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路基工程中路塹開(kāi)挖施工技術(shù)探討理工論文
【摘要】路塹開(kāi)挖是路基工程中常見(jiàn)的施工作業(yè)，文章介紹了路塹開(kāi)挖的施工準備工作，闡述了開(kāi)挖施工方法和機械化施工作業(yè)技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】路基工程；路塹開(kāi)挖；機械化施工
路塹開(kāi)挖是路基施工中工程量最大、最普遍的施工內容。路塹是指全部在原地面開(kāi)挖而成的路基或低于原地面的挖方路基，其作用是緩和道路縱坡或越嶺線(xiàn)穿越嶺口控制標高，但同時(shí)也破壞了原地層的天然平衡狀態(tài)，不利于排水和通風(fēng)。因此，開(kāi)挖路塹時(shí)要注意保證邊坡穩定性，須設置排水溝，必要時(shí)還須設置截水溝以利排水。路塹開(kāi)挖可采用人工或機械作業(yè)，其中以機械作業(yè)為主，對于不便于采用機械作業(yè)的施工地段，采用人工作業(yè)。本文對路基工程中路塹開(kāi)挖準備工作、開(kāi)挖方法以及機械化施工技術(shù)進(jìn)行探討。
一、開(kāi)挖準備工作
路基開(kāi)挖施工之前，除了做好相關(guān)的技術(shù)準備、施工放樣之外，還應特別做好開(kāi)挖施工的安全防護準備。因為路基的大面積開(kāi)挖會(huì )破壞土體原有的自然平衡，易引起路塹邊坡失穩、滑坍，危機施工安全、延誤施工工期。施工人員應對路基工程范圍內的地質(zhì)水文情況作詳細調查，如巖石的風(fēng)化、龜裂程度及地質(zhì)斷層，土質(zhì)變化、水文穩定等工程條件，其中水的影響是造成路塹病害的主要原因。
為排除一切可能影響邊坡穩定的地面水和地下水，須在路塹頂部預先開(kāi)挖截水溝，并結合路塹永久排水設施（如邊溝或地下盲溝）做好開(kāi)挖期間路塹排水。路塹開(kāi)挖及沿線(xiàn)排水溝沿路塹行進(jìn)方向保持一定的縱坡，以利于排水。此外，對于砂、礫類(lèi)松散土質(zhì)邊坡，或多層土質(zhì)有松散夾層時(shí)，應隨挖隨防護，預留碎落臺，以防止邊坡崩塌。
二、開(kāi)挖施工方法
路塹開(kāi)挖根據現場(chǎng)施工條件，可采用以下幾種基本方法：
1．全斷面開(kāi)挖法。從開(kāi)挖路塹的一端或兩端按斷面全寬一次挖到標高，逐漸向縱深挖掘，挖出的土方一般都是向兩側運送。這種方法適用于深度不大，且較短的路塹。
2．分層開(kāi)挖法。從開(kāi)挖路塹的一端或兩端按斷面分層挖至設計標高。每層都有單獨的運土出路和臨時(shí)排水設施，適用于開(kāi)挖深而短的路塹。
3．分段縱挖法。當路塹較長(cháng)時(shí)，開(kāi)挖深度不大時(shí)，把開(kāi)挖路塹橫斷面分成若干段，并縱向條形開(kāi)挖，一般出土于兩側。若是傍山路塹，一側塹壁不厚，選擇一個(gè)或幾個(gè)地方挖穿塹壁出土。
4．分層縱挖法。如果路塹寬度及深度不大，可以縱向分層挖掘。在短距離及大坡度時(shí)，可用推土機施工，較長(cháng)的寬路塹則宜用鏟運機作業(yè)。
5.通道縱挖法。在開(kāi)挖路塹全長(cháng)上，沿路塹縱向先挖出一通道，然后開(kāi)挖兩旁，這是一種快速施工方法，通道可用于機械通行或運輸土料車(chē)輛的運土。
三、開(kāi)挖機械化施工技術(shù)
路塹開(kāi)挖施工根據不同的施工條件，應采用不同的施工機械作業(yè)。
�。ㄒ唬┩仆翙C作業(yè)
推土機具有操縱靈活、運轉方便，既可開(kāi)挖土方，又能短距離運輸土料的特點(diǎn)，在路塹開(kāi)挖中被廣為采用。其主要有兩種施工作業(yè)方法。
1．橫向開(kāi)挖路塹。用推土機橫向開(kāi)挖路塹，其深度在2m以?xún)葹橐�。開(kāi)始時(shí)推土機以路塹中線(xiàn)為界，向兩側用橫向“穿梭”推土作業(yè)法進(jìn)行，將路塹中挖出的土送至兩側棄土堆，最后再做專(zhuān)門(mén)的清理和整平，當開(kāi)挖深度超過(guò)2m時(shí)，則需與其他機械配合作業(yè)。
2．縱向開(kāi)挖山坡路塹
�。�1）開(kāi)挖傍山半路塹。一般多采用斜鏟推土機進(jìn)行。開(kāi)挖時(shí)首先由路塹邊坡的上部開(kāi)始，沿線(xiàn)路行駛，漸次而下，分段、分層將土推送至坡下填筑路堤處。推土機的水平回轉角根據土壤的性質(zhì)來(lái)調整，在I、II級輕質(zhì)土壤上作業(yè)時(shí)，可調至60°；在III、IV級土壤作業(yè)時(shí)可調至45°。
�。�2）開(kāi)挖深路塹。開(kāi)挖深路塹運土作為填土路堤作業(yè)時(shí)，應首先做好準備工作，要在開(kāi)挖路塹的原地面線(xiàn)頂端各點(diǎn)和填挖之間零點(diǎn)處，設置標記，同時(shí)挖半小丘，使推土機能順利進(jìn)入作業(yè)現場(chǎng)。如果推土機能沿斜坡駛至最高點(diǎn)時(shí)，則可以由路塹的所在坡面上頂點(diǎn)處開(kāi)始，逐層開(kāi)挖至路堤處，開(kāi)挖時(shí)可用推土機沿線(xiàn)路中線(xiàn)的平行線(xiàn)進(jìn)行縱向推填。當路塹開(kāi)挖到設計深度的一半位置時(shí)，再用另外1~2臺推土機，橫向分層推削路塹斜坡。由斜坡上推削下來(lái)的土壤，仍由下面的推土機送至填土區段，直至路塹路堤全部完成為止。
�。ǘ╃P運機作業(yè)
鏟運機開(kāi)挖路塹有兩種作業(yè)方法，一是橫向棄土開(kāi)挖；二是縱向移挖作填。路塹分層開(kāi)挖，并從兩側開(kāi)始，每層后15~20cm，這樣做既能控制邊坡，又能使取土場(chǎng)保持平整，同時(shí)還應沿路塹兩側做出排水縱坡。
路塹在以下情況下，宜采用橫向開(kāi)挖，即：塹頂地面有明顯橫坡，而上游一側需設置棄土堆，阻擋地面水流入路塹；路塹中縱向運土距離太長(cháng)，超過(guò)鏟運機經(jīng)濟運距，嚴重影響工效；不需要利用土方或利用有剩余時(shí)；長(cháng)路塹由于施工條件的限制，機械只承擔其中一段，兩端又無(wú)法縱向送土時(shí)。
鏟運機縱向移挖作填，當路塹須向塹口外相接的路堤處運土填筑時(shí)，鏟運機應利用縱坡自路塹端部開(kāi)始作下坡鏟土，并逐漸向塹內段延伸挖土長(cháng)度，而填筑路堤也應相應的延伸。
�。ㄈ┩诰驒C作業(yè)
用挖掘機開(kāi)挖路塹，一般是與運輸車(chē)輛配合作業(yè)的。
1．正鏟挖掘機開(kāi)挖路塹。正鏟挖掘機進(jìn)行路塹開(kāi)挖作業(yè)，可采用全斷面開(kāi)挖和分層開(kāi)挖兩種方法。如路塹深（下轉第189頁(yè)）（上接第197頁(yè)）度在5m以下時(shí)，可采用全斷面開(kāi)挖，挖掘機一次向前開(kāi)挖路塹全寬至設計標高，運輸車(chē)輛停在與挖掘機同一平面，且并列布置，或在挖掘機后側。這種方法施工簡(jiǎn)單，但挖掘機須橫向移動(dòng)，才能挖到設計標高。
當路塹深度為5m以上時(shí)，宜采用分層開(kāi)挖，即挖掘機在縱向行程中，先把路塹開(kāi)通一部分，運輸車(chē)輛在挖掘機一側布置，并與開(kāi)挖路線(xiàn)平行，如此往返幾個(gè)行程，直至將路塹全部開(kāi)通。挖掘機各次開(kāi)挖后在邊坡上留下的土角，可由推土機修整。
2．反鏟挖掘機開(kāi)挖路塹。由于反鏟挖掘機只能挖掘停機面以下的土壤，因此做開(kāi)挖路塹作業(yè)時(shí)，是停在路塹頂部?jì)蓚冗M(jìn)行，一般只適用于開(kāi)挖深度在挖掘范圍內的路塹�？梢暚F場(chǎng)情況采用溝端、溝側的作業(yè)方法。
3．拉鏟挖掘機開(kāi)挖路塹。用拉鏟挖掘機開(kāi)挖路塹作業(yè)時(shí)，如卸料半徑能及至兩側棄土堆位置，則挖掘機可停在路塹中心線(xiàn)上，采用溝端挖掘的方法進(jìn)行，否則，必須采用雙開(kāi)挖道作業(yè)。當棄土堆位于路塹一側時(shí)，挖掘機沿路塹邊緣移動(dòng)，為了保證安全，挖掘機內側履帶應與路塹邊沿保持1.0~1.5m的距離。
�。ㄋ模┩仆翙C和鏟運機聯(lián)合施工
在組織大型土方機械開(kāi)挖路塹作業(yè)時(shí)，往往投入作業(yè)的機型很多，各自又有不同的適用范圍和作業(yè)效果，為多機聯(lián)合作業(yè)提供了可能，其中，不同功率的推土機和不同斗容量的鏟運機聯(lián)合作業(yè)最為常見(jiàn)。在組織推土機與鏟運機聯(lián)合開(kāi)挖作業(yè)時(shí)，應根據它們各自的特點(diǎn)將它們安排在最能發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢的部位作業(yè)。
通過(guò)比較不同功率的推土機和不同斗容量的鏟運機的適用范圍和作業(yè)效果，可見(jiàn)：推土機動(dòng)作靈活，可正駛推運、倒駛空返，當推運翻松土壤時(shí)效率較高，其中大型推土機載運土量較大、爬坡性能最好；而中型推土機，進(jìn)退速度較快。當推土機增設側擋板后推運翻松土壤，可提高經(jīng)濟運距和載土量。而鏟運機能下坡鏟土入斗，上坡可以斜駛上料損失最小，具有較好的整形性能，在干土地質(zhì)進(jìn)行深挖高填的大運距作業(yè)時(shí)，其工效與推土機相當，工程成本可降低。
在多機聯(lián)合作業(yè)時(shí)，可將中型推土機安排在開(kāi)挖段的上層，大型推土機放在中層，鏟運機放在底層。為了便于排除降雨積水，開(kāi)挖工作應自下而上進(jìn)行。為了提供推土機作業(yè)效率，在較硬土質(zhì)區段，最好配備翻松機械或機具協(xié)同作業(yè)。
四、結語(yǔ)
路塹開(kāi)挖是路基工程一種常見(jiàn)施工作業(yè)。為保證路塹開(kāi)挖作業(yè)的順利進(jìn)行，首先應充分做好施工準備工作，特別是安全防護工作，以免發(fā)生
安全事故，繼而影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。其次，根據工程現場(chǎng)條件選擇合適的施工方法，往往會(huì )達到事半功倍的效果。最后，大力使用機械化作業(yè)，并合理安排多機聯(lián)合作業(yè)，不但可以降低施工作業(yè)強度，還可以加快施工進(jìn)度。
【參考文獻】
[1]張京，等.路橋工程施工新技術(shù)實(shí)用手冊路基施工新技術(shù)分冊[M].北京：長(cháng)征出版社，2003．
[2]楊永青.淺析路基工程土石方開(kāi)挖[J].山西建筑，2007，33（3）.
【作者簡(jiǎn)介】顏云陽(yáng)（1977—），男，湖南衡南人，湖南省公路與橋梁建設集團公司工程師，研究方向：公路、橋梁、隧道現場(chǎng)施工管理。
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