路基土石方施工方案.docx
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路基土石方施工方案
宜张高速公路宜都至五峰（渔洋关）段YZTJ-3标
路基试验段施工方案
（填石路基）
编制
审核
批准
宜张高速公路第三标段葛洲坝集团项目经理部
二○一三年十二月
路基土石方施工方案
一、工程概况及作业段划分
1工程简介
本项目路线起点对接白洋长江公路大桥南岸接线，同时与宜昌至岳阳高速公路交叉，设置宜都南枢纽互通，终点位于宜都市全福河村姚家畈，对接宜昌至张家界高速公路五峰（渔洋关）至鄂湘界段，设置渔洋关互通，并通过渔洋关连接线连接渔洋关。
本项目主线里程36.271公里，双向四车道高速公路建设标准，设计速度80公里/小时，路基宽24.5米；另设王家畈连接线长约4.65公里，按照二级公路标准沿老路陆渔线进行改建，设计速度60公里/小时，路基宽10m；新建渔洋关连接线长约4.60公里，按照双向四车道一级公路标准建设，设计速度60公里/小时，路基宽20米，本标段起止桩号K55+725~K91+996，路线全长36.271km。
合同段路基路线全长约13.396km，渔洋关连接线长4.568km，路基工程施工包括改河、改渠、改路。
其中挖土石方约2933569m3，填土石方1998388m3；软土地基处理：
碎石换填（桥涵基础换填）12456m3，土工格栅32231m2；岩溶、危岩体处理：
碎石盲沟195m3，强夯5909m2，开挖土石方20381m3，回填碎块石34731m3；路堑边沟21601m，截水沟7250m；植物护坡喷播植草328281m2，三维土工网植草防护164839m2；干、浆砌片石护坡186773m3，预制块护坡3758m3等。
2地形、地貌
本标段属本标段地处鄂西山地向江汉平原过渡地带，总体地势北低南高。
中部和南部为山地，海拔600到1000米，峰峦起伏、沟壑纵横；北部为广阔的丘陵岗地，海拔在100至200米之间，丘冈绵延，宽谷低丘。
路线地区起伏变化大，由于内外应力不断作用，地貌景观复杂多变。
路线大致沿北向南展布，根据地貌形态和成因将线路地区地貌分为一个大区二个亚区，构造剥蚀中低山区和构造剥蚀高中山区。
3水文、气象
本项目属于中亚热带季风性湿润气候，水资源补给为大气降水，具有南亚热带的气候特点；年平均气温15.8℃，元月平均气温5.9℃，7月平均气温24.4℃，极端高温出现在7月或8月，其极端值为32.8℃，极端低温出现在1月或2月，其极端值为-5.5℃，无霜期为240-280天。
多年平均降雨量：
1670㎜；多年最高降雨总量：
24.25亿立方米。
地表水源较为丰富，雨量充沛，地表径流丰富，但大气降水时空分布不均匀；年际变化大，年内分布不均、全年降水量的变化系数在0.17-0.25之间。
年份分配一般规律是：
雨量集中在3-8月份，降雨量1184mm，占全年的71%。
枯水期9-2月份降水量484mm，占全年29%。
洪水大多发生在5-8月份，最多发生在5月份，占24.2%。
洪水暴涨暴落，峰行单瘦，洪峰持续时间一般为0.5-1.5小时，一次洪水过程一般为1-3天。
项目区域属于湘系江水系，沿线河流主要有路线起点洣水、沤江、淇江及其支流，测区内无同行河流。
沿线冲沟分布广泛，岩溶发育区分布有地下暗河。
4地质、地震
本项目路线所经区域出露的底层主要有：
震旦系石英砂岩、板岩，奥陶系石英砂岩、板岩，泥盆系灰岩、白云质灰岩，加里东期与印支至燕山早期花岗岩；在河谷盆地及山间洼地内分布有第四系粉砂、砂、粘土、粉砂质粘土、卵砾石层、碎石土等，局部夹杂淤泥和泥炭层。
本地区振动峰值加速度为<0.05g，特征频率周期0.35g。
对应地震烈度为小于6度。
5工区划分
本段设有五个工区K78+600～K83+400,K83+400～ZK86+115（YK86+126.5）,ZK86+700（YK86+718）～ZK88+600（YK88+600）,ZK88+600（YK88+600）～K91+996，渔洋关连接线。
各工区土石方任务工期安排见下表。
工区号
段落位置
工作任务
起止时间
（年/月/日）
工期
一工区
K78+600～K83+400
土石方路基
2014/2/14
2015/3/21
400天
二工区
K83+400～ZK86+115（YK86+126.5）
土石方路基
2014/2/4
2015/5/30
480天
三工区
ZK86+700（YK86+718）～ZK88+600（YK88+600）
土石方路基
2013/12/20
2015/4/14
480天
四工区
ZK88+600（YK88+600）～K91+996
土石方路基
2014/2/14
2015/2/9
360天
五工区
渔洋关连接线
土石方路基
2014/1/5
2014/12/11
340天
二、主要施工机械配置
设备名称
规格型号
数量（台）
用途
挖掘机
XE250
22
路基土石方
推土机
SD32
9
路基土石方
振动压路机
XS222
9
路基土石方
破碎机
5
路基土石方
装载机
ZL50
12
路基土石方
平地机
PY220G
5
路基土石方
冲击碾压机
势能不小于25KJ
5
路基土石方
自卸车
CQ326
100
路基土石方
洒水车
CLW5160GSST3
5
路基土石方
三、施工组织机构
根据组织机构设置的目的和原则，结合我公司的有关规定，充分考虑本工程的实际情况，结合类似工程的施工经验，按照现代项目法施工原则组建“宜昌至张家界高速公路宜都至五峰（渔洋关）段土建工程YZTJ-3标段施工项目经理部”。
选聘技术水平高、施工管理经验丰富的人员组成经理部决策层和管理层，负责本合同工程的实施；从公司抽调具有或类似公路施工和管理的工程技术人员和技术工人，按专业组建施工队伍承担本合同工程项目的施工任务。
项目经理部作为公司的派出机构，全权负责在施工现场按合同要求组织工程的实施，按期优质完成本工程任务，对业主负责。
项目经理部设“七部一室”，下设2个项目分部，辖2个路基施工队（室）。
组织机构设置见图。
中国葛洲坝集团股份有限公司
专家咨询组
项目经理
总经济师
总工程师
生产副经理
质量副经理
安全副经理
安
全
环
保
部
综
合
办
公
室
财
务
部
计
划
合
同
部
机
电
物
资
部
质
量
保
证
部
施
工
管
理
部
工
程
技
术
部
注：
工程技术部下设试验室、测量队
项目二分部
项目一分部
路基二队
路基一队
项目实施组织机构框图
项目经理部领导及管理层各部室的主要职责见表。
项目经理部人员和各部室主要职责表
序号
部门和人员
主要职责
1
项目经理部
⑴项目经理部负责本标段全过程施工组织、指导、协调与监控，对发包人负全责；
⑵建立、实施与保持质量、环境和职业健康安全综合管理体系；
⑶全面履行施工合同，确保按期、优质、安全、高效地完成标段内工程任务与缺陷修复工作，达到顾客满意。
2
项目经理
⑴全面负责本项目的施工组织指挥和管理，对工程质量、安全、环境、工期负总责，向员工传达满足顾客和法律法规要求的重要性；
⑵组织实施综合管理方针，确保质量、安全、环境、工期目标的制定和实施；
⑶组织策划、建立、实施和保持项目部综合管理体系，确保综合管理体系的符合性、适宜性和实施的有效性；
⑷批准发布《管理手册》、《程序文件》；
⑸批准各部门的职责、权限和管理目标；
⑹提供管理体系运行所必要的资源配备；
⑺确保综合管理体系运行情况及时进行内部沟通。
3
项目副经理
⑴贯彻实施综合管理方针和目标；
⑵协助项目经理抓好现场管理，对管理体系文件的贯彻实施情况进行检查和监督；
⑶组织协调产品实现过程中影响质量、环境、职业健康安全目标实现的相关因素；
⑷有效组织施工生产，确保实现项目部质量、环境和职业健康安全目标，实现优质服务。
4
总工程师
⑴贯彻实施综合管理方针和目标；
⑵对本标段施工技术、计量测试和工程质量负技术责任，对管理体系文件的贯彻实施情况进行检查和监督；
⑶组织贯彻技术规范、施工规范、质量标准，跟踪有关科技信息，推进科技创新与开发；
⑷审批施工组织设计，解决施工中重大技术难题；
⑸参加工程质量事故的处理工作，审批处理方案。
5
工程技术部
负责工程施工技术管理，负责编制施工技术措施、施工进度计划，临建设施的设计等，同时负责测量队和试验室的工作，为项目部技术支持部门。
6
质量保证部
负责质量保证体系的建立和运行，及施工质量管理、监督、检验和控制
7
安全环保部
负责安全、环保及文明施工保证体系的建立和运行，及施工安全和环境保护与水土保持的管理和控制，负责安全文明施工管理、监督、监察及控制等。
8
施工管理部
负责工程施工管理及现场组织协调，对工程施工实施总体控制管理。
9
机电物资部
负责材料、设备及配件等的采购、划拨、保管、供应和设备维护等管理工作。
10
计划合同部
负责工程计划统计、报表结算、合同管理、内部经营管理、成本管理等工作。
11
财务部
负责工程资金和财务管理等工作。
12
综合办公室
内部行政事务、征地移民协调、外部协调、文秘机要、劳动人事、党工团及思想政治工作、后勤管理等工作。
四、路基土石方施工方法
1、清场、地基处理
1.1清表
在施工前确定现场工作界线，路基用地范围内树木、灌木丛等均应在施工前，砍伐或移植。
路基用地范围内的垃圾、有机物残渣及原地面以下10－30cm内的草皮、农作物根系和表土全部清除，树根也应全部挖去。
路堤基底在清除表土之后，应在填筑前进行压实，分层回填压实至原地面标高，其压实度应符合设计要求。
路基填方区的非适用材料也应清除，并按要求回填。
1.2软土地基及农田地基处理
清淤回填前，要先进行测量放线，放出边桩。
特殊路基施工应选择在非雨季施工，根据施工放出的边桩，在全路幅范围两侧筑土埂，并在埂内人工挖纵、横向排水沟，沟底应保持不小于0.5%的坡度，将水引出，接通出水口（必要时抽除积水），使地面水及时得到排除，出水口尽量与附近的沟渠连接，勿使其污染水源，农田或其他建筑物。
农田几乎常年经灌溉水浸泡，有一层软土，需清除50cm，挖掘机配合翻斗车进行清除淤泥，方向逐渐推进，开挖连续进行。
选择合适的地点堆放淤泥，并尽量利用荒地凹处，做到填平补齐，造田造地。
填筑前，将基底碾压数遍，压实度达到85%以上，然后分层回填摊铺，每层摊铺厚度控制在20cm～30cm，采用小型压路机进行碾压，分层压实，直至原地面标高。
地面以上部分路基填筑采用一般土路基填筑施工。
施工应与设计要求相配合，并严格按施工规范的规定进行，同时还应注意如下事项：
（1）施工前做好地面排水和安全生产的准备工作。
（2）基坑不宜全段开挖，以免在挡土墙完工以前发生土体塌滑，而直接采用跳槽挖的方法。
挡土墙砂浆强度达到70%时，方可进行墙背填料施工，随时开挖，随时填筑。
（3）基坑开挖后，若发现地基与设计情况有出入，按实际情况修改设计，请监理工程师确认，并拍成照片保存。
（4）墙背填料逐层填筑，逐层夯实，压路机工作不到的地方采用小型夯实机夯实，夯实时应注意勿使墙身受较大的冲击影响。
2、施工要点
2.1测量放样
开工之前,用全站仪进行导线点，水准点的复测及加密，并复测中线，测量和绘制横断面图。
在监理工程师核准测量成果后，按图纸要求现场设置用地界桩和坡脚、边沟、护坡道、取土坑、弃土堆等的具体位置桩，标明其轮廓，报请监理工程师检查批准，由监理工程师现场验收合格后，进行下道工序。
2.2材料试验
在路堤填筑前，填方材料每5000m³或在土质变化时进行一次一系列试验以获得如下数据：
土的液限和塑限、颗粒大小分析、有机质含量、含水量与密实度、承载比试验、CBR值和击实试验，并将结果报送监理工程师审批。
2.3填筑材料
填筑材料的技术指标见下表。
路堤填料最小强度和最大粒径要求表
项目分类
路面底面以下深度
（cm）
填料最小强度
（CBR，%）
填料最大粒径
（mm）
上路床
0～30
8.0
100
下路床
30～80
5.0
100
上路堤
80～150
4.0
150
下路堤
150以下
3.0
150
零填及路堑路床
0～30
8.0
100
30～80
5.0
100
2.4试验路段
用于道路填方的各种填料，在开工前，结合施工路段选择试验路段进行现场试验，其中填试验段选在L2K3+650-L2K3+850段，试验段所用填料和机具应与施工所用材料和机具相同。
现场试验应进行到能有效地使该种填料达到规定的压实度为止。
试验时记录压实设备的类型，最佳组合方式，碾压遍数及碾压速度、工序，每层材料的松铺厚度，材料的含水量等，整个试验在监理工程师的指导、监督下进行，试验结果报监理工程师审批。
试验结束后，如压实度达到规范要求，该试验场地可作为路基的一部分，否则，应予以挖除，重新进行试验。
2.5土方开挖
本合同段土石方的挖运采用3台1.2m3挖机配备10台后八轮施工。
（1）路堑开挖前准确放出坡口桩，并报测量工程师验收，在坡口位置设立标杆，人工开挖坡口槽，保证机手操作时不侵线。
土方开挖按设计自上而下地进行，并严格禁止用爆破法施工和挖洞取土。
（2）开挖中，如发现土层性质有变化时，及时报请监理工程师批准，修改施工方案，调整边坡坡比。
（3）土质路堑地段超挖0.8m后再回填压实，零填地段超挖至路基表面以下1.5m后再回填压实。
（4）路基顶面以下30cm的压实度要达到96％，如不符合要求，应采取压实或其它措施（换填或掺石灰等）进行处理，并报监理工程师批准。
2.6石方开挖
石方开挖采用机械打眼，人工爆破后用1.2m3挖掘机或2m3装载机装车，自卸汽车运输。
（1）石方开挖前，安排测量人员测出开挖线或土石分界线，并报监理工程师审批。
（2）石方开挖将采用小型松动爆破法施工，炮眼孔距与深度≤2m，在石方开挖接近边坡3m时，采用光面爆破施工。
（3）石方开挖到路堑路基顶面标高时，高出部分辅以人工凿平，超挖部分用规范规定或监理工程师批准的材料回填并碾压密实。
2.7边坡控制方案
为确保边坡的稳定，不产生超挖和欠挖，边坡采用光面爆破，节理裂隙较发育地段及某些特殊地段采用预裂爆破。
为获得良好的光面效果，采用低密度，低爆索，高体积威力大的炸药，以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间，使爆破作用呈静态状态。
拟采用国产岩石专用光爆炸药，以获得预期效果。
（1）参照国内外岩石光面爆破施工经验，光面炮孔参数确定如下：
①最小抵抗线W
W＝（20～70）×D孔＝0.60～2.1m
本工程中取W＝1.5m，式中D孔为炮孔直径，取0.03m。
②炮孔间距a＝（0.6～0.8）×W＝（0.6～0.8）×1.5＝0.9～1.2m
本工程取a＝1m；
③光面炮孔装药量
q×a×w＝0.6×1.5×1＝0.90kg/m
式中q为松动爆破单位炸药消耗量，取0.6kg/m。
光面爆破示意图如下图所示。
W
最终边坡轮廓线
a
光面爆破示意图
（2）光面爆破装药结构
不偶合系数3.0。
①药包制作：
为保证在光面爆破时，不使药包冲击破碎炮孔壁，有必要在现场施工中采取措施使药包位于炮孔中心，如下图，将药卷捆绑于竹竿上，各药卷尖用导火索相连，药包一端绑上起爆雷管即成。
操作时将药包置于孔内，上部填塞好。
起爆线
堵塞
竹竿
药卷
炮孔
光面爆破装药结构图
②堵塞：
良好的堵塞是保持高压爆炸气体所必须的堵塞长度，取炮孔直径的12－20倍，现场根据孔间距和光面层厚度适时调整。
（3）预裂爆破参数
炮孔间距根据国内外经验取a＝1.0m，装药密集系数取为3.5，装药量：
Q＝2.75（σ）0.53r0.38
＝2.75×（1200）0.53×450.38＝500g/m
式中：
（σ）为岩石极限抗压强度，取1200kg/cm2
r为炮眼半径45mm
装药结构与光面爆破相同，但预裂缝一定要比主爆区超长4.5－9m，比主爆孔提前75－150ms起爆，硬岩取小值，松软岩石取大值。
2.8路基土方填筑施工
（1）清理场地：
当地面横坡为0～1：
10时，填土前须碾压；当地面坡度为1：
10～1：
5时，须填前挖松再碾压；地面坡度陡于1：
5时须填前挖台阶，台阶宽度不小于2m。
（2）填挖交界处必须挖台阶，填挖交界处路基下必须清除较松散的岩石覆盖土，防止该处路基出现不均匀沉降。
填挖交界处为较高陡坡地段时，路槽下设置塑料土工格栅，以防止填挖交界处路基可能产生的裂缝。
（3）用不含腐殖土、树根、草根或其它有害物质的土作为路基填料，路基填料的最小强度必须满足《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）第3.3.1.3条要求，当CBR值不能满足规范要求时，采用掺石灰改善填料性质的方法使填料的CBR值符合设计要求。
填方作业分层铺筑，平地机整平、每层松铺厚度不大于30cm。
每种填料层总厚度不小于50cm，土方路堤填至路床顶面最后一层的压实厚度不小于15cm。
（4）每层填料铺设的宽度，每侧超出路堤设计宽度30～50cm，以保证路基边缘有足够的压实度。
（5）当路基填土高度小于0.8m时，对于原地表清理挖除之后的土质基底，将表面翻松30cm深，然后整平压实，压实度≥96%。
（6）路堤填土高度大于0.8m时，对原地表清理挖除后的土质基底进行整平处理，并在填筑前进行碾压，使其压实度≥94%。
（7）用透水性较小的土填筑路堤时，控制含水量在最佳含水量的±2%范围内，当填筑路堤下层时，其顶部做成双向4%的横坡，如填筑上层时，不再覆盖在由透水性较好的土所填筑的路堤边坡上。
碾压时，遵循先边后中，先内后外，先静后振的原则，相邻搭接部分重叠30cm。
（8）任何靠压实设备无法压碎的硬质材料，予以清除或破碎，使其最大尺寸不超过压实厚度的2/3，并应使粒径均匀分布，达到要求的压实度。
（9）填土路堤分层施工时，如其交接处不在同一时间填筑，则先填段按1：
1坡度分层挖台阶，如两段同时施工，则分层交叠，其搭接长度不小于2m。
（10）路基填土安排专人负责挂线、打石灰方格网控制填土施工。
2.9石方填筑施工
（1）填石路堤分层厚度不大于40cm，石料强度不小于15Mpa，石块的最大粒径不超过压实厚度的2/3，路堤路床顶面以下500mm的范围内的最大粒径不超过100mm，超过的石块清除出路基范围或打碎。
（2）边坡用粒径不小于30cm石料进行码砌，码砌厚度根据填石路堤不同高度采用1~2m。
（3）填石路堤采用重型振动压路机分层洒水压实。
压实时继续用小石块或石屑填缝，直到压实层顶面稳定、不再下沉（无轮迹），石块紧密，表面平整为止。
（4）挖方地段爆破出的石料，其石料强度及尺寸规格符合规定，尽量用于填筑路基，对于大规格的石块，在加工满足规定后用于填筑路基，否则进行弃方处理。
2.10高填路堤施工
当地基为土质时应先检测地基承载力强度，若达不到要求，应对地基进行强夯加固处理。
当路基侵占岩溶洼地时，若为排水需要，确保路基不产生岩溶沉陷，地基应清除覆盖土层，回填碎、块石，再进行强夯加固处理。
当地基条件好，不存在地基工后残余沉降或残余沉降极微且地面横坡不陡于1:
2.5的填高大于18米的高填路堤，为避免路堤自身不均匀沉降致使路面开裂，于下路床顶面和底面铺设两层双向土工格栅；若地面横坡陡于1:
5，土质或软质岩地段应先清除表层植被土，底部开挖成台阶状，岩质地段当覆盖层较薄弱时，应将其完全清除后将岩石凿成台阶，台阶宽不小于200cm，向内倾斜2-4%。
铺设土工格栅时，应注意格栅间联接与拉直平顺。
格栅的纵、横向接缝用专用U型钉连接。
铺好的土工格栅每隔一个单元格间距用U型钢筋固定于地面。
建议格栅在路基边坡边缘采用土体反包处理，铺设格栅时应注意在前端预留足够的长度，一般最小长度保证2m。
铺完土工格栅后，应及时（48小时内）填筑填料。
每层填筑遵循“先两边后中部”的原则对称进行，严禁先填中部。
填料不允许直接卸在土工格栅上，一切车辆、施工机械不得直接在铺设好的土工格栅上横向行走，只允许沿路堤轴线方向行驶。
为保证高路堤的压实度，沿线填高20m以上连续长度不小于80m的路堤，没填高2m采用冲击碾压碾压20遍补强，至94区再补压20遍；连续长度小于80m的路堤，每填高2m采用18t以上重型碾压补强处理。
本合同段高路堤段落及处置方案如下表所示：
序号
起讫桩号
长度（m）
最大高度（m）
处治方案
1
K84+658~K84+805
147
15.5
加筋+基底换填
2
YK85+000~YK85+582
82
18.6
加筋+基底换填
3
ZK87+700~ZK87+873
173
15.0
加筋+基底换填
4
ZK88+205~ZK88+396
191
25.6
加筋+基底换填强夯+堤身分层冲碾
2.11深挖路堑施工
（1）在施工前详细复查深挖路堑地段的工程地质资料，根据现场考察及设计要求，编制详细的施工组织设计，报监理工程师审批。
（2）在进场开始施工时，选择一段填挖分界处开工，以便能尽快开出一个工作面，进行土石方的运输，向前推进施工。
（3）进行开挖前，首先做好排水工作，在离坡顶开挖线5m外做好截水沟，拦截地面水。
对于易滑坡、坍塌地段进行钻探调查以及土质分析，及时做好防护措施，如坡顶卸载等。
（4）在进行全断面开挖时，先将表面的土层开挖、清运后，再进行岩层爆破。
开炸后石方及时清运，尽快开掘出一个工作平台，再从上至下进行爆破。
施工顺序详见附图。
（5）路堑开挖采用小型爆破施工。
在石方开挖接近边坡面时进行光面（预裂）爆破，在进行光面爆破时，自上而下进行，每爆破完成一级后，及时清理好反坡平台，必要时设置观测桩进行稳定观测，当有变形时，及时通知监理工程师进行加固处理，并根据设计图纸的边坡防护要求，及时防护。
见下示意图：
首先进行第
（1）、
（2）部分的开挖，为石料运输开出一施工平台，再从上至下按（3）、（4）、（5）、（6）……（16）的顺序开始。
⒃
深挖路堑开挖示意图
本合同段深路堑段落及处治方案如下表所示：
序号
起讫桩号
长度（m）
位置
最大高度（m）
处治方案
1
ZK82+004~ZK82+186
182
左侧
45.9
系统锚杆框架+挖方挂网喷播植生
2
K84+815~ZK84+989
174
两侧
35.2
植爬壁藤+挖方挂网喷播植生
3
YK87+544~YK87+660
116
右侧
28.7
植爬壁藤+挖方挂网喷播植生
4
N1K0+123~N1K0+296
173
右侧
35.8
预应力锚索框架+系统锚杆框架+挖方挂网喷播植生
2.11.1系统锚杆框架施工
（1）锚杆钢筋等级及钻孔直径：
锚杆钢筋采用HRB335热轧钢筋，直径为Φ25，锚杆长9m，下倾15~30°，钻孔直径为70mm。
（2）施工方法及工序
①开挖、修坡
首先逐层开挖边坡，每层开挖高度为锚杆上下排距大小，不得超挖，开挖一层后用人工及时修整。
②成孔
坡面修整好后按设计要求成孔，包括注浆前的清孔工作。
③设置钢筋
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