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摘要:華能灌云熱電廠地處沿海軟土地區,根據電廠的使用需求,綜合考慮工期、造價、當地材料等因素,進場道路設計中提出拋石擠淤路基處理+兩次澆筑路面的方案,取得了縮短工期和經濟節約的雙重效果.
關鍵詞:軟土地區;電廠進場道路;拋石擠淤
隨著土地資源日益緊張、環保壓力的增大,沿海電廠項目逐步增加,很多沿海工程選址難以避開軟土地區,軟土天然含水量大、天然強度低、壓縮性高,承載力低,給電廠建設帶來了較大的難度.進場道路作為工程開展的先決條件,需克服軟土路基的不利條件,滿足項目前期勘察工作及施工期間的運輸需要.
1華能灌云熱電廠項目簡介
華能灌云熱電廠位于連云港市灌云縣臨港產業區,是圍堤造地的灘涂地,如圖1所示.土體分為第四系全新統海積成因的黏土、粉質黏土夾粉土、淤泥質粉質黏土、粉土、粉土夾粉質黏土、粉砂,第四系上更新統海積成因的粉細砂等12個巖土體單元,區域覆蓋平均23m厚的淤泥軟土.常年地下水穩定水位埋深一般為0.2~1.5m,變化幅度一般在1.0~1.5m.圖1華能灌云熱電廠地理位置
2軟土地基道路處理常用方法
軟土路基道路處理常用方法有:(1)表層處理類,如砂墊層、土工合成材料等;(2)換填類,如開挖換填、拋石擠淤等;(3)排水固結類,如砂井、塑料排水板、真空堆載預壓等;(4)復合地基類,如沙樁、碎石樁、加固土樁等.表層處理及換填一般用于軟土層較薄的地區,排水固結、復合地基一般用于軟土層較厚的地區.
3灌云工程路基處理方法選擇
由于電廠主體工程建設工期較為緊張,因此業主留給進場道路施工時間也很有限.若采用排水固結法,工期一般在6個月以上,無法滿足業主的使用需求.如采取復合地基方案則造價高,且廠址為灘涂地,打樁機械進場困難,施工需要的工作面也很難滿足.受以上條件限制,排水固結法及復合地基方案無法滿足工程需要.通過調研發現,廠址區域取石較為便利,周邊除等級較高的市政道路采用排水固結或復合地基處理外,也存在較多拋石擠淤路基處理的道路,小部分拋石擠淤處理的道路不均勻沉降較為明顯,大部分道路狀況良好.路基拋石擠淤方案能較好地滿足業主對于進場道路工期及造價的要求,但場地平均23m厚的淤泥軟土,拋石擠淤不可能處理至淤泥土底部,沉降難以避免.經多方案比較,同時考慮電廠工程的特點,決定采用路基拋石擠淤的方案,在軟土層上構造人造硬殼層,再鋪碎石墊層及土工合成材料(土工格柵),提供路基的強度和穩定性,有效減小并控制不均勻沉降.電廠施工工期在2a左右,期間重大件設備運輸車輛較多,可促進道路沉降.待臨近電廠施工結束,沉降趨于穩定后,再行鋪筑一次道路面層.
3.1拋石擠淤方案
過去的道路建設中積累了一定的拋石擠淤軟基處理經驗,但缺少一定的理論指導和支持,施工工藝的要求較為簡單,沒有定量的技術指標,現行公路設計施工規范中關于拋石擠淤的措施要求相對其他方案也較為簡略[1].筆者借鑒以往工程經驗,查閱相關資料及同行業者論文等相關資料[2],結合本工程情況,對拋石擠淤方案要求初步總結如下:1)拋石處理寬度拋石處理后的路基沉降與處理厚度和寬度有關,一般來說處理厚度越厚,寬度越寬,路基總沉降就越小,這會增加拋石的工程量,工程造價也會大幅增加.因此,為滿足一定的沉降控制要求和較好的經濟性,拋石寬度在道路基層坡角外2m左右為宜.2)拋石填料要求拋石填料成分的組成直接影響到拋石擠淤的效果,如果填料級配很差,將影響到后續的壓實效果.拋石填料采用飽和強度大于20MPa的片、塊石(泥巖禁用),一般石料含量要大于70%,其粒徑為20~50cm,小于30cm片石含量不小于20%,要保證大直徑塊石含量的比例,確保擠淤的效果.3)碾壓控制拋填施工時,首先利用片石自重進行初步擠淤,拋石填筑完成后,采用挖掘機和推土機相結合的方式進行攤鋪平整.拋石順序應從路堤中心呈等腰三角形向前拋填,漸次向兩側對稱拋填至全寬,以20~50m長度依次推進;第一層的拋填厚度以能上大型施工機械為宜.若塊石無明顯沉降,可向前延伸進行下一步施工;若沉降量較大,則需再拋一層石塊進行碾壓,直至塊石沉降量較小為止.拋投過程中為了片石沉入穩定,采用自重較大的挖土機和挖掘機來回進行碾壓.待作業面展開后,再用壓路機碾壓4~5遍,碾壓過程中,用人工將片石空隙以小石或石屑填滿鋪平,直至拋石層頂面平整無明顯孔隙.由于拋石擠淤采用石料粒徑偏大,無法做壓實度、CBR試驗.根據經驗總結,拋石擠淤填筑路基現場質量控制以重型靜載壓路機18~21t碾壓痕跡判斷,從第二層開始壓路機碾壓幾遍后,無明顯碾壓回彈現象或下沉產生,即視為拋填片石已經碾壓至穩定狀態.
3.2砂石墊層
廠址區域覆蓋平均23m厚的淤泥軟土,且常年地下水穩定,水位較淺,埋深一般為0.2~1.5m,變化幅度一般在1.0~1.5m.因此,片石層碾壓完成后,上鋪砂石墊層,分層夯(壓)實,提高下部路基強度,并通過墊層的壓力擴散作用,降低壓實力,減少變形量,同時墊層可起排水作用,軟土中孔隙水可通過墊層快速地排出,能加速下部路基的沉降和固結[3].
3.3土工合成材料
(土工格柵)拋石擠淤不可能將淤泥完全置換,沉降難以避免.道路基層底部設置土工合成材料能夠有效提高路基的強度和穩定性,而且能減小并控制不均勻沉降.灌云工程土工合成材料采用雙向鋼塑土工格柵,鋪設時注意格柵間聯結與拉直平順.土工格柵上、下層接縫應交替錯開,錯開長度不小于0.5m,同一層接長段一般采用搭接,搭接長度30~60cm.格柵扭曲、皺折、重疊,則不利于其發揮作用,故鋪設時應用手拉直,使格柵平順均勻,鋪好的土工格柵每隔1.5~2.0m用鉤頭釘固定于地面.
4路面澆筑
進場道路上部采用常規的水泥混凝土道路做法.電廠施工工期在2a左右,期間重大件設備運輸車輛較多,初期沉降較為明顯,但無明顯的不均勻沉降,在工程后期基本穩定,整體沉降在設計考慮的范圍內.電廠施工結束階段,通過二灰碎石找平修復老路面后,二次澆筑道路面層.
5結論
拋石擠淤路基處理辦法在處理電廠進場道路軟土路基時,是一種可行的淺層置換方法.在石料來源豐富的地區,該方法有縮短工期和經濟節約雙重效果.灌云電廠進場道路工期短、效果好,為主體工程的展開提供了較好的條件.進場道路沒有明顯的不均勻沉降,整體沉降在設計考慮的范圍內.片石層碾壓完成后設置砂石墊層也較為重要,可減少變形量,同時起排水作用,軟土中孔隙水可通過墊層快速地排出,能加速下部路基的沉降和固結.土工合成材料也能夠有效提高路基的強度和穩定性,減小并控制不均勻沉降.電廠施工工期長達2年左右,重大件設備運輸車輛較多,普通地區電廠進場道路一般也會二次澆筑路面進行修復美化,這為采用拋石擠淤法無法避免的道路沉降提供了修復條件,在不增加投資的情況下解決了路面修復的問題.綜上所述,拋石擠淤路基處理+兩次澆筑路面的方案建設軟土地區電廠進場道路,是較為可行的方案,工期短、造價省,希望能為今后同類項目設計提供參考.
參考文獻:
[1]JTGD30-2015公路路基設計規范[S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2015.
[2]劉武松.拋石壓實在軟基處治中的應用[J].科技經濟市場,2014.
[3]王子靈.過水路面在沿海軟土地基上的設計和應用[J].公路交通科技應用技術版,2010.
作者:陸鑫 周安建 單位:中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司