公路工程路基土石方开挖施工技术

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文章结合某公路工程项目实际案例，分析了土方开挖与石方开挖过程中的施工技术及其操作要点，同时对质量控制措施的落实情况进行了分析，望能够为同类工程提供参考。

一、工程概况

某公路工程标段共涉及到的土方开挖工作量为210.0万m3，其中包含180.0万m3石方开挖量，路基填方工程量为250.0万m3，现场施工过程所涉及到的对特殊路基的处理工作主要包括高填深挖路基以及填挖交接路基等。路基防护形式包括以下几种类型：绿化防护形式；挡墙防护形式；干码片石防护形式。路基排水通过截水沟、排水沟、与边沟相互配合的方式实现。结合本工程项目施工前期的勘察数据以及调查资料报告来看：本公路工程项目路基土石方开挖作业实施期间所面临的最主要的问题在于，部分路段的纵向横坡变化幅度较大，部分路段为深挖路堑，这给本区域内土石方开挖工作带来了很大的影响，造成了比较大的施工难度。因此，为了能够更好地确保路基土石方开挖的整体质量，本次施工中将操作区域划分为四个独立的路基施工段，同时展开分段开挖作业，并将土石方开挖工作与填方、防护作业结合，合理安排各个环节的施工顺序与流程，以圆满完成土石方开挖作业。

二、土石方开挖技术

1.前期准备环节

在正式施工作业实施前，工作人员需要以工程项目设计文件为标准依据，结合对现场施工情况的观察，核对设计方案中的具体参数，重点对本工程横断面的相关情况以及待挖方路段的稳定性进行监测与核对，若需要对路基进行加固处理则需要先实施加固方案，然后再做进一步的开挖工作（本工程中路基结构整体稳定性好，故未做路基加固处理）。

2.土方开挖技术

结合本工程项目的实际情况来看，为了能够在最大限度上保障路基土方开挖质量达到理想状态，就需要对各个施工流程进行科学的制定与落实。在实践工作中，路基土方的开挖流程按照如下方式设计并实施：①测量放线工作→②截水沟设置工作→③挖掘机开挖工作→④挖掘机及装载机装料工作→⑤自卸车运输工作→⑥人工整修边坡工作（配合坡面防护工作）。结合本工程土方开挖作业的实际条件与特点，针对短、浅地段建议采取全断面的开挖方式，针对局部路堑深度较大的路段，则将开挖方式替换为横向分台阶法，部分傍山环境下的路段纵向台阶法开挖，针对局部路堑深度较大且存在平缓横坡的地段，土方开挖则通过纵向分段分层方法实现。在具体施工作业的实施过程当中，施工现场先开挖一条通道，然后进行两侧土方的开挖工作，使分层开挖下的各个工作面均具有独立的出土道路，同时配合设置临时性的排水设施。分层开挖期间还需要遵循自上而下的工作原则，以确保土方开挖的整体流程更加有序与规范。现将土方开挖工作中的主要技术方案总结如下：

（1）横向开挖法：多层横向全宽挖掘法适用于对深度较大且较短的路堑的开挖工作，若现场的土方开挖工程量较大，则各层开挖作业需要沿纵向拉开，多层多方向出土，根据工程量可以适当增加劳动力以及施工机械的配置数量，以满足施工进度方面的要求。

（2）纵向开挖法：针对路堑长度在100.0m以内，开挖深度在3.0m以内的土方开挖工作而言，若开挖区域内的地面坡度较高，则需要在推土机的干预下展开作业，运输距离按照20.0～70.0m标准进行控制，最远距离应当控制在100.0m范围内。若地面横向坡度较小，则表层可以通过铲土的方式进行处理，下层则纵向推运。

3.石方开挖技术

本公路工程路基处理中也存在部分石方开挖的工作，根据石方开挖的工作量，拟通过爆破法完成开挖施工作业。根据这一思路，在实践工作中，路基石方的开挖流程按照如下方式设计并实施：①对爆破开挖区域的地下管线、建筑物进行调查分析→②测量放线工作→③截水沟设置工作→④设计爆破炮位→⑤检查炮孔并清理废渣→⑥装药并安放引爆器材→⑦堵塞炮孔→⑧设置安全岗并撤离爆破区内工作人员→⑨起爆并清除瞎炮（配合对边坡的修整以及坡面防护工作）。在本项目石方开挖工作中，所采取的开挖方案主要可以归纳为两个类型：第一是半挖半填断面的开挖工作，第二是全挖断面的开挖工作。根据开挖技术方案的特点，采取深孔或浅孔条件下的松动爆破工作。同时，还需要在边坡外预留光爆层，通过实施光面爆破的方式使边坡整体平顺性更加的理想，防止边坡岩体结构出现失稳或受到扰动影响。在如下图1所示的半挖半填断面爆破作业实施过程当中，2、5、8、11、15、19区域均需要做光面爆破处理。在深孔松动爆破作业实施过程当中，采取梯段爆破的施工方案。施工作业实施过程当中所使用的操作机械为9m3单位潜孔钻机，应用该钻机执行钻孔作业，钻孔孔径控制标准为90.0mm，现场炮孔的布置形式为梅花式，炸药选择2#岩石硝铵炸药，台阶高度按照8.0m标准进行计算（在爆破参数的计算过程当中，根据现行标准中对炸药换算系数的规定，取1.14作为换算系数）。具体的爆破作业方案如下图2所示。结合图2中区域划分标准，爆破作业期间首先进行1～2部分的爆破工作，完成以上工作面的爆破后能够为石料运输提供相应的施工平台，然后进行3～6部分的爆破工作，形成石料运输2级操作平台，9～12区域的开挖作业则需要遵循自上而下的基本原则。同时，整个爆破作业实施期间，4、6、10、12区域均需要做光面爆破处理。

三、质量控制要点

1.土方开挖过程当中需要以施工图纸为依据，遵循自上而下的基本原则展开开挖工作，杜绝出现超欠挖的问题。同时，无论工程实施中的土方开挖工作量有多大，所开挖区域的土层深度多高，都不得使用爆破法掏洞取土。

2.若开挖过程当中所开挖出的土层性质与前期勘察数据之间产生较大差异，则需要由施工方及时汇同设计方展开研究，对施工方案进行修改同时挖出边坡。

3.在土方开挖期间，设计路床顶面标高时需要考虑到在压实因素影响下而产生的下沉量，根据试验确定取值参数。对于路基顶面以下300.0mm的压实度或在顶面以下换土高于300.0mm的情况下，应当按照95％的标准进行压实度控制工作。

4.若在土石方开挖期间，路堑或边坡区域内出现明显的地下水渗漏问题，则需要工作人员及时根据对渗流位置的定位以及渗流量的计算，设置相应的排水沟，截水沟，或集水井等排水设施，严格控制地下水水位，并引导地下水的排出。

5.由于本工程土石方开挖范围内涉及到部分溶洞地区，受到本区域内特殊地质条件的影响，在土石方开挖过程当中建议通过爆破方式完成施工。在爆破施工的过程当中，有以下几个方面的质量控制要点：第一，溶洞爆破过程随着正常梯段爆破施工进行，即在正常爆破处至少一个侧向临空面后开始钻孔、爆破（本工程中梯段爆破深度按照12.0m进行控制）；第二，原则上以布孔位置尽量避开溶洞正上方钻孔为宜。减小穿孔的可能性，同时对洞顶围岩爆破挤压效果有利；第三，溶洞顶部钻孔孔底距溶洞顶的距离不能小于钻孔起爆排距，目的在于使溶洞整体塌落的同时，不至于产生过大的底部爆轰应力而出现爆破飞石。本工程当中，溶洞上方钻孔孔底与溶洞顶部的间隔距离按照3.0m标准控制，溶洞外部钻孔孔深则参照台阶高度标准加钻孔超深控制；第四，爆破后，采取反铲配合自卸车在溶洞侧面逐步装运合格石料至回填区。派专人负责观察溶洞的出露情况，在确定溶洞塌陷的前提下才允许反铲继续挖装。挖装过程中，反铲立于溶洞外侧坚实的岩层上，挖除软弱岩层和溶洞充填物。软弱岩层和溶洞充填物运至渣场，以完成整个爆破开挖工作。

作者：刘坤 陈正刚