墨和高速公路玉石開采坑處理方案探究

（新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830006）

責(zé)任編輯/孫譽(yù)菡 美術(shù)編輯/王德本

一、工程概述

連云港-霍爾果斯國(guó)家高速公路吐魯番-和田聯(lián)絡(luò)線G3012墨玉至和田段(簡(jiǎn)稱“墨和高速公路”)為《國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“71118”網(wǎng)中第七條橫線G30的第二條聯(lián)絡(luò)線（吐魯番-庫(kù)爾勒-庫(kù)車-阿克蘇-喀什-和田）的終點(diǎn)路段。全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速120km，全長(zhǎng)74.014km。

該項(xiàng)目位于自古便有“玉石之鄉(xiāng)”美譽(yù)的和田。近幾年，由于河床內(nèi)玉石數(shù)量逐漸減少，開采難度隨之增大，玉石開采也逐漸由河床內(nèi)范圍向兩側(cè)古河床階地范圍擴(kuò)展，并采用大型工程機(jī)械大規(guī)模挖掘。該項(xiàng)目區(qū)存在兩段大規(guī)模玉石開采亂掘地，主要集中在喀拉喀什河兩側(cè)古河床臺(tái)地上，影響長(zhǎng)度約4.980km。

玉石開采坑包括開采坑和棄土堆兩部分。開采坑的深度約15m～30m，且長(zhǎng)度和寬度均不同。玉石開采坑分布雜亂無序，連片形成亂掘地。根據(jù)開采坑壁土質(zhì)情況調(diào)查，原地基土表層為細(xì)粒土質(zhì)砂，土（粒徑小于0.075mm）的含量在15%～50%，層厚約5m～10m，下層為礫石土，含漂卵石。開挖出的表層細(xì)粒土質(zhì)砂和下層卵礫石土混合，部分成為松散堆積物，部分回填原先的開采坑，厚度有薄有厚，毫無規(guī)律。

穿越未回填或部分回填玉石開采坑路線的路基為填方路基，穿越棄土堆路線的路基為挖方路基。此外，該區(qū)域還存在半填半挖路基，直接填筑路基將會(huì)造成路基沉降變形等病害，因此必須進(jìn)行處理。

二、方案論證

根據(jù)玉石開采坑的開采及回填情況，針對(duì)開采坑的深度、松散堆積物的厚度等特點(diǎn)，提出多個(gè)處理方案比選。

（一）方案一

徹底挖除路基范圍內(nèi)的全部堆積物至原有地面線。利用該土方按每30cm厚度一層分層回填開采坑，分層回填至路床底面處進(jìn)行沖擊碾壓。分層填筑的壓實(shí)度要求為：開采坑底部至(a+300)深度范圍內(nèi)壓實(shí)度≥90%（a為路面結(jié)構(gòu)層厚度）；(a+150)至(a+300)深度范圍內(nèi)壓實(shí)度≥93%；(a+80)至(a+150)深度范圍內(nèi)壓實(shí)度≥95%；a至(a+80)深度范圍內(nèi)壓實(shí)度≥97%。

（二）方案二

徹底挖除路基范圍內(nèi)的全部堆積物至原有地面線。利用該土方按每100cm厚度一層分層回填開采坑，每100cm厚度一層進(jìn)行沖擊碾壓，直至路床地面。路基壓實(shí)度要求同上。

（三）方案三

挖除路床底面以上的全部堆積物，利用該土方及周邊玉石開采坑堆積物土方，按每400cm一層分層回填開采坑，每400cm厚度一層進(jìn)行強(qiáng)夯處理，直至路床地面。

（四）方案比選論證

1.處理效果

方案一徹底挖除路基范圍內(nèi)的堆積物，按照正常路基填筑要求分層回填開采坑，填至路床底面層位時(shí)，進(jìn)行沖擊碾壓，保障路基壓實(shí)度；但該方案對(duì)于開采坑底面來說相當(dāng)于高填路基，路基必然存在一定程度沉降變形。方案二同樣處理得較為徹底，并采用逐層沖擊碾壓，一方面保證了路基的壓實(shí)度，另一方面可以有效解決路基沉降變形問題。方案三雖然不能徹底挖除路基范圍內(nèi)的堆積物，但其采用的強(qiáng)夯處理適用于砂土等粗顆粒土，在相同夯擊能前提下，其處理深度大于粉質(zhì)黏性土處理的深度，處理后的路基強(qiáng)度較高。

2.施工作業(yè)

方案一施工作業(yè)方面不存在問題；方案二受玉石開采坑長(zhǎng)寬尺寸的限制，施工作業(yè)面有限，無法滿足逐層沖擊碾壓作業(yè)面的要求；方案三施工作業(yè)方面不存在問題。

3.施工控制方面

施工過程中，方案一、方案二無法準(zhǔn)確控制堆積物下的原地面線，無法準(zhǔn)確控制需要徹底挖除堆積物的范圍和工程量，給施工帶來不便。方案三需挖除的堆積物的范圍及工程量較為明確，施工較易控制。

4.施工工期

方案一、方案二大填大挖，工程量巨大，施工工序及作業(yè)內(nèi)容多，工期較長(zhǎng)。方案三施工工序及作業(yè)內(nèi)容較方案一、方案二減少，工期較短。為保障路基安全，處理結(jié)束后需要進(jìn)行一段時(shí)間的沉降變形觀測(cè)。

5.結(jié)論

三個(gè)方案均能達(dá)到較好的處理效果，但方案一、方案二在施工作業(yè)、施工控制和施工工期三個(gè)方面均不如方案三。因此，玉石開采坑處理推薦采用方案三，即強(qiáng)夯處理。

6.設(shè)計(jì)參數(shù)

夯錘采用直徑1.2m，夯錘重20t，夯錘落距為10m，夯點(diǎn)間距為4m，夯點(diǎn)采用三角形布置；

強(qiáng)夯單點(diǎn)夯擊能采用2000 kN.m，滿夯夯擊能采用1000kN.m，在各層位均進(jìn)行一遍點(diǎn)夯，僅在路床底面層位進(jìn)行一遍滿夯；

強(qiáng)夯層位：以路床底面處理層位為起算處理層位，向下每4m深度層位進(jìn)強(qiáng)夯處理；

處理范圍：路床底面處理層位的處理范圍，填方路段強(qiáng)夯寬度應(yīng)寬出路基坡腳不小于5m，挖方路段強(qiáng)夯寬度應(yīng)寬出路基坡腳不小于2m；其他處理層位的處理范圍，當(dāng)處理層位邊緣為坑壁等存在側(cè)向約束的（約束邊），處理范圍為整個(gè)處理層位寬度，當(dāng)處理層位邊緣無側(cè)向約束的（自由邊），處理范圍邊緣距處理層位邊緣為5m。

7.檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)

重型動(dòng)力觸探（63.5kN）試驗(yàn)：每個(gè)強(qiáng)夯處理層位每300m2不少于1處檢測(cè)點(diǎn)，不足300m2的按300m2計(jì)。一個(gè)處理路段內(nèi)不少于3處檢測(cè)點(diǎn)。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)達(dá)到每貫入10cm錘擊數(shù)≥5擊；檢測(cè)深度大于4.0m。

三、結(jié)語

墨和高速公路針對(duì)玉石開采坑的強(qiáng)夯處理在疆內(nèi)尚屬首次，無成功經(jīng)驗(yàn)借鑒。正式施工前，項(xiàng)目開展了大量的試夯工作，確定了強(qiáng)夯參數(shù)，通過路基沉降的觀測(cè)和處理效果檢測(cè)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)參數(shù)合理可行。目前，經(jīng)過多年的通車運(yùn)營(yíng)，玉石開采坑處理效果較好，達(dá)到了預(yù)期效果。所處位置均在橫縫終端處，將熨平板對(duì)準(zhǔn)已經(jīng)完成攤鋪的路面。接縫處的碾壓作業(yè)較為關(guān)鍵，需從老路面向新路面碾壓。