隧道绢云母片岩洞渣在路基填筑中的应用

隧道绢云母片岩洞渣在路基填筑中的应用

杨三兴

新疆交通建设集团股份 有限公司 新疆 乌鲁木齐 830016

摘要：公路隧道施工中产生的洞渣，如果其岩土性能适宜，往往设计作为洞口路基填料。本文以G580线和田至康西瓦公路工程阿提塔克亚隧道绢云母片岩洞渣在路基填筑中的应用为例，简要阐述其施工工艺方法、质量控制措施、质量检验结果。表明采取适宜的施工工艺方法、严格的质量控制措施，隧道绢云母片岩洞渣等性能较差的岩土体应用于路基填筑，能够满足设计要求，具有良好的经济效益，具有一定的适用价值，可供参考。

关键词：绢云母片岩 路基填筑 应用

1. 引言

公路隧道施工中，产生大量洞渣，根据其不同的岩土性能，具有不同的用途，或作为路基填料、或加工成片石碎石等，而不良岩土体则作为废料堆置于弃碴场。绢云母片岩由于其性软、遇水易软化而往往被作为废料。G580线和田至康西瓦公路工程第四工区路段由于项目自然环境限制、砾类土路基填料运距远，而隧道又有大量绢云母片岩洞渣需弃运。为达到就地取材、节能降耗和环保目的，将阿提塔克亚隧道施工产生的绢云母片岩作为路基填料，以充分利用弃渣材料填筑路基、并通过强化施工工艺质量控制，最终保证了路基各项指标均满设计要求，取得了良好的经济效益。

2. 工程技术指标

2.1 G580线和田至康西瓦公路工程第四工区起点K97+000，止于K110+000，路线长13km。本段采用三级公路标准，设计速度:40km/h; 路基宽度采用8.5米；桥涵设计汽车荷载等级采用公路-Ⅱ级。其中阿提塔克亚隧道起于K101+800，止于K105+380，长3580m。隧道段设计速度采用40km/h，建筑限界净宽9米，净高5米。路基设计回弹模量60MPa，交工验收弯沉值150（0.01mm）。

2.2 阿提塔克亚隧道 K101+900段Ⅳ类围岩，岩性为绢云母片岩，轻度风化，单轴抗压强度38.4MPa，软化系数0.76。采用钻爆法施工，台阶开挖法，进尺长度2米左右。洞渣粒径分布范围变化较大，大于40mm颗粒含量70%左右，表观密度2.74g/cm3。

3. 施工工艺方法

根据公路路基施工技术规范的规定，此段隧道洞渣单轴饱和抗压强度29.2MPa，属于软岩。采用填石路基施工法在K99+800-K100+000段进行试验段铺装。

3.1 工艺流程：

测量放样—场地清理、基底处理—填料装运—分层填筑—摊铺整平—振动碾压—检测签认—填筑下一层—边坡修整—检查验收。

3.2 机械设备

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3.3 测量放样：基底在填筑前，应将坡角位置进行重新准确的放样，且实际放样的坡角位置应比理论计算的坡角位置宽最少50cm，以保证下层填筑后边坡的压实度。每20米打设一边界桩，撒上石灰线做标志。

3.4 清表及基底处理

将路基用地范围内的树木、杂物和草皮进行清理；将路基基底范围内的树根挖除。对清理出来的废料、杂物运到指定的弃料场。机械清除表土厚0.3m，原地面的坑、洞、穴等，应在清除沉积物后，用合格的填料分层回填、分层压实，压实度应符合规定。当原地面纵坡大于12%或横坡陡于1:5时，应按要求挖成台阶，台阶向内倾斜并大于4%、宽度不小于2m并且加以夯实。为使路基基底能均匀压实，要求使用平地机将原地面进行平整，平整度误差不超过5cm。

3.5 填前压实

用压路机对基底进行压实处理，并检测压实度不低于90%。

3.6.填筑方法

采用分层压实法：自下而上水平分层，逐层填筑，逐层压实。根据技术规范规定，本试验段施工按照上路堤40cm、下路堤50cm二种不同的松铺厚度控制。按照石料最大粒径不大于50cm，且不大于层厚的2/3的规定，上路堤洞渣石块的最大粒径不得超过25cm；下路堤洞渣石块的最大粒径不得超过30cm。

运料：安排好石料运输路线，专人指挥。填料经挖掘机直接装入自卸车运至施工现场，按水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料，每侧填料铺设的宽度要超过填层设计宽度50cm。为了控制填料的层厚不超过设计的最大厚度50/40cm，应在路基两侧设置刻度50/40cm红白相间标杆尺并拉线，每5m设一个。

布料：测量人员根据路基设计断面放出填筑边线填筑范围，技术人员根据每层所需的填层厚度与自卸汽车容量计算每格尺寸，路基上用石灰按7 m ×7 m 的宽度打方格网，计算得出次摊铺面积需24.5方，一车填料方量为25方左右，一车填满一方格网，将填料卸在已划定的方格网中。每卸一车填料，用挖掘机粗平，在摊铺过程中发现粒径超过规范及技术要求的，人工配合装载机清除超粒径填料。

摊铺初平：当填料运输卸料之后，用装载机将填料摊铺平整。松铺厚度不大于50/40cm进行摊铺，对超过规定尺寸的石料采用人工解小或剔除的办法处理。在摊铺过程中，应使石料嵌锁紧密，严禁大粒径石料重叠堆放。

松铺厚度检查： 每20m一个断面，每断面5个点，采用水准仪测量填层顶标高，根据填层顶标高与下层填层对应点的标高差检测松铺厚度是否满足要求，对于松铺大于要求的范围，采用装载机进行处理。

细料填充找平： 装载机摊铺初平后，人工配合装载机对局部不平地段利用用细料找平，填充石料之间的空隙。确保碾压前的路基平整度，细料填充找平后的路基平整度达到眼观大致平整，无明显坑洼。

3.7碾压方法

采用徐工XS223J重型振动压路机进行碾压。按照石料大小、石料硬度、碾压机具，碾压程序及碾压遍数进行碾压。初步确定静压一遍，振压五编。初平初压一遍后测量断面5个高程测量点初始高程值，振压5遍后再测相应5点高程，计算沉降差。同时进行孔隙率检测。

填石路堤压实时，先压两侧（即靠路肩部分），后压中间。振动压路机碾压时，第一遍采用振动压路机不振动静压，时速控制在2km/ｈ；然后振动碾压，先慢后快，由弱振至强振振压,压路机的碾压行驶速度开始时采用慢速，最大速度不宜超过3km/ｈ，振动频率控制在30Hz左右。碾压时从低向高进行，直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向式进行，确保碾压均匀。相邻碾压带重叠1/3的轮宽；终压采用振动压路机弱振碾压至消除轮迹，保证碾压层表面平整，石料表面无明显大粒径填料的突出点，无明显空洞、孔隙，无大粒径石料松动现象。填筑完成，修整边坡。

4. 压实质量控制措施

压实质量采用孔隙率和测沉降差双控。每一层压实后即采用水袋法检测其孔隙率，孔隙率符合规范要求后确定沉降差，测沉降差采用精密水准仪配合塔尺。

填石路堤压实质量标准见下表：

5. 质量检验结果 选取第二层和第五层的检查数据，列表作分析说明。

5.1 松铺系数

5.2 孔隙率（静压1遍、振压5遍）

5.3 沉降差

5.4 路床填筑砾类土后路基整体质量检测

压实、弯沉、纵断高程、中线偏位、宽度、平整度、横坡、边坡均满足设计及规范要求。

5.5 采用“上路堤松铺厚度为40cm，洞渣石块的最大粒径不超过25cm，松铺系数为1.015，空隙率不大于20%，静压1遍、振动碾压5遍共6遍，沉降差不低于7mm；下路堤松铺厚度为50cm，洞渣石块的最大粒径不超过30cm，松铺系数为1.014，空隙率不大于22%，静压1遍、振动碾压5遍共6遍，沉降差不低于8mm”的试验参数，进行K97+000-K100+000段填石路基施工，结果其各项指标均满足设计及规范要求。经过一年的固结期，路基稳定性良好。从而充分利用了隧道洞渣，平衡了填挖，极大的降低了洞渣弃运及路基填料远运费用，节能环保，经济效益十分明显。

6. 结语

针对不同性能的路基填料，采取适宜的施工工艺方法，强化质量控制措施，就能取得成功。隧道施工中产生的绢云母片岩等性能较差的岩土体洞渣，作为路基填料，可充分发挥就地取材，节能环保的经济效益，减少远运借土费用及弃渣外运费用，是适宜的。在公路工程施工中，具有一定的适用性，可供参考使用。

参考文献：

中华人民共和国行业标准． 公路路基施工技术规范． 北京．人民交通出版社．2019.9

中华人民共和国行业标准． 公路土工试验规程． 北京．人民交通出版社．2007.9

中华人民共和国行业标准． 公路工程质量检验评定标准． 北京．人民交通出版社．2018.1