新疆阿喀高速公路3标路基工程施工规划.docx

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新疆阿喀高速公路3标路基工程施工规划

一、工程概况及混凝土工程量分析

1.1工程概况

新疆G3012阿克苏-喀什高速公路3标跨越喀什地区伽师县、克州地区阿图什市、喀什地区喀什市，途经西克尔镇、柯达良互通立交、红旗农场、阿图什、塔库提、喀什等城镇，全长151.482km。

路线基本与G314国道和南疆铁路平行布置，起点桩号K1302+500约对应G314国道K1304+850桩号，终点桩号K1453+982.258对应G314国道K1457+952桩号，工程内容包括路基、路面、桥涵、互通立交和安全设施及预埋管线施工等。

合同工期583日历天，计划于2011年4月28日开工，2012年11月30日完工。

因该新建高速公路毗邻G314一级公路，所以按照与G314国道的关系划分为3个设计段落，K1302+500～K1421+000段按时速120km/h的新建双向四车道高速公路设计，路基宽28m，其中K1420+900～K1421+000段为路基宽由28m渐变为25m的百米渐变段；K1421+000～K1423+700段按时速100km/h的双向四车道高速公路设计，路基宽25.5m；K1423+700～K1453+982.258段完全利用G314一级公路，设计时速100km/h，路基宽25.5m。

除收费站和中央分隔带出口采用水泥混凝土刚性路面外，其余段落均按沥青混凝土柔性路面结构形式设计。

1.2工程量分析

整个标段路基工程包括正线路基、服务区路基、互通立交路基、桥涵路基处理、辅道路基、耕地清表/回填、低填及挖方路基处理、特殊土路基处理等路基工程，按招标文件工程量清单统计，总的开挖量约557万m3，填方量约1950万m3。

工程项目有路基开挖、回填、清挖、换填等项目。

以上项目的填料除了少部分漂块石外均是砂砾类土料。

因目前初步考虑K1302+500～K1392+756段由项目部自营，其后的段落由合作方完成，所以单独统计了自营段的路基工程量总量：

开挖量332.98万m3，填筑量1287.73万m3。

考虑到工期、取土场的位置、运输距离等综合因素，将K1302+500～K1392+756段分为3个工区组织路基工程的平行施工。

第三工区的起止里程桩号为K1302+500～K1332+281，长29.781km，区段内设置有Q1～Q4（招标文件制定取土场）4个取土场，加上路基开挖调配25万m3，取料平均运距4.0km；第二工区的起止里程桩号为K1332+281～K1360+414，长28.133km，区段内设置有Q5～Q7（招标文件制定取土场）和XQ1（新增取土场）4个取土场，取料平均运距4.0km；第一工区的起止里程桩号为K1360+414～K1392+756，长32.342km，区段内设置有Q9、Q10、Q12（招标文件制定取土场）和XQ2（新增取土场）4个取土场，取料平均运距4.0km，各工区路基工程量分别见表1-1。

表1-1各工区路基工程工程量分解表

工区

挖方

（万m3）

填筑

填方

（万m3）

砾类土

填筑

（万m3）

漂块石

（完m3）

换填砾

类土

（万m3）

30cm砂砾

换填

（万m³）

第三工区

K1302+500

～K1332+281

29.781km

路基

43.66

188.83

9.00

0.00

西克尔服务区

11.00

24.89

2.05

0.60

0.00

伽师总场互通立交

1.94

27.00

2.99

1.13

0.00

西克尔互通立交

0.28

36.63

3.57

2.57

0.00

导流坝

0.00

20.11

2.56

3.10

0.00

桥头路基处理

1.84

0.00

33.04

0.00

耕地清表、回填

12.12

0.00

低填及挖方路基处理

10.46

0.00

特殊土路基处理

60.07

0.00

49.26

10.81

合计

万m3

141.36

309.58

53.21

7.40

49.26

10.81

141.36

430.25

第二工区

K1332+281

～K1360+414

28.133km

路基

0.46

216.95

9.26

0.00

大山口互通立交

10.39

34.81

2.50

1.89

9.91

0.00

导流坝

0.00

20.86

2.00

2.32

0.00

桥头路基处理

1.57

0.00

26.05

0.00

耕地清表、回填

12.96

0.00

低填及挖方路基处理

2.09

0.00

特殊土路基处理

47.59

0.00

44.94

2.66

合计

万m3

75.07

285.59

39.81

4.22

54.85

2.66

75.07

387.12

第一工区

K1360+414

～K1392+756

32.342km

路基

0.90

264.76

10.29

0.00

格达良互通立交

41.74

31.67

4.21

1.31

20.97

0.00

导流坝

0.00

21.81

2.47

3.02

0.00

桥头路基处理

2.28

0.00

38.03

0.00

耕地清表、回填

16.53

17.14

0.00

低填及挖方路基处理

0.42

0.00

特殊土路基处理

54.68

0.00

46.43

8.25

合计

万m3

116.55

335.37

55.00

4.33

67.40

8.25

116.55

470.36

汇总

万m3

332.98

1287.73

二、工期计划及施工强度分析

本标段路基土石方和桥涵构筑物、坡面防护等工程量巨大，而合同工期只有583日历天，扣除每年11月～次年2月受冬季风雪、低温及冻土影响不能施工的因素后，实际有效的施工时间仅有432日历天（包括次年11月），路基填筑工程填筑强度非常大。

为给紧后工序路面工程尽量预留一定的施工时间，降低施工强度；而且也要考虑路基施工设备/人员进场、填料的选定/试验、取土场的征地、施工便道的施工、供水系统的布置、路基碾压试验段的碾压试验及成果报批等因素所必需的时间，以上施工准备工作考虑1个月左右完成，具备路基填筑施工条件。

按照以上分析，路基主线工程（与正线有关、相互连接的工程，如互通、桥头路基、基础处理、服务区等）计划于2011年6月15日开始施工，于2012年7月15日完工，有效施工时间为9个月275日历天；保护路基安全的导流坝计划施工时间和进度与路基主线工程同步；防护与排水推迟路基施工3个月即2011年10月1日开始，于2012年9月30日完成。

根据以上工期计划分析，路基施工各个工区的施工计划和施工强度见表2-1。

表2-1各工区路基工程施工计划及强度分析表

在以上日平均强度指标计算出来后，在用以设备选型时，考虑到施工受不利气候、现场条件等外部环境因素限制而出现的不均衡性，根据经验数据，对开挖、运输、碾压等设备考虑不均衡系数为1.2（即日高峰强度为日平均强度的1.2倍）来考虑设备选型。

三、设备选型和配置

根据上述施工强度分析结果进行设备选型和配置。

考虑各种设备每日的维护、检修等情况，为确保施工强度，设备每日的有效工作时间按20h考虑。

3.1震动压路机

按照招标文件要求，农田区填筑前利用不小于18t的压路机进行夯实处理。

按此要求，为了便于震动压路机的统一管理、维护及配件备用，路基施工压路机拟统一采用中联重工YZ18压路机，其主要技术参数见表3-1。

表3-1YZ18单钢轮振动压路机主要技术参数表

指标

单位

参数

工作质量

18000

前轮分配质量

/后轮分配质量

11800/6200

压轮宽度

2130

静线载荷

N/cm

538

振动频率（低/高）

27/32

名义振幅（高/低）

2/0.9

激振力（高/低）

400/282

行驶速度

km/h

0～10

发动机功率

118

中联重工YZ18压路机

每层松铺厚度按30cm计，松铺系数按1.3考虑，碾压合格压实厚度为23cm。

碾压时压路机横向搭接的轮迹宽按50cm计，则每一遍压路机实际有效碾压宽度为1630mm。

根据相关经验，每层按碾压8遍计，具体组合为：

静压1遍＋弱振2遍＋强振4遍＋静压1遍，压路机行走速度均按第三档行走，即2.5km/h。

取1km单元为基数来计算压路机的数量，单元合格压实方为374.9m3,8遍碾压完成总共需要1×8/2.5=3.2h,每遍之间搭接按1分钟计算，则完成1km单元总计需要3.2×60+7=199分钟，则1台压路机的小时生产能力为374.8/199×60=113m3/h。

根据以上单台压路机小时生产能力计算，则：

第三工区共需要11台（2.49（日最高峰强度）×10000/20/113=11台）；

第二工区共需要10台（2.23（日最高峰强度）×10000/20/113=10台）；

第一工区共需要12台（2.72（日最高峰强度）×10000/20/113=12台）。

另外，为了配合边角和狭窄部位的震动碾压，每个工区各配置20台手扶式压路机和跳夯。

3.2平地机

路基每层摊铺平整采用推土机初平、平地机精平施工。

根据类似工程经验，PY系列平地机小时摊铺能为为800～1000m2/h，按900m2/h计算，则：

第三工区共需要6台

（2.49（日最高峰强度）×10000/0.23/20/900=6台）；

第二工区共需要6台

（2.23（日最高峰强度）×10000/0.23/20/900=6台）；

第一工区共需要7台

（2.72（日最高峰强度）×10000/0.23/20/900=7台）。

拟采用鼎盛天工PY180G平地机。

其主要技术参数见表3-2

表3-2鼎盛天工PY180G平地机主要技术参数表

指标

单位

参数

额定功率

160

外形尺寸（长×宽×高）

8700×2595×3480

工作重量

15700

车速（档位/速度）

档/km/h

前6/5.2～36.1

后3/5.2～25.0

最小转弯半径

7800

最大牵引力

最大爬坡能力

度

铲刀规格（长×宽）

3965×650

鼎盛天工PY180G平地机

3.3摊铺推土机

推土机初平，根据类似工程经验，TY220小时摊铺能为为550～600m2/h，按550m2/h计算，则：

第三工区共需要10台

（2.49（日最高峰强度）×10000/0.23/20/550=10台）；

第二工区共需要9台

（2.23（日最高峰强度）×10000/0.23/20/550=9台）；

第一工区共需要11台

（2.72（日最高峰强度）×10000/0.23/20/550=11台）。

3.425KJ三边形双轮冲击压路机

根据招标文件第三卷《技术规范》要求，为了在路基填筑后能直接施工路面工程，减少沉降期，要求在新建道路地基、路基、路堑宜采用25KJ三边形双轮冲击压路机冲击碾压。

根据相关25KJ三边形双轮冲击压路机冲击碾压资料，其双轮静重12t，行驶最佳速度为12km/h，对地面产生集中冲击力200～250t，相当于1111～1543kPa。

冲击压路机双轮各宽0.9m，两轮内边距1.17m，行驶两次为一遍，其有效冲碾宽度4m，为一计算单元。

各种土石路基冲碾20～40遍可以使路基形成厚1.0～1.5m的均匀加固层。

按照本工程采用砾类土路基，按冲碾30遍计。

路基宽度为28m，扣除两边1m的安全距离，实际冲碾宽度为26m，为7个单元，一台25KJ三边形双轮冲击压路机实际完成1km需要35h。

路基扣除桥涵后，实际路基长度：

第三工区28.96km，第二工区27.124，第一工区30.321。

按照配置一台25KJ三边形双轮冲击压路机来计算，则：

第三工区需要1013.6h，共计51天；第二工区需要949.34h，共计48天；第一工区需要1061.2h，共计53天；总共需要162天。

路面底基层填筑施工计划是2011年8月1日~2012年7月31日，共计8个月245天。

路基冲碾压工期和强度完全能满足路面工程底基层的施工，所以三个工区只配置一台25KJ三边形双轮冲击压路机。

拖式25KJ三边形双轮冲击压路机

3.5强夯机

根据招标文件要求，小于4m填方路基的砂土液化路段基础需要用强夯处理，部分消除液化沉陷。

具体要求：

先用2000KN.m夯击能点夯2遍，再用1000KN.m夯击能满夯1遍，最后再2击夯沉量不大于50mm。

按照以上处理要求，拟选用山东鲁夯重工有限公司生产的LHQ50T型液压履带式强夯机，具体技术参数见表3-3。

表3-23LHQ50T型液压履带式强夯机主要技术参数表

项目名称

单位

数值

项目名称

单位

数值

夯能级

300加龙门架600

回转速度

r/min

3.0

允许夯锤重量

20-55

行走速度

km/h

1.4

提升接力

爬坡能力

额定起重量

柴油机额定输出功率

kw/R/min

140/2000

主臂长度

主提升倍率

倍

主臂加副臂最大长度

20+23+25

接地比压

Mpa

0.07

起重臂变幅角度

30-78

配重质量

12.5

提升钢丝绳速度

m/min

高70低35

整体质量

下降钢丝速度

m/min

高70低35

主机尺寸（长×宽×高）

5940×4500（3400）×305

经过计算和借鉴类似工程经验，按照以上技术要求，LHQ50T型液压履带式强夯机小时强夯能力能达80～120m2/h,按100m2/h计。

根据路基处理工期计划，要在2012年5月底7.5个月完成，平均每月、日每个工区完成路基的延米数为：

第三工区：

28.96km/7.5=3.86延km/月=155延m/日

第二工区：

27.12km/7.5=3.62延km/月=145延m/日

第一工区：

30.32km/7.5=4.04延km/月=162延m/日

各个工区砂土液化工程量见表3-4。

表3-4各工区砂土液化段处理工程量统计表

工区

起讫桩号

处理长度

（m）

处理措施

处理面积

（m2）

起点桩号

终点桩号

第三工区

K1322+215

K1322+915

700

强夯

33376

K1325+720

K1332+281

6561

强夯

326738

合计

7261

360114

第二工区

K1332+281

K1334+720

2439

强夯

121822

第一工区

K1362+120

K1362+920

800

强夯

42112

K1365+445

K1368+020

2575

强夯

135548

K1384+187

K1385+181

994

强夯

52483

K1387+752

K1388+572

820

强夯

44805

合计

5189

274948

总计

14889

756884

按照以上工期分析，第三工区砂土液化段需要47天（7261/155）处理完成；第二工区砂土液化段需要17天（2439/145）处理完成；第一工区砂土液化段需要32天（5189/162）处理完成。

总共需要96延长天工期，从工期上能满足路基处理要求，因此，按三个工区里配置最大的数量来配置强夯机。

根据单台强夯机的处理能力，经计算单独处理每个工区的液化段需要配置的强夯机数量为：

第三工区4台（360114/100/20/47=4）；

第二工区4台（121822/100/20/17=4）；

第一工区5台（274948/100/20/32=5）。

因此，按照工区分开处理原则，一个工区处理完后再进行另外个工区处理，则强夯设备按照单个工区最多配置数量来配置，配置5台LHQ50T型液压履带式强夯机。

3.6自卸车

路基开挖与填筑料的运输均考虑用20t自卸车运输，每个工区的开挖与填筑强度具体见表3-5。

表3-5各个工区开挖、填筑日高峰强度汇总表

工区

日高峰开挖强度（万m3/日）

日高峰填筑强度（m3/日）

第三工区

0.9

2.49

第二工区

0.48

2.23

第一工区

0.75

2.72

经过各个取土场和新增取土场的平衡，开挖弃料和填筑料的平均运距按4km计,同时开挖自然方挖成松方运出考虑1.13的系数，松方填料运作路基填料考虑1.08的系数；20t自卸车每车运输量按松方15m3/车计算。