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盐渍土地区高速公路工程设备质量控制

2020-02-16

设备管理与维修 2020年22期
关键词:土工膜盐渍土工

聂 磊

(中铁十九局集团第五工程有限公司,辽宁大连 116100)

0 引言

我国高速公路修建中的盐渍区域土地通常指受到不同程度盐碱化的土地,在有关调查研究中发现,此区域土地通常在地下1 m 深处含有大量的可溶性盐,平均可溶性盐的含量大于5%。由于盐渍土区域具有较高的吸湿性、膨胀性、腐蚀性等缺陷,若在盐渍区域修建高速公路,必然会对高速公路的路基结构和路基的稳定性造成一定破坏。

在盐渍区域修建高速公路,要克服修建过程中的盐胀、冻胀、土地溶蚀等问题。公路修建中的盐胀主要指土壤中含有大量硫酸盐,当土壤降温后硫酸盐会吸收土壤中的水分从而结晶,导致原有土壤体积变大,使土壤在短期内发生膨胀现象;当施工区域的土壤温度升高时,硫酸盐又会发生脱水现象,使土壤体积在短时间内变小,导致施工区域土质疏松;在公路修建的施工区域,如果存在大量硫酸盐,会使当地土壤体积随温度发生变化,导致高速公路路基路面在施工中发生变形等破坏现象。盐渍区域发生冻胀问题,主要源于冬季寒冷地区的高速公路路基下部水分,会随着温度下降向上聚集,引起高速公路路基地表膨胀,使路面局部发生变形。盐渍地区出现的翻浆问题主要源于开春时期盐渍区域地层含水量较大,高速公路路基的强度下降,导致行车过程中出现不均匀的起伏现象。

1 我国盐渍土地区域的分布及其特征

1.1 我国盐渍土地区域的形成机理

我国的盐渍土地区域主要是地层表面在长期化学反应中产生的现象,盐渍区域的盐分组成主要是氯化钙、氯化镁、氯化钠、硫酸盐等相应化合物,盐渍区域的土层可以根据具体的形成分为盐化地和盐碱地两种。

1.2 我国盐渍土地区域的理化性质

盐渍土地区域在一般情况下,盐土的胶体会呈现凝絮状态,因此盐渍地区域的土层较为稳定。同时由于盐基的饱和性质,盐渍地会与周边土层发生碱性反应,造成盐渍地区域的土层中有机胶体和无机胶体呈高度分散状态,使得盐渍土区域储存的土壤质量变轻,土壤形成较为粗大的不良结构。

2 盐渍土地区域高速公路施工工艺流程

我国在盐渍区域进行高速公路施工的工艺流程,需要恢复定线来清除高速公路路基表层上方的盐渍土层,在将盐渍土层清除完毕后进行路基的开挖作业。在路基开挖过程中,首先要对挖除盐渍土区域进行土壤回填,并采用大型压路车对开挖区域的土壤进行碾压,以提高土壤的密实度。其次,对公路路基进行压实度检测,保证施工区域的路基压实度符合施工标准。在进行换填非盐渍土的过程中,需要检查换填土的质量,确保换填土在填筑过程中可以满足后期公路施工的要求。在换填土填筑完毕后,需要在换填土上方铺设土工布,再进行一次填料作业,然后将换填区域整平压实。之后在高速公路修建中进行分层填筑,再对路基进行整修。在上述施工过程中,所选择的砾石土需要采用当地的天然砂砾,采用的土工布可以选用有土工织物和高分子材料混合而成的复合型土工布,这种类型的土工布具有较高的耐水压、耐腐蚀、抗高温、无毒性、耐摩擦、排水性能较好等一系列优良特点。

3 盐渍地区高速公路质量控制的具体措施

3.1 施工中的设备质量控制

在盐渍地区高速公路施工中,及时检查应用的机电设备,判断设备的接地保护是否到位,尤其要检查变电所内的设备,如高压柜、变压器、低压柜、柴油发动机等,对于不符合工程施工要求的设备禁止送电。施工人员还需逐一测试各设备的回路电缆绝缘电阻,总电源开关各回路需标识正确一致,检测各设备内回路相间是否存在短路现象。对于高速公路施工中的路基修理设备,保障多功能铣刨机在应用过程中可以自动调整深度,可以将宽度控制在0.5~2 m;确保自动找平摊铺机的振动和夯实频率持续稳定,不会对路面出现搓板的问题;双钢轮振动压路机的吨位较大,工作中的振动性能要符合施工标准要求。

在高速公路钻具设备的质量控制过程中,所应用的钻具设备具有较高强度,需确保钻具在运输过程中不会出现移动摇晃等问题。钻具中钻头的应用条件不尽相同,不同的施工过程采用不同的钻头,如短螺旋钻具适合于高速公路地下水位以上的施工,以及在中等密实度以上的风化岩土中施工;螺旋回斗钻头适合于高速公路地下水位以下的黏性土壤中施工,以及风化的岩石中施工。在钻孔施工前,通过逐桩坐标法确定每个桩点的位置,桩点之间的误差控制在3~5 mm,设置护筒,采用拉线法检查桩位之间的距离偏差。钻孔作业后进行清孔作业,才可以保障钻具在应用过程中的安全性和可靠性。

3.2 路基施工中的质量控制

在盐渍地区进行高速公路的路基施工过程中,需要对路基施工区域中的原地面和公路基底进行盐碱度检测,了解施工区域基底地表的含盐量和含水量,调查和测量施工区域内的地下水位,根据测量结果来设计高速公路的结构。清除施工区域地表的盐渍土层,清除厚度不能小于30 cm。在第1 次清除过后,对清除后的地基再次开展酸碱度检查,同时对清除后的地基进行碾压作业。

路基施工中,如果原基底土层厚度1 m 以内的含水量都超过公路施工标准,需要对该路基土层全部换填成具有一定渗水能力的土壤,这种类型的土壤需要铺设15~35 cm 后,再铺设一层符合施工规定的土壤即可。如果清除软弱土地时发现了地下水位,需要将该区域的土壤换填成渗水性较强的粗粒土,粗粒土的厚度高出地下水位30~40 cm,然后在粗粒土上方填一层符合规定的土壤来保障高速公路路基的水稳定性,从而使高速公路路基一直处于干燥或中湿的良好状态。

路堤的填料需要根据高速公路路基施工的填料要求进行施工,了解盐渍区域盐分的垂直分布情况,对公路路基料场范围内进行表层清除作业。在盐渍土区域可将高速公路路基的填筑高度依现场情况适当加高,在路堤区域设置隔断栏以保证路基的稳定性。施工中为了防止盐渍区域中盐分转移影响高速公路路基的稳定性,需要在盐渍区域的土层地段分层设置填筑材料,并根据土层铺筑的厚度选用适当的压实工具碾压土层。有条件的施工方可以采用12 t 以上的振动式压路机进行碾压,在碾压过程中适当加厚路基区域的粗粒土和风积沙铺设厚度,并将碾压过程中的含水量控制在1%~2%。在高速公路路基填筑中使用砾类土和砂类土时,不得使用含水量超过3%的土壤进行回填。

3.3 盐渍地区高速公路隔断层填筑施工中的质量控制

高速公路在盐渍区域进行隔断层填筑施工过程中,需要将隔断层设置在高速公路路堤内的一定深度处,使地基下方的盐分和水分被完全隔断在高速公路隔断层之外,有效防止高速公路的路基在应用过程中出现盐涨、翻浆的质量问题。高速公路隔断层填筑施工中,隔断层可以采用砾碎石隔断层或是河砂隔断层,有条件的施工队可以采用土工合成材料组成隔断层。

在公路隔断层填筑施工中,所使用的土工合成材料通常指复合土工膜和土工布。施工中所采用的复合土工膜主要由聚合物膜和土工织物进行混合加热,通过相应的粘合剂将其粘合。通过土工合成材料在高速公路隔断层的应用,可以完全隔离土壤中的盐分和水分,土工织物还可以保护土工膜在应用过程中不会被路基中的细小砂砾石刺破,同时还可以防止人为和机械损坏。根据有关调查发现,即使土工合成材料在应用过程中出现细小的破损,由于土工织物自带强大的阻水能力,仍然可以限制盐渍区域盐分和水分的渗透。复合土工膜在应用过程中可以起到一定的排水作用,将土工膜上方和下方的渗透水、孔隙水引导排出,提高高速公路路基区域土壤和砂石之间的摩擦系数。

铺设土工合成材料需要检查高速公路路基表面的平整度和横坡度,确保铺设过程中高速公路路基表面平整,没有坚硬的棱角砂砾突出。土工合成材料需要根据高速公路路基横断面的相应宽度进行全断面铺设,铺设中需要将土工膜平整地展开,紧紧贴合在高速公路路基上方。土工膜沿路线纵向进行铺设,首先铺设外层再逐渐转向内层进行铺设。铺设过程中对于高速公路路基的纵坡和横坡,首先需要确保土工膜的搭接宽度不小于20 cm,铺筑完成后检查土工膜是否出现破损,立即在较大破损处上方加铺可以防止破损的漏水土工合成材料进行修补。

4 结束语

在盐渍区域建设高速公路需要认真检查土层情况,根据相应施工标准严格控制工程施工质量,保障盐渍土地中高速公路建设工程的顺利开展。

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