或石屑填塞。
超粒径石料在填筑前先进行破碎。
所用填料粒径不大于50cm，最大粒径不宜超过层厚的2/3。
路床底面一下40cm范围内，过渡层填料粒径应小于15cm。
④、填方路基以推土机、压路机为主，配以装载机、挖掘机和自卸车装运。
摊铺采用推土机，压实采用大吨位压路机进行压实。
密实度检测采用核子密度仪和K30荷载板相结合的方法，压实度以试验段所取得数据和下沉量控制，并采用灌砂法检测。
路基基底及每层路堤施工完成后，及时进行该层压实度检测。
填方路基要求的层厚分层填筑压实，每填高1米还用冲击式振动压路机复压4～5遍。
6、高填方路堤检测
针对高填方路段的施工监测我项目主要从以下几点进行控制：
①、制定周密详细的监控检测方案；
②、设立专职的技术人员定期对监测点按频率进行测量；
③、监理专业的excel数据收录对比页面；
④、对变化较大点进行再侧或加大两侧频率等方法进一步监测；
⑤、如有较大变化立即进行集中讨论、研究及时处理；
7、路堤边坡修整
①、按设计图纸要求检查路基的中线位置、宽度、纵坡、横坡、边坡及相应的标高。
②、在整修需加固的坡面时，预留出加固位置，对填土不足或边坡受雨水冲刷形成小冲沟的地段，采取边坡挖台阶，分层填补，仔细夯实的方法处理。
③、路基两侧超填的宽度予以切除，边坡缺土时，要挖成台阶，分层填补夯实。
④、挂线进行边沟整修，路基整修完毕后，堆于路基范围的废弃土料弃置指定的弃土场。
（二）深挖路堑施工工艺及方法
1、场地清理
深挖方路堑用地范围内的既有道路、电力设施、坟墓及其他建筑物，在组织施工前均应拆迁或改造。
K3+660-K3+940段为深挖方路堑，无论是土质挖方还是石质挖方，均应先进行清表处理，即清除树根、杂草和覆盖土（石质地段），避免其混入填料中。
将清表土集中堆存备用。
土质路堑挖方挖至上路床底面，对其下部50cm的下路床进行CBR值检验，如不符合设计及规范要求进行更换；CBR值检验合格后再进行压实度检测，如果达不到96%，用重型压路机压实。
石质路堑挖方分两种方式：
①长度＜100米的段落挖至上路床底面。
②长度≥100米的段落，挖至上路床顶面，检测地基回弹模量，回弹模量E0≥80MPa，则不用再进行开挖；如回弹模量E0＜80MPa，则需挖至上路床底面。
2、深挖方路堑施工要点
①、深挖方路堑开挖采用装载机配合挖掘机作业，以“先通道纵挖，再多层横向全宽挖掘”的方法。
自上而下分层进行，先沿路基纵向挖掘一条通道，探明地质情况，然后根据设计要求将通道向两侧拓宽以扩大工作面；
②、开挖两侧时，确保各层有独立的出土道路和临时排水设施，不得乱开挖、超挖，严禁掏洞取土；
③、开挖过程中，根据线路中桩和设计图纸，用全站仪放样，定出开挖线的位置，确定路基轮廓，及时纠正偏差，确保每挖深5m进行一次控制复测工作；
④、深挖方路堑开挖至接近加强层地面标高时，预留压实产生的下沉厚度，其值以试验结果作为参考确定；
⑤、深挖方路堑开挖施工作业中要注意保护坡顶，弃土或其他材料应堆放在开挖线外不小于5m的位置；
⑥、深挖方路堑开挖以边开挖边排水为原则：
每层表面预留纵坡、横坡及临时排水沟与河道相连接，及时将路基表面积水排除，减少雨水的浸泡和下渗；
⑦、深挖方路堑开挖以边开挖边防护为方针：
深挖方路堑开挖第一次开挖时预留不小于20cm的保护层来减少雨水的冲刷和下渗；在逐级开挖到坡中平台标高时，用挖掘机配合人工突击刷坡，并开始做防护，对已完成坡面及时支挡和封闭，防护工程施工完毕后，如具备植物成活条件，及时进行植被防护施工，避免边坡长期裸露、暴晒；
⑧、深挖方路堑开挖裂缝的处理办法：
边坡上出现的无害裂缝，须及时进行灌浆处理，以避免岩峰渗漏和冲刷而引起滑坡；边坡上出现的有害裂缝，应提出处理措施报监理工程师批准。
3、深挖方路堑施工工艺
⑴、土方路堑的开挖
已开挖的适用于种植草皮或其他用途的表土应集中堆放储存于弃土场范围内或路基红线内路基边坡以外。
土方开挖应自上而下的进行，不得乱挖、超挖，严禁掏洞取土。
“土方路基检测指标”见表4-1
土方路基检测指标表4-1
项次
检验项目
规定值或允许偏差
检验频率和方法
高速一级公路
1△
压
实
度
（%）
零填及挖方（m）
0－0.30
—
按附录B
检查密度法：
每200m每压实层测4处
0－0.80
≥96
填方（m）
0－0.80
≥96
0.80－1.50
≥94
＞1.50
≥93
２△
弯沉（0.01mm）
不大于设计要求值
按附录I检查
3
纵断高程（mm）
＋10，－15
水准仪：
每200m测4断面
4
中线偏位（mm）
50
经纬仪：
每200m测4点，弯道加HY、YH两点
5
宽度（mm）
符合设计要求
米尺：
每200m测4处
6
平整度（mm）
15
3m直尺：
每200m测2处×10尺
7
横坡（%）
±0.3
水准仪：
每200m测4个断面
8
边坡
符合设计要求
尺量：
每200m测4处
①、准确放出开挖线，清理表土。
做好截水及临时排水，并与永久排水设施相结合，使施工场地始终处于良好的排水状态。
②、深挖方路堑土方开挖，采用挖掘机配合自卸车装运，把合格的土料直接进行填方地段填筑路基，不合格的土方弃至弃渣场。
当设计挖高≤5m时采用单层横向全宽挖掘法施工；当设计挖高>5m时采用自上而下分层横向全宽挖掘法施工，分层厚度一般为3～4m，应考虑设计图边坡台阶高度。
不得超挖、乱挖，不挠动边坡及影响边坡稳定。
③、深挖方路堑开挖时如发现土层性质有变化，及时通知试验人员取土进行相关的试验检测。
修改开挖方案并报项目工程管理部及监理组同意后再行组织施工。
④、深挖方路堑挖土方路段施工加强测量监控，严格控制边坡率，边开挖边修整、防护，防止雨水冲刷而影响边坡的稳定性。
⑤、雨季开挖路堑时，每层底面留设2～4%的纵坡便于排水。
挖方边坡面及路基顶面预留30cm厚，待雨季后边坡用人工整修到设计要求，路基顶面用挖掘机挖到路槽标高后，翻松路槽以下30cm，碾压至压实度≥96%，弯沉检测符合设计规范要求。
⑵石方路堑开挖
石方路基检测指标见表4-2
石方路基检测指标表4-2
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
高速公路
一级公路
其他公路
1
压实度
层厚和碾压遍数符合要求
查施工记录
2
纵断高程（mm）
+10，-20
+10，-30
水准仪：
每200m测4断面
3
中线偏位（mm）
50
100
经纬仪：
每200m测4点弯道加HY、YH两点
4
宽度（mm）
符合设计要求
米尺：
每200m测4处
5
平整度（mm）
20
30
3m直尺：
每200m测2处×10尺
6
横坡（%）
±0.3
±0.5
水准仪：
每200m测4断面
7
边坡
坡度
符合设计要求
每200m抽查4处
平顺度
符合设计要求
①、准确放出边桩，并标出开挖线，砌筑截水沟并与填方路段临时排水沟相连。
②、爆破施工前，根据现场地形、地质以及挖深制订出切实可行的爆破方案，送监理工程师和当地主管部门审批。
③、爆破方案：
路堑石方梯段松动控制爆破
a、开挖深度大于5m，且石方数量较大的爆破地段，采用潜孔钻机钻孔；开挖深度小于5m，且石方数量较小的爆破地段，采用风钻钻孔。
并实施梯段松动控制爆破。
b、为提高破碎效果，降低大块率，并降低爆破震动效应，采用宽孔距、小排距梅花形布孔，并采用导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。
c、为确保基底平整坚实，不论采用潜孔钻机还是风钻钻孔进行爆破，到最底层2.0m时，均用风钻钻孔进行爆破，并严格控制钻孔深度和孔底标高，适当缩小孔距和排距，采用逐排微差起爆方法。
④、清理表层覆盖土及危石，根据爆破方案在地面上准确放出炮眼位置，竖立标牌，标明孔号、深度及装药量。
⑤、检查边坡的稳定性及坡度，防止超欠挖，适时整修边坡和清理危石和松动石块，保持边坡稳定及坡面平顺。
⑥、当开挖到路堑底时，按基床设计面放样，开挖修整，高出部分辅以人工凿平，超挖部分按监理工程师批准的材料回填并碾压密实。
路基开挖施工工艺框图
4、深挖方路堑边坡监测
K3+660-K3+940段为深挖路基，挖方最大深度41m。
深挖方路堑以分层开挖、控制爆破、防护紧跟、动态观测为准则组织施工。
深挖方路堑观测桩横断面布置示意图
五、路基防护及排水
本段路基防护及排水水工程有浆砌石护面墙、挡墙、边沟等，截水沟、排水沟超前进行，以便及早形成完善的排水系统。
1、坡面防护
根据计划进度及路基施工进展情况及时安排施工，施工前备好足量的合格原材料，测量放样后，对坡面刷坡清理，检验合格后开始砌筑施工，砂浆采用机械拌合，挤浆法砌筑。
砌筑完毕，及时填土，植草绿化。
（1）路堤边坡一般采用坡面植被防护。
当边坡高度小于3m时采用客土喷播植物（草籽和灌木籽）护坡；边坡高度大于3m而小于8m时采用挂网
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