高速公路土质路堑路基施工关键技术及排水分析

路基工程好坏决定了高速公路的质量和性能。在我国，公路作为一种新型的道路载体，在修建公路时，必须穿越多种复杂地质环境，因此，在土质路堑与路堤的建设中，不仅要考虑地下水、降雨等水文因素，还要考虑土质路堑与路堤的稳定性与强度。

为了确保高速公路地基建设的品质，本文以蒲都高速公路TJ–8标线工程为例，详细剖析了高速公路的设计工程重点和软基建设，指出了工程建设中的不足，并制订出针对性解决方案，以此来提升地基的品质，同时还给出了建设过程中应考虑的几个问题。文章从施工工艺、施工品质等方面进行剖析，制订了相应的施工计划，以保证施工的顺利进行。

1 工程概况

蒲都高速公路TJ–8标全线长9km，是一条典型的城市快速路。线路穿越山区的低地和沟谷，其表面通常被第四残坡积、坡洪积和第四系冰–水沉淀的泥质土和砾石层所覆盖。

本项目施工路段为S106国道，可经成温天府高速公路运输到施工场地周边，然后经S016国道和农村公路进入施工场地。尽管主线所经过的地区有很多地方公路，但这些公路的标准都较低，且经常会穿过人群聚集的地区，所以交通条件较差，不能满足施工装备和材料的需要。在进行工程建设过程中，需要在公路的一侧沿着主线修建一条施工便道。

2 软弱地基处理

金星线路沿线及K375+800+K383+450路段均为积水区，由于周边水塔长期渗漏，使水流向低地汇集，因此需要对路基进行适当的加固（图1），垫层法是指将基础底面下一定区域的软弱土层挖去，先在地基的表层上铺一层物质，再分层填充强度较高的砂、碎石等物质，并将其夯实（或振实），达到要求的密实度。该方法具有施工简便、施工快捷、造价低廉等特点。

图1 垫层法处理地基示意

3 土质路堑开挖施工与技术分析

3.1 路堑施工要求

首先要做好开挖前的准备工作，并在开挖的路堤上设置排水系统。其设备在挖掘时需挖出斜坡以供排水，才能顺利将水排出。在进行工程建设时，会出现一些地质不好的路段，这时就不能再采用原来的挖掘技术，而要采用分段挖掘方法，从路段上部开始，进行分层挖掘，从而避免在挖掘过程中出现坍塌，降低事故的发生。

在进行道路开挖的过程中，有很多挖掘出来的垃圾，在施工过程中，必须将其堆放在同一位置，而这将会对道路开挖边坡的稳定性造成一定影响，因此，在进行道路开挖时，必须要将垃圾利用起来，使用垃圾来填充坑道，降低垃圾的积累，提高施工效率。在进行深路堑开挖前，除了要仔细观察设计图纸之外，还必须要对该路段的地质和附近的地质进行充分了解，在多次确认后，才能进行施工。

在深挖路堑施工前，必须要明确坡口位置，在坡口挖掘一个尺寸为0.2m×0.2m的坡口沟，若坡口沟内的岩石裸露则要用红色油漆标记。在进行建筑工程时，要筹划好一定的排水系统，按照图纸要求，对其进行截流，从而降低地表水量，避免发生山体滑坡和坍塌。同时，还要对路面进行加固，确保施工人员的人身安全。

针对该工程的实际情况，采取以下两种施工方法进行施工。

（1）为保证自卸车能够在无人驾驶的状态下抵达斜坡顶部，同时应多设置一条道路，一条道路为上坡，一条道路为下坡，以便于车辆上下，防止车辆在上下时相互冲撞，提高工程安全，其挖掘过程如图2所示。

图2 路堑开挖顺序示意

（2）在山峰的边缘位置设置一个平台，以便用推土机推运泥土，并用汽车把泥土运出。在深挖施工中，若发现该段的土质发生较大改变，应向工程师报告，决定是否要进行相应调整。

在达到岩土交界处时，必须由工程技术人员进行观测，以决定如何进行爆破，然后再进行下一步工作。当施工过程中遇到下雨时，需要暂时停止施工，并用防水物质为工地遮雨，确保天气放晴后可继续施工。在施工过程中，必须严格遵守工程师的规定，在施工前做好保护工程，确保挖掘工人安全。

3.2 分层填筑

分层填筑是公路、铁路等道路建设中常用的一种结构形式，其目标是将地基分为多个层面进行填料，从而改善地基的稳定与承载力。该工程的施工程序如下。

（1）挖土：按设计要求对地基进行清理、挖掘。

（2）地基处理：做一些基本的地基处理，如清除一些松软的有机质等，调整地基的斜坡和高度。

（3）一次回填：将一次回填到设计高度，压实。

（4）表面平整：将填充物的首层表面平整。

（5）二次回填：把二次回填到设计高度，并打匀。

（6）反复进行上述工序，分层回填，每次回填20~30cm厚，直到回填到设计高度。

（7）压实：压实表层地基，保证地基压实、平整。

（8）路基填土后的后续处置，如养护和排水。

从表1可看出，在蒲都高速上，每隔20m要设一套标高，且松铺厚度要控制在10~30cm。在进行分层填筑时，两侧超填宽度为50cm，便于机械压实，保证路基横向压实度，避免路面深陷。在这个过程中也需要自卸车进行卸土，要计算卸土中的土间距，便于控制卸土的量，确保每层填筑的厚度均匀，避免路面凹陷。

表1 路基压实度及填料要求

4 路基排水工程技术分析

4.1 试验段施工

根据要求，在路基开工前，应选取100m路基为试验段，对其施工工艺的可行性及达到规定质量标准的碾压遍数和施工机械设备组合等进行检测。为了避开过渡性的道路，本工程的试验路线选择K383+560到K383+660这一段。

4.2 路基排水工程建设分析

地基排水设施要确保在施工期间不会出现其他积水，还要合理布置，减少大面积土地占用。在这个基础上，还应设置相应的灌排系统，防止因水而导致农田积水或其他利民工程的破坏。本设计亦不会对生态造成损害，以保障本地区的水源分布，同时保障本地区之生态可持续发展。

在进行排水时，还需结合当地地貌、地质、气候等因素，经过深入研究，才能制订出适合当地的排水系统，提高其排水效率。排水管设计要有流线型和美感，并要有保护装置，以避免雨水冲刷。对路基的边沟、天沟、截水沟，也要结合当地的地貌、地质、天气等，设计其截面形状和尺寸大小，如图3所示。

（a）

（b）

（c）

图3 边沟断面示意

（a）边沟Ⅰ；（b）边沟Ⅱ；（c）平台截水沟Ⅲ

在修建填方段落边沟形式矩形排水沟时，采用M7.5浆砌石进行施工，其沟壁厚度应为30cm，其尺寸大小应依据其排水量及排水沟数目来确定。根据项目的需要，其尺寸大小也不尽相同。路堤上的沟槽不能超过300cm，沟槽底部纵向坡度与线路纵向坡度相同。

4.3 路堑边坡排水技术

如图4所示，当路堑边坡上方的水流量较大时，应当在顶部安装50cm×50cm矩形断面的截水沟，以降低路基的地面径水流量。如果坡顶没有水流量，或水流量很小，可以不安装截水沟，从而降低施工成本。

图4 急流槽设置

在挖方施工时，每个级要修建一个25cm× 40cm的梯形断面平台沟，以避免下一级的斜面被冲刷，同时也便于排水。

在施工过程中，当地下水水位较高时，应建立地下水排水设施，避免地下水造成地基和边坡不稳定。在山洼路段，应设置截水盲沟，将地下水从地基中引出，通过渗沟将过剩的地下水排出，也可添加一些碎石，提高渗透效率。

当路基边坡位于富含地下水位置时，可在路基边坡上修建排水平台，采取手动和机械相互配合的方式进行排水，以此来提升排水效率，减少施工工期。

5 结束语

基于蒲都高速公路TJ–8标线工程进行详细研究，指出了高速公路施工过程中存在着多种施工问题，因此，在施工时，要按照设计图纸和设计师的施工顺序，同时要采用合适的地基施工技术，对工具和材料的质量进行控制，加强施工的队伍程序性，从而缩短工期，并获得有效施工成果。