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摘要：V型沟谷超高填方路基工后沉降量大，地下渗流大，坡脚受河流影响反复浸水，填方体稳定性差，施工控制难度大。利用水稳性好、强度高的隧道洞渣作为路基填料，通过控制压实质量，提高填料的抗剪强度确保填筑路基质量，在奉云高速公路奉节东互通立交高填方取得成功.其工程实践对以后类似工程具有借鉴意义。
关键词：隧道洞渣;V型沟谷;超高填方;变形观测;质量控制
前言
奉节东互通立交V型沟谷超高填方位于吴家湾“V”型沟谷内，濒临长江支流梅溪河，沟下游拦渣坝距线路中心平面距离160m，垂直填筑最大高度为58m，填方坡脚至路面最大填方高85m，填方量108万方。填方主体部分位于175m三峡水位以下，受三峡水位变化影响较大。
2、主要施工技术
2.1填料要求
隧道弃渣作为高填方填料应具备以下要求
（1）路堤填筑区：最大粒径对于硬质岩不大于400mm，对于较软岩石不应大于300mm，对于软岩石应不大于200mm不均匀系数控制在10-30，同时粒径大于200mm的填料含量应在40%以下，粒径在20mm以下的填料含量在10%以上。0.074mm以下的颗粒不应大于10%。
（2）反滤层粒料20%通过量时的粒径为10-40mm，与被保护的填料20%通过量时的粒径比值为2-4.
2.2填筑参数确定
压实度沉降差法没有考虑层厚的影响，单点测量误差大，难以保证高填方压实质量。本工程采用隧弃渣作为填方体唯一填料，填料粒径组成可以通过隧道爆破进行控制，填料性质稳定。通过室内击实，试验确定的填料最大干密度，能够比较真实的代表填料的最大干密度，但现场干密度检测麻烦，不利于现场机械化快速施工。我们在试验路段时采用灌水法检测压实度，并通过记录路基对应沉降量，计算沉降率作为施工检测标准。通过试验段，总结出石料填筑松铺厚度、固定机具组合的碾压遍数、碾压速度和沉降率的理想配置。
在试验段施工时，分别按45-80每5cm一个级别，分别进行试验，记录填料每次振压后的沉降量、碾压遍数，用YZ18C振动压路机进行碾压先静压一遍，振压5遍后，然后每碾压一遍进行一次压实度检测直至压实度满足要求。根据实验数据绘制相关曲线，确定最佳填筑组合参数。
试验段确定施工参数为：松铺厚度60cm，YZ18B无锡压路机（静压1遍+振压8遍+静压1遍）压实度达到95%以上，得到的沉降差为3-4mm，沉降率为15.4%-16.5%。碾压速度控制在3-4km/h.
2.3工艺流程
施工作业程序化、标准化：路基填筑过程分为“三阶段、五区段、九流程”施工工艺组织施工。见下流程图。
施工工艺流程图
2.4施工要点
2.4.1、坡脚拦渣坝施工
V型冲沟超高填方，先挡后填，确保坡脚稳定，减少水平位移。填方施工前首先施工施工拦渣坝，根据坝体的施工进度展开填方施工。坝体高于填筑面1-2米。
2.4.2基地处理
V型沟谷底部为冲刷形成的岩石面，承载力满足施工设计要求：两侧为风华堆积物，承载力较低。施工前首先清除表面扎物，对于地面横坡陡于1：5的应挖成台阶，台阶宽度不小于2m。地表清理后碾压密实后采用触探仪进行承载力检测，承载力不低于200KPa。不满足地段采用碎石换填。
2.4.3、排水系统
2.4.3.1反滤层设置
挡墙背后路基随江水涨落存在反复浸水，为防止填方细小颗粒流失，引起路基沉降，必须加强反滤层设置。紧贴挡土墙9米范围内设置反滤层，常水位以下采用继配良好的卵碎石填筑，卵碎石采用三层土工布包裹。
2.4.3.2盲沟设置
为引排沟谷上有排下来的水，确保填方体稳定。在冲沟原地面上设左、中、右三条排水盲沟，沟内采用级配碎石加中粗砂，四周铺土工布，盲沟出口接挡护工程排水孔，排水纵坡大于4%。用于排出沟谷上游渗留下来的水。
2.4.4、布料摊铺
路基填筑采用水平分层，从低到高逐层填筑。路基填料的摊铺采用渐进式摊铺方法。路基施工时填料的卸料和摊铺同步进行。自卸车沿事先安排好的石料运行路线，按水平分层，先高后低，先两侧后中央卸料的方法摊铺出一个工作面，并用大功率推土机进行初平;随后运来的填料都直接堆放在这个表面上再由推土机向前摊铺。
2.4.5、碾压
摊铺整平后，松铺厚度、平整度和含水量等符合要求即开始碾压。根据工艺性试验确定的施工参数，采用18t振动压路机进行压实。碾压方法：第一遍静压，然后先慢后快，由弱振至强振碾压密实，然后采用静压的方法将路面处理平顺。碾压时根据填料的含水量情况适时洒水，保持含水量在3.5%左右。
2.4.6、土工格栅加固边坡
为稳定边坡，降低不均匀沉降的影响，采用分层铺设土工格栅进行处理，在边坡4-6米范围内，每50cm铺一层。
2.4.7强夯加固
2.4.7.1参数确定
超高填方每5米进行一次强夯。根据设计要求，并结合场地实际情况确定试夯参数，并在施工过程中进行修正：
（1）夯击能：第一、二遍为高能量点夯，夯击能2000KN·M，第三遍满夯夯击能1000KN·M。
（2）夯点布置和夯点间距：点夯夯点按梅形布置，夯点间距为5m，强夯二遍点夯，采取一序完成。夯点布置见下图
（3）夯后地基承载力特征值≥200kpa，压实系数≥0.96
2.4.7.1-1强夯参数表
强夯区域
单击夯击
能（KN·M）
有效加固
深度（m） 夯点间距
（m）
布点形式
夯点击数
第一遍
2000
5-6
5
方型
6-8
第二遍
2000
5-6
5
方型
6-8
满 夯
1000
1-2
夯点搭接≥1/3D
2-3
2.4.7.2强夯影响深度的确定
影响强夯有效加固深度的因素很多，除夯击能量外，还同填料的阻力性质、夯锤的形状、锤底的单位压力、骨架孔隙中存在的气体、夯击后孔隙水排队的可能性，不同的厚度和埋藏顺序，夯击的次数等因素有关。根据理论和现场实践，我们采用修正后的梅纳公式计算。
D=K（WH/10）1/2 （2.4.7.2-1）
D——有效影响深度m
K——影响深度折减系数 泥岩类填料取0.5～0.7
W——夯锤重量KN
H——夯锤提升高度m
本工程夯锤150KN，高能主夯夯锤提升高度13.5米，低能满航高度为7米。
2.4.7.3、最佳夯击能及单点夯击数
最佳夯击能又称最大夯击能，是指在某一夯击能作用下出现孔隙水压力达到土的土履上压力的夯击能，达到最佳夯击能的夯击数为夯点每遍的夯击次数。单点夯击数过少，则强夯达不到预期的加固效果，单点夯击数过多，不仅无助于提高加固效果，对饱和性粘土可能产生“橡皮土”，强度反而会降低。
根据地基强夯试夯结果，按下面三个条件控制：
A、最后二击夯平均沉降量≤50mm。
B、夯点周围地面最大隆起高度不大于30cm。
C、在发生起锤困难情况下停止该夯点夯击（坑深大于1米）。
2.4.7.4施工注意事项
（1）夯点测放
先由测量人员将场地边线及各区分界线以木桩、白灰标出，再由各机组施工技术人员按每区不同的夯点间距以白灰标出待夯点。确定各夯点施工次序和吊车移位路线，将吊车就位，校正夯锤落距。
（2）对测放好的待夯点进行第一遍点夯
强夯置换锤夯点中心位移偏差应小于d/5，当夯坑底倾斜大于200时，应将坑底填平后再进行夯击;以最后两击的最终沉降量不大于5cm。
（3）第一遍点夯结束后，推土机将该已夯区推平，间隔一段时间（根据现场确定）后，然后进第二遍点夯。
（4）推平夯坑，整平，对场地进行夯后10m×10m的方格网高程测量，与设计标高比较，合格后，进行验收。
2.5质量控制
V型沟谷超高填方受水流影响较大，超高填方本身沉降量大，稳定性差。为保证填筑质量对填料性质、压实控制，变形监测、排水系统设置采取严格控制措施。
2.5.1填料控制
在进行填筑前必须全面了解填料的物理特性、力学特性、工程特性，了解填料强度、级配、视比重、吸水率，每个料场每5万立方米至少应进行一次试验。严格控制填料的粒径。
2.5.2压实机械控制
为保证充分压实，压实机械选用18吨以上重型振动压路机。根据现场试夯表明，在单击夯击能相同时，重锤低落距较轻锤高落距加固效果更好，宜采用较重的夯锤15吨以上。
2.5.3压实控制
填石路基松铺厚度控制在60cm内，摊铺后应用钢尺测量每层的松铺厚度，每20m一个断面，每个断面4处，每处以3测点的厚度平均值作为测点厚度值。压实过程严控压路机碾压变数及碾压速度。以保证填筑路基的压实效果。碾压过程和完成后，应进行目视管理，检查岩石的大块数，每2000m2检测6处，每处抽检1m2的范围内尺寸大于20cm的大块数不得超过10块。整个工作面内不得有超尺寸石块，否则应就地解小或挖除更换。大块石料不得集中，压实后表面不得有宽度大于2cm的缝隙，否则应将大块石料分散，并填充嵌隙材料。
2.5.4压实度检测
采用沉降观测法及压实干密度灌水法进行检测填石路堤的压实质量。在施工过程中每一层压实度的检测采用沉降观测法进行填石路堤压实质量控制。在每填高5米强夯之前的层面上开展阶段性施工质量检测。采用较为精确得灌水法检测试验。一检测填筑体密度;二检查填料的粒径组成情况看是否有大量超径的石料存在，三是就破碎情况进行调查。
2.6变形观测
2.6.1观测目的
高填方沉降量大，填方体稳定性差，结合本工程的实际情况进行施工过程沉降及工后沉降变形监测以及拦渣坝墙背的土压力监测。通过监测掌握沉降变化速率与填土速度的关系判断填土施工速度的合理性，当沉降速率偏大时，应及时调整施工进度;通过工后沉降变形观测，预测工后总沉降量及填方体的稳定性，指导下一步施工。
2.6.2观测方法及元件
序号
监测内容
监测仪器
观测时间
观测频率
1
施工沉降观测
沉降板、观测桩
填筑期
每填筑层一次，不超过3天
2
工后沉降观测沉
沉降计、地表观测桩、
填筑后
前3个月每15天一次，后3个月每月一次。
3
工后方水平位移
测斜管
填筑后
前3个月每15天一次，后3个月每月一次。
4
土压力监测
土压力盒
填筑期间
前3个月没15天一次，通后3个月每月一次。
2.6.3观测元件布设
观测桩及沉降板选取典型断面布置见下图。测斜元件及沉降计在在筑填路基施工完成后，通过地表打钻内布设。布设断面与观测桩监测断面基本对应，其中每个断面布设2-3个侧斜孔和两个沉降观测孔，孔深30～50m;沉降观测孔主要布设在最高处的两侧附近，沉降计在钻孔中垂向上每8～10m布设一个。
观测桩布置图
2.6.4数据分析
根据观测的数据及时绘制“填筑高度-时间-变形量”、“填筑高度-时间-土压力”曲线图。以便分析填方体的稳定性、预测填方体最终沉降量。
3、总结
3.1V型冲沟超高填方，先挡后填，确保坡脚稳定，减少水平位移。结合挡护工程处理地下径流，减少填方体内蓄水，提高填方体稳定性。
3.2隧道弃渣均匀、透水性好，是比较好的高填路基填料，充分压实路基的抗剪强度高。
3.3、运用分层填筑和强夯加固相结合，加速路基沉降及基础固化，提高施工速度。
3.4、采用合适的检测方法和先进观测手段，有效控制和检测路基的填筑质量，能够做到操作简单，量测迅速，性能可靠，数据处理快，现场易操作性强。
3.5通过变形观测确定填筑的合理速度，并根据观测结果推测最终沉降量指导下一步施工。
参考文献：
[1]《公路工程质量检验评定标准（JTG80（1）-2004）》
[2]刘永跃.冲击压实在高填方施工中的应用【J】.筑路机械与施工机械化，2007，56（2）：55—57。
[3]赵恒.高填方路基施工质量控制的探讨.科技资讯 2009 NO.10
关键词：隧道洞渣;V型沟谷;超高填方;变形观测;质量控制
前言
奉节东互通立交V型沟谷超高填方位于吴家湾“V”型沟谷内，濒临长江支流梅溪河，沟下游拦渣坝距线路中心平面距离160m，垂直填筑最大高度为58m，填方坡脚至路面最大填方高85m，填方量108万方。填方主体部分位于175m三峡水位以下，受三峡水位变化影响较大。
2、主要施工技术
2.1填料要求
隧道弃渣作为高填方填料应具备以下要求
（1）路堤填筑区：最大粒径对于硬质岩不大于400mm，对于较软岩石不应大于300mm，对于软岩石应不大于200mm不均匀系数控制在10-30，同时粒径大于200mm的填料含量应在40%以下，粒径在20mm以下的填料含量在10%以上。0.074mm以下的颗粒不应大于10%。
（2）反滤层粒料20%通过量时的粒径为10-40mm，与被保护的填料20%通过量时的粒径比值为2-4.
2.2填筑参数确定
压实度沉降差法没有考虑层厚的影响，单点测量误差大，难以保证高填方压实质量。本工程采用隧弃渣作为填方体唯一填料，填料粒径组成可以通过隧道爆破进行控制，填料性质稳定。通过室内击实，试验确定的填料最大干密度，能够比较真实的代表填料的最大干密度，但现场干密度检测麻烦，不利于现场机械化快速施工。我们在试验路段时采用灌水法检测压实度，并通过记录路基对应沉降量，计算沉降率作为施工检测标准。通过试验段，总结出石料填筑松铺厚度、固定机具组合的碾压遍数、碾压速度和沉降率的理想配置。
在试验段施工时，分别按45-80每5cm一个级别，分别进行试验，记录填料每次振压后的沉降量、碾压遍数，用YZ18C振动压路机进行碾压先静压一遍，振压5遍后，然后每碾压一遍进行一次压实度检测直至压实度满足要求。根据实验数据绘制相关曲线，确定最佳填筑组合参数。
试验段确定施工参数为：松铺厚度60cm，YZ18B无锡压路机（静压1遍+振压8遍+静压1遍）压实度达到95%以上，得到的沉降差为3-4mm，沉降率为15.4%-16.5%。碾压速度控制在3-4km/h.
2.3工艺流程
施工作业程序化、标准化：路基填筑过程分为“三阶段、五区段、九流程”施工工艺组织施工。见下流程图。
施工工艺流程图
2.4施工要点
2.4.1、坡脚拦渣坝施工
V型冲沟超高填方，先挡后填，确保坡脚稳定，减少水平位移。填方施工前首先施工施工拦渣坝，根据坝体的施工进度展开填方施工。坝体高于填筑面1-2米。
2.4.2基地处理
V型沟谷底部为冲刷形成的岩石面，承载力满足施工设计要求：两侧为风华堆积物，承载力较低。施工前首先清除表面扎物，对于地面横坡陡于1：5的应挖成台阶，台阶宽度不小于2m。地表清理后碾压密实后采用触探仪进行承载力检测，承载力不低于200KPa。不满足地段采用碎石换填。
2.4.3、排水系统
2.4.3.1反滤层设置
挡墙背后路基随江水涨落存在反复浸水，为防止填方细小颗粒流失，引起路基沉降，必须加强反滤层设置。紧贴挡土墙9米范围内设置反滤层，常水位以下采用继配良好的卵碎石填筑，卵碎石采用三层土工布包裹。
2.4.3.2盲沟设置
为引排沟谷上有排下来的水，确保填方体稳定。在冲沟原地面上设左、中、右三条排水盲沟，沟内采用级配碎石加中粗砂，四周铺土工布，盲沟出口接挡护工程排水孔，排水纵坡大于4%。用于排出沟谷上游渗留下来的水。
2.4.4、布料摊铺
路基填筑采用水平分层，从低到高逐层填筑。路基填料的摊铺采用渐进式摊铺方法。路基施工时填料的卸料和摊铺同步进行。自卸车沿事先安排好的石料运行路线，按水平分层，先高后低，先两侧后中央卸料的方法摊铺出一个工作面，并用大功率推土机进行初平;随后运来的填料都直接堆放在这个表面上再由推土机向前摊铺。
2.4.5、碾压
摊铺整平后，松铺厚度、平整度和含水量等符合要求即开始碾压。根据工艺性试验确定的施工参数，采用18t振动压路机进行压实。碾压方法：第一遍静压，然后先慢后快，由弱振至强振碾压密实，然后采用静压的方法将路面处理平顺。碾压时根据填料的含水量情况适时洒水，保持含水量在3.5%左右。
2.4.6、土工格栅加固边坡
为稳定边坡，降低不均匀沉降的影响，采用分层铺设土工格栅进行处理，在边坡4-6米范围内，每50cm铺一层。
2.4.7强夯加固
2.4.7.1参数确定
超高填方每5米进行一次强夯。根据设计要求，并结合场地实际情况确定试夯参数，并在施工过程中进行修正：
（1）夯击能：第一、二遍为高能量点夯，夯击能2000KN·M，第三遍满夯夯击能1000KN·M。
（2）夯点布置和夯点间距：点夯夯点按梅形布置，夯点间距为5m，强夯二遍点夯，采取一序完成。夯点布置见下图
（3）夯后地基承载力特征值≥200kpa，压实系数≥0.96
2.4.7.1-1强夯参数表
强夯区域
单击夯击
能（KN·M）
有效加固
深度（m） 夯点间距
（m）
布点形式
夯点击数
第一遍
2000
5-6
5
方型
6-8
第二遍
2000
5-6
5
方型
6-8
满 夯
1000
1-2
夯点搭接≥1/3D
2-3
2.4.7.2强夯影响深度的确定
影响强夯有效加固深度的因素很多，除夯击能量外，还同填料的阻力性质、夯锤的形状、锤底的单位压力、骨架孔隙中存在的气体、夯击后孔隙水排队的可能性，不同的厚度和埋藏顺序，夯击的次数等因素有关。根据理论和现场实践，我们采用修正后的梅纳公式计算。
D=K（WH/10）1/2 （2.4.7.2-1）
D——有效影响深度m
K——影响深度折减系数 泥岩类填料取0.5～0.7
W——夯锤重量KN
H——夯锤提升高度m
本工程夯锤150KN，高能主夯夯锤提升高度13.5米，低能满航高度为7米。
2.4.7.3、最佳夯击能及单点夯击数
最佳夯击能又称最大夯击能，是指在某一夯击能作用下出现孔隙水压力达到土的土履上压力的夯击能，达到最佳夯击能的夯击数为夯点每遍的夯击次数。单点夯击数过少，则强夯达不到预期的加固效果，单点夯击数过多，不仅无助于提高加固效果，对饱和性粘土可能产生“橡皮土”，强度反而会降低。
根据地基强夯试夯结果，按下面三个条件控制：
A、最后二击夯平均沉降量≤50mm。
B、夯点周围地面最大隆起高度不大于30cm。
C、在发生起锤困难情况下停止该夯点夯击（坑深大于1米）。
2.4.7.4施工注意事项
（1）夯点测放
先由测量人员将场地边线及各区分界线以木桩、白灰标出，再由各机组施工技术人员按每区不同的夯点间距以白灰标出待夯点。确定各夯点施工次序和吊车移位路线，将吊车就位，校正夯锤落距。
（2）对测放好的待夯点进行第一遍点夯
强夯置换锤夯点中心位移偏差应小于d/5，当夯坑底倾斜大于200时，应将坑底填平后再进行夯击;以最后两击的最终沉降量不大于5cm。
（3）第一遍点夯结束后，推土机将该已夯区推平，间隔一段时间（根据现场确定）后，然后进第二遍点夯。
（4）推平夯坑，整平，对场地进行夯后10m×10m的方格网高程测量，与设计标高比较，合格后，进行验收。
2.5质量控制
V型沟谷超高填方受水流影响较大，超高填方本身沉降量大，稳定性差。为保证填筑质量对填料性质、压实控制，变形监测、排水系统设置采取严格控制措施。
2.5.1填料控制
在进行填筑前必须全面了解填料的物理特性、力学特性、工程特性，了解填料强度、级配、视比重、吸水率，每个料场每5万立方米至少应进行一次试验。严格控制填料的粒径。
2.5.2压实机械控制
为保证充分压实，压实机械选用18吨以上重型振动压路机。根据现场试夯表明，在单击夯击能相同时，重锤低落距较轻锤高落距加固效果更好，宜采用较重的夯锤15吨以上。
2.5.3压实控制
填石路基松铺厚度控制在60cm内，摊铺后应用钢尺测量每层的松铺厚度，每20m一个断面，每个断面4处，每处以3测点的厚度平均值作为测点厚度值。压实过程严控压路机碾压变数及碾压速度。以保证填筑路基的压实效果。碾压过程和完成后，应进行目视管理，检查岩石的大块数，每2000m2检测6处，每处抽检1m2的范围内尺寸大于20cm的大块数不得超过10块。整个工作面内不得有超尺寸石块，否则应就地解小或挖除更换。大块石料不得集中，压实后表面不得有宽度大于2cm的缝隙，否则应将大块石料分散，并填充嵌隙材料。
2.5.4压实度检测
采用沉降观测法及压实干密度灌水法进行检测填石路堤的压实质量。在施工过程中每一层压实度的检测采用沉降观测法进行填石路堤压实质量控制。在每填高5米强夯之前的层面上开展阶段性施工质量检测。采用较为精确得灌水法检测试验。一检测填筑体密度;二检查填料的粒径组成情况看是否有大量超径的石料存在，三是就破碎情况进行调查。
2.6变形观测
2.6.1观测目的
高填方沉降量大，填方体稳定性差，结合本工程的实际情况进行施工过程沉降及工后沉降变形监测以及拦渣坝墙背的土压力监测。通过监测掌握沉降变化速率与填土速度的关系判断填土施工速度的合理性，当沉降速率偏大时，应及时调整施工进度;通过工后沉降变形观测，预测工后总沉降量及填方体的稳定性，指导下一步施工。
2.6.2观测方法及元件
序号
监测内容
监测仪器
观测时间
观测频率
1
施工沉降观测
沉降板、观测桩
填筑期
每填筑层一次，不超过3天
2
工后沉降观测沉
沉降计、地表观测桩、
填筑后
前3个月每15天一次，后3个月每月一次。
3
工后方水平位移
测斜管
填筑后
前3个月每15天一次，后3个月每月一次。
4
土压力监测
土压力盒
填筑期间
前3个月没15天一次，通后3个月每月一次。
2.6.3观测元件布设
观测桩及沉降板选取典型断面布置见下图。测斜元件及沉降计在在筑填路基施工完成后，通过地表打钻内布设。布设断面与观测桩监测断面基本对应，其中每个断面布设2-3个侧斜孔和两个沉降观测孔，孔深30～50m;沉降观测孔主要布设在最高处的两侧附近，沉降计在钻孔中垂向上每8～10m布设一个。
观测桩布置图
2.6.4数据分析
根据观测的数据及时绘制“填筑高度-时间-变形量”、“填筑高度-时间-土压力”曲线图。以便分析填方体的稳定性、预测填方体最终沉降量。
3、总结
3.1V型冲沟超高填方，先挡后填，确保坡脚稳定，减少水平位移。结合挡护工程处理地下径流，减少填方体内蓄水，提高填方体稳定性。
3.2隧道弃渣均匀、透水性好，是比较好的高填路基填料，充分压实路基的抗剪强度高。
3.3、运用分层填筑和强夯加固相结合，加速路基沉降及基础固化，提高施工速度。
3.4、采用合适的检测方法和先进观测手段，有效控制和检测路基的填筑质量，能够做到操作简单，量测迅速，性能可靠，数据处理快，现场易操作性强。
3.5通过变形观测确定填筑的合理速度，并根据观测结果推测最终沉降量指导下一步施工。
参考文献：
[1]《公路工程质量检验评定标准（JTG80（1）-2004）》
[2]刘永跃.冲击压实在高填方施工中的应用【J】.筑路机械与施工机械化，2007，56（2）：55—57。
[3]赵恒.高填方路基施工质量控制的探讨.科技资讯 2009 NO.10