挖土方路基施工工艺标准剖析.docx
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挖土方路基施工工艺标准剖析
挖土方路基施工工艺标准
FHEC-LJ-3-2007
1适用范围
本标准适用于新建和改建高速公路、一级公路挖土方路基施工，其他道路挖土方路基施工可参照执行。
2应用的规范、标准
2.1中华人民共和国行业标准《公路路基施工技术规范》JTGF10-2006
2.2中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》JTGF-80/1-2004
2.3中华人民共和国行业标准《公路土工试验规程》JTJ051-93
2.4中华人民共和国国家标准《环境空气质量标准》GB3905-96
2.5中华人民共和国行业标准《公路工程施工安全技术规范》JTJ76-95
3施工准备
3.1技术准备
3.1.1施工方案
路基挖方前除详细进行施工测量外，应根据地形条件、采用的施工机械设备、土层地质分布及挖方利用情况、合同工期、气候等要求，编制施工方案。
路堑的开挖方法应根据纵向长短、路堑挖深及现场实际施工技术条件，确定工期短、边坡稳定、施工安全的方案。
体现出经济性、安全性、先进性。
3.1.2挖方路基施工前应详细检查、核对纵横断面图，发现问题必须进行复测，若设计单位提供的断面图不完善，应全部补测。
3.1.3根据恢复的路线中桩、路基设计表和有关规定测设并固定路基用地界桩、路堑堑顶、弃土堆等具体位置桩。
桩上标出桩号及路中心挖深，并按每1000米距离左右增设临时水准点。
采用机械开挖时，应在边坡坡顶桩处标明挖深标志，并在距中心桩必要的安全距离处设立能控制路基标高的控制桩，以随时进行施工控制，其间距不宜大于50m。
地形复杂、工程量集中的深路堑地段，应加密临时水准点、中桩、边桩，精心控制测量，避免欠挖、超挖。
截水沟、排水沟放样时，可每隔20m左右在沟内外缘钉木桩标明里程及挖深。
3.2机械设备
3.2.1挖土机械：
挖掘机、推土机、装载机、平地机、铲运机、自卸汽车等。
3.2.2一般工具：
铁锹、手推车、坡度尺、钢卷尺或皮尺、放样线绳等。
3.3作业条件
3.3.1排水系统优先修建。
正式开挖前，应在路堑堑顶开挖临时截水沟，将坡面雨水引出路堑外，临时截水沟与永久性的排水、截水系统结合起来效果更好。
开挖有地下水的路堑时，应根据当地工程地质资料，采取措施降低地下水位，一般降至开挖面以下50cm。
3.3.2所有施工人员进行培训，现场施工技术人员对作业层队伍进行全面技术、安全、质量、环保内容的交底。
4操作工艺
4.1工艺流程
4.2操作步骤及方法
4.2.1土方开挖应自上而下进行，禁止乱挖、超挖，不得掏洞取土，根据整个路段的横断面宽度和深度，有以下开挖方式：
1单层横向全宽掘进法：
对挖掘深度小且短的路堑，沿路线纵向一端或两端向前开挖至路基设计标高。
逐渐向纵向挖深，挖出的土方一般向两侧运送。
2多层次、横向全宽掘进法：
当路堑较深路线纵向较长时，横向全宽也可分为两个或两个以上的阶梯，同时分层进行掘进，每层都留有运土路线，并做好临时排水设施，防止上下层干扰。
这种挖掘方法作业多，工效快，施工时加强管理、协调。
3纵向通道挖掘法：
如果路堑的宽度、深度都较大，可先沿路堑纵向分层挖出一条通道，然后将通道两侧进行拓宽。
上层通道拓宽至路堑边坡后再开挖下层通道，如此纵深开挖直至路基设计标高。
开挖时可以在边坡碎落平台上做好临时排水沟，将水引出路基外。
4混合挖掘法：
对特别长、深的路堑，可采用先用纵向通道，再横向两侧挖出若干条辅助通道，可集中机械设备沿纵横通道平行作业。
这种挖掘方法必须注意作业进度、运土路线、临时排水、机械调度配套等周密组织管理，一般组织统一由指挥长协调。
4.2.2土质路堑开挖应根据工程的实际情况选用挖掘、装运、平整机械，最大限度地发挥机械的效能，杜绝窝工、停工状况。
施工机械选择应遵循以下原则：
1适用性原则：
机械的性能、数量要与工程进度、工程量相匹配，避免因机械工作能力不足和过剩造成延缓工期或机械效率太低现象，尽量选择满足施工内容的机种和机型。
2经济性原则：
高速公路的路基土方量都较集中，量又大，采用大型机械配套施工，确保工期，人工成本低，充分体现机械化施工先进性和可靠性。
3可靠的安全性能：
要选择噪音小、不污染自然环境和生态平衡的便于自动化施工的组合配套机械。
4.2.3推土机是土方路堑施工常用的机械，作业方法主要有五种：
1下坡推土法：
一般可提高生产效率30%～40%，但坡度不宜过陡，适宜坡度为10%～18%，否则回空时爬坡困难。
2槽形推土法。
适宜于运距较远、土层较厚时，形成一条线槽推土线，减少土的漏失，提高工效:
注意的是防止槽壁坍方埋掩机械事故。
3并列推土法:
当路堑较宽时，可采用2-3台推土机同速并列推土，减少土的损失。
这要求驾驶员有较高的技术，得心应手并驾齐驱，相邻两铲刀间距为30cm左右。
平均运距50m-70m为宜。
4接力推土法:
土质较硬，一次推土不深，可由近及远分段将土推运成堆，然后由远及近将土一次推送到卸土点。
5波浪式推土法:
在推土机初切土时，应将铲刀最大可能地切入土中，当发动机稍超负荷时，铲刀会缓缓提起，直到发动机恢复正常运转，再将铲刀降下切土。
起刀时不应离开地面，这样多次起伏，直至铲刀前推满土为止。
其优点是发动机的功率得到充分发挥，缩短铲土时间和距离。
存在的问题是空回时铲土道不平整。
路堑挖土作业是以单斗挖掘机最为普见，且以正铲挖掘机使用最多，正铲挖掘机作业灵活，回转速度快、挖装配合一气呵成。
适用于开挖Ⅰ-Ⅳ类土。
4.2.4正铲挖掘机开挖土质路堑作业方法：
1侧向开挖：
铲斗向前进方向挖土，运土汽车位于铲斗侧面装车，与开挖路线平行，其特点是铲斗卸土时平均转角小于90°，车辆可以直线进出，不需调头和倒驶，工作效率高。
2正向开挖：
铲斗向前挖土，运输车辆停在挖土机后面装土，其特点是开挖面较宽，可以两侧装土，但装车回转角度较大，通常大于180°左右，增加了循环时间。
另外由于汽车不能直接开进挖掘通道，需要调头和倒驶，使施工场地拥挤，挖掘机不能连续作业，效率低。
这种开挖方法只适宜于施工区域的进口处。
4.2.5装载机是在路堑开挖作业中，特别在路堑横向全挖法时使用最好的机械，它集铲土、装载、运输于一体，完成铲掘、推运、装运、整平、牵引等功能。
装载机与运输车辆配合的作业方法：
1I字形作业：
运输车辆平行于开挖作业面，装载机垂直于开挖面，前进铲土后，直线后退一定距离，并提升铲斗，此时运输车辆进到装载机铲斗卸土位置，装满后汽车驶离，这种联合方式特点是装载机不调头，但运输车辆需多次倒驶。
2V字形作业：
运输车辆与开挖面约60°交角，装载机垂直于开挖面，前进铲土后，再倒车驶离开挖面过程中调头60°与运输车辆垂直，然后驶向运输车辆卸土。
这种方式循环时间较短。
3L字形作业：
运输车辆垂直于开挖面，装载机前进铲土后，倒退并调转90°，然后驶向运输车辆卸土。
这种开挖方式在较宽畅的工地经常使用。
4.2.6平地机是路堑开挖作业中经常配套的施工机械，它是铲土、运土、修坡、卸土同时进行的连续作业，主要工作装置是一把刮刀，它通过调整四种作业动作，即刮刀平面回转、左右端升降、左右引伸、机外倾斜，来完成刮刀刀角铲土侧移、刮土直移、机外刮土作业等。
在土质路堑开挖中的作业为：
1平整路床。
平地机以较大切土深度进行粗平，切除高处，补平低处，行驶到段落中端时，常以倒退行驶返回另一端，然后再以较小的切土深度进行精平，用刮刀将松土压实。
通过调整角度在整平时刮出路拱横坡。
2修刮边坡。
用平地机修刮边坡的高度以1.5m为宜。
修刮时将刮刀转到机身外侧，与机身纵轴保持较小的锐角，旋转刀片使刮刀斜度与边坡相同，进行试产后再调整到需要角度。
一般从填挖交界处开始向路堑内往返铲刮边坡逐段完成。
3开挖边沟。
路堑开挖边沟采用机身外刮土，需人工配合。
先由平地机沿边沟中心线开挖一槽，挖出的土翻倒在路肩上，反复以若干行程，逐渐扩大槽深到设计深度，并将槽壁铲切到接近设计坡度，直到平地机挖出最大深度，然后用少量人工按设计断面开挖整修，路肩上的积土应及时运出路堑外堆放。
4.2.7机械开挖路堑作业特别强调土方机械的组合形式及联合作业方式。
4.2.8土方机械的组合形式有以下四种：
第一种形式是不同功率、不同类型的机械混合编组—将大中型推土机、铲运机、挖掘机、装载机等机械，按一定的比例和数量混合编成一个独立作业单位。
它能发挥各种机械优势，达到高工效的目的。
但实行定额管理、机务管理、机务维修、配件供应及合理安排工序都较复杂，需要一个仔细的管理系统。
第二种形式是不同功率的同类机械混合编组。
将不同功率推土机或铲运机按一定比例和需要组合成机械群成为一个单独作业单位。
这种组合形式不宜发挥各种机械的效能，但定额管理较简单。
第三种形式是相同功率、相同类型的机械组合。
将相同功率的同一种机械按一定的数量编成独立的单位，其特点是机型单一，定额、机务、维修、配件供应管理都较简单。
但由于施工工程地质条件不同，气候、运距不同，机械的适应性差，造成工效逐渐下降，循环时间加长，此时需通过增加另一种机械补充配套。
第四种形式是相同功率不同类型的机械组合。
其特点是根据施工现场的气候、水文、地质、地形、路堑开挖深度、运土距离等多种因素综合考虑，分别选用各类机械。
这种组合能充分发挥各类机械的优势，工作效率高，主机管理、维修、配件供应单一，但生产管理较复杂。
4.2.9路堑边坡的形成
路堑边坡在开挖土方过程中自上而下分层严格按设计边坡和坡面形状施工。
深路堑边坡宜按一定高度设计平台组合成综合边坡，不宜做成一面坡的坡度。
对土质深路堑边坡应按下列边坡表施工。
土质挖方边坡坡度表
土质密实
程度
边坡高度（m）
土质密实程度
边坡高度（m）
＜20
20-30
＜20
20-30
膠结
1:
0.3～1:
0.5
1:
0.5～1:
1.5
松散
1:
1.25～1:
1.75
1:
1.5～1:
2.0
密实、中密
1:
0.5～1:
1.25
1:
0.75～1:
1.5
1细粒土层边坡：
宜在边坡上每隔6m～10m高度设置平台形成阶梯式边坡，平台宽度对机械施工不宜小于3m，对于人工施工不宜小于2m。
平台位置应设在土层分界处，平台表面做成向内倾横坡0.5%～1%，纵向坡度宜与路线坡度一致，或做成0.3%的排水纵坡，并将平台上的排水与路基排水设施相连通。
折线边坡极易被雨水冲刷破坏，除非采用砌石保护，一般不宜采用。
2砂类土层边坡：
宜用台阶式边坡，但边坡上的松散隔层要采取保护，在坡脚处必须设置碎落台，以免堵塞边沟。
3碎、砾石土和巨粒土层边坡：
其边坡形式宜做成阶梯式，平台宜设在土层分界处，边坡上的松散夹层应妥善保护，如果土层比较松散，宜将整个边坡或下部的大部分予以保护。
4.2.10边坡的防护加固是路堑开挖工作中十分重要的关键分项项目。
应根据边坡不稳定的具体原因和不稳定的程度采取以下的加固措施：
1坡面变形不大的边坡，如坡面土易冲刷、雨季产生细小溜沟等病害的边坡，可采用植物防护（种草皮）或工程防护（干砌护坡、浆砌片石护坡）。
2当边坡失稳严重，如产生中型以上滑坡等，应采用支挡工程结构防护。
3边坡上地下渗水的处理。
应探明地下水渗出的位置、面积、流量，按设计要求修建边坡渗沟将地下水引向排水系统。
4.2.11路堑路床
当路堑开挖至零填时应尽快进行施工。
如不能连续进行，应在路床底面以上预留30cm厚的保护层，在路床基底压实前迅速挖除。
路床的厚度按设计规定施工，并按JTGF10-2006《公路路基施工技术规范》的压实度标准执行。
路床施工前应先开挖排水边沟，防止边坡雨水漫延到路床部分。
当路床顶部以下为含水层时，先按设计要求施工排水渗沟将地下水引出路基外，填料应先用水稳性的透水填料施工路床。
土质路床顶面还要做弯沉值试验。
土质路床材料要满足CBR值、最大粒径控制要求。
路床的表层以下为有机土，不能满足CBR值时，应换填符合路基强度的土，换填深度应满足设计要求，一般为80cm～100cm，并必须分层回填压实。
填挖结合部应在路堑端挖台阶与填方路堤相衔接，台阶宽度不宜小于压路机碾压宽度，路床顶面衔接长度不宜小于5m。
4.2.12弃土及利用土方
1路堑挖土方作为废方处理的弃土，必须按以下规定执行：
1）弃土应不占或少占耕地。
2）沿河弃土不得挤占河道，影响排洪、加剧河岸冲刷；不得向水库、湖泊、岩溶漏斗、暗河口处弃土；严禁在贴近桥墩处、涵洞口处弃土。
3）沿线设置弃土堆应符合以下要求：
①在地面横坡缓于1:
1.5的地段，弃土可设于路堑两侧。
弃土堆内侧坡脚与堑顶间距离对于干燥土不应小于3m；对于软湿土不应小于路堑深度加5m。
弃土堆边坡宜为1:
1.5，顶面向外设不小于2%的横坡，弃土堆高度不宜大于3m。
②在地面横坡陡于1:
1.5的路段，弃土堆不应设置在路堑顶面的山坡上方，但截水沟的弃土可用于路堑与截水沟间筑路台，应拍打密实，台顶设2%的倾向截水沟的横坡。
③在山坡上侧的弃土应连续而不中断，并在弃土堆外侧设置截水沟；上坡下侧的弃土每隔50m设不小于1m宽的缺口排水，弃土堆坡脚应进行防护加固。
④弃土堆应分层进行碾压，做成规则的外形。
2大多数情况下路堑挖土方作为路堤填料利用，利用土方应按下列规定执行：
1）表层含有机质土应清除并集中堆放，不得与利用路堤填料土混杂放在一起。
2）利用土方必须根据路基施工技术规范要求，进行土工试验，其试验项目包括：
液限、塑限、塑性指数、天然稠度或液性指数；
颗粒大小分析试验；
含水量试验；
相对密度试验；
土的标准击实试验；
土的强度CBR值试验；
高速公路、一级公路应做有机质含量试验、易溶盐含量试验。
4.2.13土工试验
挖方路堑施工完成后，对路基表层土进行土工试验，若发现实验段在0～300mm厚度范围内进行碾压无法满足路床压实度要求时，经监理批准后应下挖1～2层，对底层碾压密实后，再分层回填压实。
挖方路基施工标高，应考虑压实后的下沉量，其预留值由试验确定。
4.2.14季节性施工
1冬季施工
1）路堑开挖至路床面1m时应停止开挖，挖好临时排水沟，在表面铺松土保温，待正常施工时挖去其余部分。
2）冬期开挖路堑土方必须从上往下挖，严禁从下往上掏空挖土。
2雨季施工
1）一般应选在丘陵和山岭地区的砂类土、碎砾土和岩石地段的路堑弃方地段施工。
重粘土、膨胀土及盐渍土地段不宜在雨季施工。
平原地区排水困难，不宜安排雨期施工。
2）修建临时排水设施，保证作业场地不被洪水淹没，并能及时排除地表水。
3）路堑开挖前应先在路堑边坡坡顶2m以外开挖截水沟并接通出水口。
4）路堑应分层开挖，每层均应设置排水横坡。
挖方边坡不应开挖到位，应预留300mm厚，待雨季过后修整到设计边坡。
开挖的利用土做填方时应随挖随运随填。
5）开挖路堑至路床设计标高500mm时应停止开挖，并在两侧挖排水沟，待雨季过后再挖到设计标高后压实。
若土的强度达不到设计要求应超挖500mm，经监理工程师批准后用粒料分层回填并按路床要求压实。
5质量标准
5.1路堑路床的质量评价要求
序号
检查项目
规定值或允许偏差
高速公路、一级路
二级路
三、四级路
1
压实度（%）
≥96
≥95
≥94
2
边坡
不陡于设计值
不陡于设计值
不陡于设计值
3
横坡（%）
±0.3
±0.5
±0.5
4
中线偏位（mm）
50
100
100
5
纵断高程（mm）
+10，-15
+10，-20
+10，-20
6
宽度（mm）
不小于设计值
不小于设计值
不小于设计值
5.2弯沉检验。
路堑顶面检验的弯沉值在考虑季节影响后不大于设计要求值。
5.3路床的强度要求
路床的填料CBR值要求如下表
项目分类
填料最小强度CBR值
填料最大粒径
（cm）
高速公路、一级公路
其他公路
上路床（0-30cm）
8.0
6.0
10
下路床（30-80cm）
5.0
4.0
10
6成品保护
6.1路堑边坡刷坡完成后应立即进行防护或植草施工，边坡如在雨季形成的小冲沟应及时进行维修。
6.2为防止路基被雨水浸泡和边坡被雨水冲刷，应在路基面做成2%～4%的排水横坡，边沟必须及时开挖，确保排水畅通。
6.3已经成型的路基不应做施工道路，施工中的重型车辆应尽量通过施工便道，防止路床碾压后不平整或坑槽。
6.4边坡桩应很好保护。
水准基点妥善保护，供路面施工使用，测设高程。
7质量记录
7.1施工过程中的质量控制记录，如中线测量、边坡放样、水准测量、标准击实、弯沉测定记录表和弯沉统计评定表、压实度记录、工序质量记录评定表。
7.2土的实验报告
7.3完工的质量记录，按JTF-80-2004要求，全面评定工程质量成果。
8安全、环保措施
8.1安全措施
路堑挖土方作业主要是机械化施工，确保机械、人员安全至关重要。
必须采取以下措施：
8.1.1建立健全的施工安全管理机构和安全保障体系。
各协作施工作业队必须贯彻“安全第一、预防为主”、坚持“管生产必须管安全”的原则，从项目经理部到施工现场均应设置专职安全员，落实安全责任制，健全安全预防、预警、检查、事故处理、安全报告等保障系列。
8.1.2制定各种规章制度，重在落实、贯彻、检查。
各单位必须严格遵照JTJ076-95《公路工程施工安全操作规程》的规定，结合工程实际情况，制定各种规章制度，做到生产与安全工作同步计划、布置、交底、检查、评比、总结。
8.1.3施工机械设备应有专人负责保养、维修和看管。
各种机械操作手、电工必须经培训、考核持有上岗证，同时经常加强对司机、电工及施工人员的教育。
机械施工中的安全包括机械本身的安全、施工操作规程的安全。
8.1.4施工现场必须做好交通安全工作。
夜间施工，路口、边坡顶必须设置警示灯或反光标志，专人管理灯光照明。
8.1.5现场操作人员必须按规定佩戴防护用具，机械燃料库必须设消防防火设备。
对现场易燃品必须分开放置，保证一定的安全距离。
8.1.6深路堑雨季开挖作业的安全必须采取特别措施。
挖方体上边坡设立观测桩，指定专人负责巡查观测有无开裂或移动情况，制定一套机械和人员撤离危险区的预警制度。
久雨复工前应先检查挖方体边坡、台阶有无裂缝状况，应慎重处理后方允许开工。
8.1.7路基开挖中遇到地下水涌出时，应先采取排水，然后开挖。
8.1.8分层开挖时，作业面必须相互错开，严禁重叠作业，坡面上的松动土、石块必须及时清除，严禁在危土、石下方作业、休息及存放机械、工具。
8.1.9滑坡地段开挖应避开雨季，严禁全面拉槽开挖。
弃土不准堆放在滑坡体内。
施工过程中应设置观测点，专人检测滑坡体的动态变化，严防塌方损伤机械和人员。
8.2环境保护
8.2.1各种临时设施和场地，一般宜远离居民区，而且应设于居民区主导风向的下方处。
当无法避免时，应采取适当的防尘及消声等措施。
8.2.2施工中，对路基边坡可采取分段施工，清除的种植土及时异地堆放。
工程弃土完成后应及时进行防护，保证环境的美观整齐。
8.2.3挖方现场的各种排水沟渠如截水沟、边沟等的水流不得直接排放到饮用水源、农田、鱼塘。
8.2.4清洗机械的废水、废油等有害物不准直接排放到河流、湖泊等水域中，也不准排放到饮用水源附近的土地上，以防污染水质和土壤。
8.2.5开挖中发现文物、古化石时，应暂停施工，保护好现场，并立即报告建设单位和当地文物管理部门研究处理，不准瞒报和私自处置。
8.2.6路基开挖中应加强对野生动物生存环境的保护，不准在野生动物栖息地及通道附近设置弃土场。
施工驻地、机械停放场地及临时用地应距离野生动物栖息地及通道不宜小于1000m。
8.2.7在自然保护区及风景名胜区路基开挖施工时，必须采取有效措施按规定保护景观、林木、植被、水体、地貌不被污染和破坏。
严格划定各种机械、人员的行走路线，保证周围地表、植被的生态环境不受破坏。
执笔：
牛海喜
审定：
陆仁达
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