公路工程路基土石方開挖施工技術

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文章結合某公路工程項目實際案例，分析了土方開挖與石方開挖過程中的施工技術及其操作要點，同時對質量控制措施的落實情況進行了分析，望能夠為同類工程提供參考。

一、工程概況

某公路工程標段共涉及到的土方開挖工作量為210.0萬m3，其中包含180.0萬m3石方開挖量，路基填方工程量為250.0萬m3，現場施工過程所涉及到的對特殊路基的處理工作主要包括高填深挖路基以及填挖交接路基等。路基防護形式包括以下幾種類型：綠化防護形式；擋墻防護形式；干碼片石防護形式。路基排水通過截水溝、排水溝、與邊溝相互配合的方式實現。結合本工程項目施工前期的勘察數據以及調查資料報告來看：本公路工程項目路基土石方開挖作業實施期間所面臨的最主要的問題在于，部分路段的縱向橫坡變化幅度較大，部分路段為深挖路塹，這給本區域內土石方開挖工作帶來了很大的影響，造成了比較大的施工難度。因此，為了能夠更好地確保路基土石方開挖的整體質量，本次施工中將操作區域劃分為四個獨立的路基施工段，同時展開分段開挖作業，并將土石方開挖工作與填方、防護作業結合，合理安排各個環節的施工順序與流程，以圓滿完成土石方開挖作業。

二、土石方開挖技術

1.前期準備環節

在正式施工作業實施前，工作人員需要以工程項目設計文件為標準依據，結合對現場施工情況的觀察，核對設計方案中的具體參數，重點對本工程橫斷面的相關情況以及待挖方路段的穩定性進行監測與核對，若需要對路基進行加固處理則需要先實施加固方案，然后再做進一步的開挖工作（本工程中路基結構整體穩定性好，故未做路基加固處理）。

2.土方開挖技術

結合本工程項目的實際情況來看，為了能夠在最大限度上保障路基土方開挖質量達到理想狀態，就需要對各個施工流程進行科學的制定與落實。在實踐工作中，路基土方的開挖流程按照如下方式設計并實施：①測量放線工作→②截水溝設置工作→③挖掘機開挖工作→④挖掘機及裝載機裝料工作→⑤自卸車運輸工作→⑥人工整修邊坡工作（配合坡面防護工作）。結合本工程土方開挖作業的實際條件與特點，針對短、淺地段建議采取全斷面的開挖方式，針對局部路塹深度較大的路段，則將開挖方式替換為橫向分臺階法，部分傍山環境下的路段縱向臺階法開挖，針對局部路塹深度較大且存在平緩橫坡的地段，土方開挖則通過縱向分段分層方法實現。在具體施工作業的實施過程當中，施工現場先開挖一條通道，然后進行兩側土方的開挖工作，使分層開挖下的各個工作面均具有獨立的出土道路，同時配合設置臨時性的排水設施。分層開挖期間還需要遵循自上而下的工作原則，以確保土方開挖的整體流程更加有序與規范。現將土方開挖工作中的主要技術方案總結如下：

（1）橫向開挖法：多層橫向全寬挖掘法適用于對深度較大且較短的路塹的開挖工作，若現場的土方開挖工程量較大，則各層開挖作業需要沿縱向拉開，多層多方向出土，根據工程量可以適當增加勞動力以及施工機械的配置數量，以滿足施工進度方面的要求。

（2）縱向開挖法：針對路塹長度在100.0m以內，開挖深度在3.0m以內的土方開挖工作而言，若開挖區域內的地面坡度較高，則需要在推土機的干預下展開作業，運輸距離按照20.0～70.0m標準進行控制，最遠距離應當控制在100.0m范圍內。若地面橫向坡度較小，則表層可以通過鏟土的方式進行處理，下層則縱向推運。

3.石方開挖技術

本公路工程路基處理中也存在部分石方開挖的工作，根據石方開挖的工作量，擬通過爆破法完成開挖施工作業。根據這一思路，在實踐工作中，路基石方的開挖流程按照如下方式設計并實施：①對爆破開挖區域的地下管線、建筑物進行調查分析→②測量放線工作→③截水溝設置工作→④設計爆破炮位→⑤檢查炮孔并清理廢渣→⑥裝藥并安放引爆器材→⑦堵塞炮孔→⑧設置安全崗并撤離爆破區內工作人員→⑨起爆并清除瞎炮（配合對邊坡的修整以及坡面防護工作）。在本項目石方開挖工作中，所采取的開挖方案主要可以歸納為兩個類型：第一是半挖半填斷面的開挖工作，第二是全挖斷面的開挖工作。根據開挖技術方案的特點，采取深孔或淺孔條件下的松動爆破工作。同時，還需要在邊坡外預留光爆層，通過實施光面爆破的方式使邊坡整體平順性更加的理想，防止邊坡巖體結構出現失穩或受到擾動影響。在如下圖1所示的半挖半填斷面爆破作業實施過程當中，2、5、8、11、15、19區域均需要做光面爆破處理。在深孔松動爆破作業實施過程當中，采取梯段爆破的施工方案。施工作業實施過程當中所使用的操作機械為9m3單位潛孔鉆機，應用該鉆機執行鉆孔作業，鉆孔孔徑控制標準為90.0mm，現場炮孔的布置形式為梅花式，炸藥選擇2#巖石硝銨炸藥，臺階高度按照8.0m標準進行計算（在爆破參數的計算過程當中，根據現行標準中對炸藥換算系數的規定，取1.14作為換算系數）。具體的爆破作業方案如下圖2所示。結合圖2中區域劃分標準，爆破作業期間首先進行1～2部分的爆破工作，完成以上工作面的爆破后能夠為石料運輸提供相應的施工平臺，然后進行3～6部分的爆破工作，形成石料運輸2級操作平臺，9～12區域的開挖作業則需要遵循自上而下的基本原則。同時，整個爆破作業實施期間，4、6、10、12區域均需要做光面爆破處理。

三、質量控制要點

1.土方開挖過程當中需要以施工圖紙為依據，遵循自上而下的基本原則展開開挖工作，杜絕出現超欠挖的問題。同時，無論工程實施中的土方開挖工作量有多大，所開挖區域的土層深度多高，都不得使用爆破法掏洞取土。

2.若開挖過程當中所開挖出的土層性質與前期勘察數據之間產生較大差異，則需要由施工方及時匯同設計方展開研究，對施工方案進行修改同時挖出邊坡。

3.在土方開挖期間，設計路床頂面標高時需要考慮到在壓實因素影響下而產生的下沉量，根據試驗確定取值參數。對于路基頂面以下300.0mm的壓實度或在頂面以下換土高于300.0mm的情況下，應當按照95％的標準進行壓實度控制工作。

4.若在土石方開挖期間，路塹或邊坡區域內出現明顯的地下水滲漏問題，則需要工作人員及時根據對滲流位置的定位以及滲流量的計算，設置相應的排水溝，截水溝，或集水井等排水設施，嚴格控制地下水水位，并引導地下水的排出。

5.由于本工程土石方開挖范圍內涉及到部分溶洞地區，受到本區域內特殊地質條件的影響，在土石方開挖過程當中建議通過爆破方式完成施工。在爆破施工的過程當中，有以下幾個方面的質量控制要點：第一，溶洞爆破過程隨著正常梯段爆破施工進行，即在正常爆破處至少一個側向臨空面后開始鉆孔、爆破（本工程中梯段爆破深度按照12.0m進行控制）；第二，原則上以布孔位置盡量避開溶洞正上方鉆孔為宜。減小穿孔的可能性，同時對洞頂圍巖爆破擠壓效果有利；第三，溶洞頂部鉆孔孔底距溶洞頂的距離不能小于鉆孔起爆排距，目的在于使溶洞整體塌落的同時，不至于產生過大的底部爆轟應力而出現爆破飛石。本工程當中，溶洞上方鉆孔孔底與溶洞頂部的間隔距離按照3.0m標準控制，溶洞外部鉆孔孔深則參照臺階高度標準加鉆孔超深控制；第四，爆破后，采取反鏟配合自卸車在溶洞側面逐步裝運合格石料至回填區。派專人負責觀察溶洞的出露情況，在確定溶洞塌陷的前提下才允許反鏟繼續挖裝。挖裝過程中，反鏟立于溶洞外側堅實的巖層上，挖除軟弱巖層和溶洞充填物。軟弱巖層和溶洞充填物運至渣場，以完成整個爆破開挖工作。

作者：劉坤 陳正剛