欧标下的覆水地区复理石路堤填方技术

杨万超

（中交一公局集团有限公司，北京 100024）

一、研究背景

黑山南北高速公路项目结合欧洲标准、相关技术条款，通过试验研究复理石，得到了关于复理石路用的各项性能数据，成功将复理石运用于路堤填方施工，同时总结出了复理石路堤的工艺参数。

地下水对于复理石路堤质量将产生很大影响，并且路堤施工作为高速公路项目的基础，施工过程中的技术指导及质量控制相当重要，填方施工的整体质量将对公路的最终质量水平产生直接的影响。如果不能使用科学的施工流程，采用先进的施工技术指导，并严格控制质量，容易造成公路质量下降，公路的生命周期将随之缩短，给后期的运营管理带来不可估量的困难。

结合实际施工过程，本文总结欧标下的地下水处理及填方施工技术，为以后类似的施工保留施工经验。

二、水文气象条件

施工区域位于欧洲东部黑山共和国，邻近地中海。1月平均气温-1℃，七月平均气温28℃，年平均气温13.5℃，年降水量超过3800mm，全年均有降水，其中以秋季为甚，主要集中在11月份。

结合实际情况，施工所在区域降雪一般出现在每年12月至次年3月份，由于沿线邻近地中海且海拔变化较大，冬季后半部分主要以降雪为主，前半部分主要以雨夹雪为主。

结合水文气象条件，填方施工的最佳时间为每年4月至10月，施工期较短。

三、地下水处理

（一）地理位置介绍

填方区域位于“欧洲的眼泪”塔拉（Tara）河流经区域，根据设计要求，需要将塔拉河河道位置改移，进行填方施工。填方区域大部分位于河流冲积与沉积区（沉积厚度达22米），只有一小部分为切割形成的粉砂岩与退化砂岩层斜坡。

由于塔拉河河水的长期冲击及河道的改移，设计填方区域长期存在地下水。如果采用复理石填方施工，结合复理石特性，特别是遇水具有泥化现象的特性，路堤填方的质量将得不到保证，所以在复理石填方施工之前，必须处理地下水，为复理石路堤的后期质量提供保障。

（二）地下水处理工艺

通过对塔拉河枯水期及汛期填方区域地下水位的监测，并结合现场的实际情况及现场监理的意见，设计单位对于地下水的处理方案主要分为以下四部分。

1.盲沟引流

图1 盲沟土工布铺设施工图

对填方施工区域内增设盲沟，将地下水汇聚引流至塔拉河中，盲沟的规格尺寸根据地下水水位的高低及地下水走向进行确定，主要分为2m×2m及1.5m×2m(宽×高)两种型号。盲沟回填料采用10mm～60mm尺寸河卵石，并且为保证滤水作用，采用土工布包裹。盲沟土工布铺设施工图如图1所示。

2.基地换填

由于施工区域位于覆水区域，虽然主要地质为砂岩与粉砂岩，但受河水影响，基地部分区域主要为泥质，根据欧洲施工特殊技术条款《Technical Conditions For Performing The Earthwork, Drainage, Retaining And Facing Wall》要求，基地承载力为25MPa，对于泥质条件，承载力不能满足，经过现场检测研究决定利用河卵石换填，换填厚度通过现场多次试验，一般为40cm。

3.河卵石填方

为了进一步降低地下水对复理石路堤的影响，基底验收通过后，首先利用河卵石开展填方施工，因为河卵石相比复理石强度高，而且具有较好的透水性，可以避免地下水与复理石直接接触，能对复理石起到二次保护的作用。

河卵石填方厚度为80cm,分两层压实施工，根据欧洲特殊技术条款，每层河卵石基底承载力要求值为40MPa。

4.铺设土工布

河卵石层填方施工完成，并验收合格后，在河卵石表面铺设土工布(土工布的规格为500g/m2)，土工布的主要作用为：隔离、反滤、排水、加筋等。施工过程中相邻土工布的搭接长度不能小于10cm，铺设时要使土工布平整且紧贴地面。

土工布铺设完成后，报监理检查平整度及搭接长度，合格以后可以开始复理石填方施工。

四、欧标下复理石填料各项物理特性指标

（一）复理石的组成与检测指标

复理石填料的主要成分为砂岩与粉砂岩，砂岩占比50%以上，二者占组成成分的90%以上，剩余少部分为页岩，根据欧洲标准及欧洲施工特殊技术条款，复理石填料的基底承载强度值为35MPa。

（二）复理石的单轴抗压强度

结合国内路基施工规范《公路土工试验规程》与欧洲施工规范《MEST EN 13826》。对于填方材料的抗压强度，用于路堤填方施工的填料抗压强度不能小于15MPa。

（三）复理石的含水率以及液限、塑限

通过试验检测，复理石含水率平均值为7.24%，结合试验检测报告，通过含水率渐变曲线得知，当复理石含水率介于6%～8%时，复理石的各项性能都较好。

根据欧洲施工规范，复理石用于路堤填料时液限小于65%，塑性指数小于30%。

（四）复理石的粒径级配

根据欧洲施工特殊技术条款《Technical Conditions For Performing The Earthwork,Drainage,Retaining And Facing Wall》要求，复理石类路基填方材料的均匀系数必须大于4，以及结合国内施工规范类比，填方施工填料的最大粒径不能大于单层填方压实厚度的2/3。

对于复理石填方，规范要求单层压实厚度为60cm，所以复理石的最大粒径为40cm。

（五）复理石的内摩擦角及泥化现象

在欧洲施工技术规范中，要求复理石混合料内摩擦角大于33°。

对于复理石的泥化现象，主要影响因素是复理石的易碎性造成的，细小粒径的存在遇水形成泥化现象；次要因素是复理石内部含有少量泥质。

五、复理石填方施工

（一）填料准备

复理石用于路堤填方施工之前，必须满足欧标要求下的各项物理指标。

对于填方工程，填料粒径与填料的含水率是影响填方工程稳定性的重要因素，并且填料粒径与填料含水率受外界影响因素较大，必须严格把控。每次填方施工之前需检测复理石，主要要求如下：

1.填料粒径

①筛选出大于40cm的石料。

②填料的粒径分布必须符合公式一所示的均匀系数要求。

2.填料含水率

开始填料之前检测含水率，保证复理石含水率保持在6%～8%之间。

（二）填料铺设

根据欧洲施工技术规范要求，复理石填料用于路堤填方施工时，单层压实厚度不能大于60cm，填方松铺系数为10%，既复理石松铺厚度为70cm。

填料铺设之前，现场技术人员在上料段落设置填方高度标尺，高度标尺的设置密度根据填料铺设段落的面积大小进行，一般要求为每20m设置标尺。

标尺设置完毕，利用装载机与自卸车配合开始上料，上料过程中必须有专人指挥机械，保证机械使用安全，防止上料过程中损坏填方高度标尺。上料过程中按水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料，为确保路基边缘压实度及路堤边坡的稳定性，填方施工过程中，路堤外侧超填50cm。

（三）填料整平

首先用推土机推平填料，推土机施工时，要求填料松铺厚度高于设置标尺5cm～10cm。

推土机完成施工以后，再由平地机整平，平地机施工时，必须严格按照设置的填方高度标尺进行整平。在一些没有高度标尺的地方，现场技术员利用水准仪辅助施工。

整平过程中预留横坡与纵坡，保证排水。

（四）填料压实

对于填料的压实，通过反复试验，对比压实次数及压实方法与基地承载力的关系，最后确定了一种高效、节约资源的方式：无振动压实一次；强振动压实一次（有可能强振动以后，表面会出现坑洞，用平地机再次整平）；弱振动压实两次；强振动压实两次；无振动压实一次（收面）。

（五）基底承载力检测

当填方表面平整，并且收面压实时发现无轮迹，方可进行自检，自检合格后上报监理。

根据欧洲施工特殊技术条款（2-09-2）中对于基底承载力的要求及设计要求，MS设计值为35MN/m2,在路堤最顶部MS设计值为40MN/m2。

六、填方注意事项

施工过程中如果遇到恶劣天气，需要及时检测填料的含水量，对含水量偏大的，采用翻晒的方法让其水分蒸发，保证含水率符合要求。当含水量偏小时，采用洒水的方法保证含水率要求。对由于雨水影响，造成质变的填料，直接移除，并且新料换填。

每层填筑前，不同标高的回填面之间，须开挖出台阶方可填筑。台阶的宽度要求为2m。

现场施工过程中要做好复理石堆料场防排水，防止松散堆料被雨水浸泡。积极关注天气变化情况，雨水到来之前压实封闭已经完成摊铺填料。填料施工过程中注意设置纵坡横坡，保证排水。

七、结语

截至发稿时，黑山南北高速公路四标段已有效利用50余万立方米复理石洞碴。本文总结了复理石填料相关施工工艺，可以为类似工程提供经验和技术支持。