山区高速公路高填深挖路段施工质量控制技术研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

陈豪

湖南省交通建设工程监理有限公司,湖南长沙,邮编:410100

摘要

山区高速公路高填深挖路段施工质量控制至关重要。由于复杂的地质条件和施工环境,施工过程中常面临沉降、裂缝等质量问题。为确保施工质量,需在设计、施工、监理和验收各环节加强质量控制,采用先进的监测技术、分层压实等措施,确保土层稳定和路基承载力。提升施工人员技术水平和加强质量检测,以应对施工中的难题。通过完善质量控制体系和技术手段,能够有效提高施工质量,保障山区高速公路的安全与稳定。


关键词

山区高速公路;高填深挖;施工质量控制;技术管理;路基稳定性

正文


引言

山区高速公路高填深挖路段施工面临着复杂的地质环境和严峻的技术挑战。这些路段通常位于地形起伏大的山区,土壤松软,地下水位较高,且常常遭遇岩层不稳定等问题,这使得施工难度大大增加。高填深挖的施工过程不仅需要高水平的技术支持,还要求严格的质量控制以避免路基沉降、裂缝等质量问题。设计阶段的合理规划、施工过程中的精细管理和施工后期的严格检测,都是确保工程质量的关键。为了应对这些挑战,必须借助先进的施工技术和监测手段,从而确保道路的长期稳定性与安全性。

一、山区高速公路高填深挖路段施工特点及面临的主要问题

(一)地质环境对施工的影响

山区高速公路改扩建面临复杂多变的地质条件,是影响路基设计与施工的关键因素。为确保路基工程的安全性、耐久性和经济性,必须开展详细的工程地质勘查,充分了解和掌握沿线地层岩性、地质构造、不良地质体分布、水文地质条件等特点,在此基础上进行路基设计分区和分级,制订有针对性的处治方案。山区高速公路高填深挖路段常面临复杂的地质环境,包括起伏较大的地形、松软土壤和较高地下水位,且岩层不稳定,易发生滑坡和崩塌等灾害。这些因素增加了施工难度,特别是在填筑和挖掘过程中,土壤的稳定性和承载力难以保证。软弱土层若处理不当,容易导致路基下沉或塌陷,影响路段的安全性。高填施工时,地质不均匀可能引发不均匀沉降,导致路面破损和裂缝。丰富的地下水可能导致积水现象,进而影响土层的稳定性。

(二)高填深挖路段的技术难题

山区高速公路的高填深挖路段需要大规模的土方填筑和挖掘作业,施工技术要求高。填土高度较大时,必须确保土体压实均匀,以防止路基沉降。填土与挖掘作业中应严格控制土质和填料配比,选用合适的材料是确保路基稳定的关键。深挖作业常涉及软弱土层和地下水层,处理这些土层时需避免渗水或泥浆泄漏。特别是大规模挖掘作业中,施工稳定性和地质灾害防范必须重视。山区道路坡度较大,排水系统设计至关重要,必须有效减少水流对路基的冲击,防止土层软化和路面沉降问题。

(三)施工质量控制的现状分析

目前,山区高速公路高填深挖路段的施工质量控制面临多重挑战。由于山区地形复杂,施工难以实现完全机械化,工人操作频繁,容易出现失误1。施工材料的质量控制不到位,部分填土材料未经充分筛选,含水率过高或混杂杂质,影响路基承载力。施工过程中的监测手段不够完善,质量控制依赖人工检测,精度和时效性较差。环境因素如雨水和地震等也会对施工质量造成影响。现有质量控制措施无法完全解决施工中的问题,尤其是在高填深挖路段。

二、高填深挖路段施工质量控制的关键技术

(一)设计阶段的质量控制与规划

在山区高速公路高填深挖路段的施工中,设计阶段的质量控制至关重要。设计时需充分考虑地质条件、气候变化和交通流量等因素,确保设计图纸准确反映施工实际情况,保障施工方案的可行性。路基设计要考虑土壤稳定性,选用合适填料,并预估填土后的沉降量。土层分析和水文分析在设计阶段尤为重要,为施工提供科学依据。排水系统设计也必须合理,确保有效减少雨水对路基的冲击,防止地下水渗透引起的土层软化。设计阶段还要对施工中的技术难题进行充分研究,提前制定预防措施,避免潜在风险。精确的设计方案为后续施工的顺利进行奠定了坚实基础。

(二)施工过程中技术措施的实施

在高填深挖路段的施工中,技术措施的实施直接决定施工质量。施工前需进行详细的地质勘察和土壤分析,确保选择合适的填土材料。填土时应分层压实,确保每层厚度和压实度符合设计要求。对于特殊地质条件,应采用防护墙、软土处理等特殊施工方法,保证施工稳定性。施工过程中,还应合理选择和使用机械设备,提升作业效率和精确度。安全防护是关键技术措施,必须根据不同地质条件设置必要的支护设施,防止滑坡、坍塌等事故。施工过程中的技术指标需实时监测,如沉降、压实度等,及时发现并调整潜在问题,以确保工程质量达到预期标准。

(三)质量控制的监测与反馈机制

高填深挖路段施工中的质量控制不仅依赖传统检测方法,还需建立全面的监测与反馈机制。现代技术手段如自动化检测和传感器监测可实时采集数据,监测土体沉降、压实度和地下水流量等关键参数,确保各环节得到有效控制2。监测数据的及时反馈是质量控制的核心,能够帮助施工单位根据实时数据调整施工方案,优化工艺。若监测发现路基不均匀沉降,施工方可根据反馈进行加固或调整填土材料。项目管理人员需定期汇总和分析质量数据,并将结果反馈给设计和施工团队,确保问题早发现、早解决。

三、施工过程中常见问题及应对策略

(一)路基沉降与裂缝问题的防治

山区高速公路高填深挖路段施工中,路基沉降和裂缝是常见的质量问题。沉降通常源于填土不均匀或压实不充分,随着时间推移,沉降加剧可能导致路面不平或破裂。裂缝通常由土层强度不足或水分渗透引起,因此需特别关注填土均匀性和路基稳定性。防治措施包括采用分层压实技术,确保每层填土稳定且压实充分,同时严格控制填土材料的选用,避免使用高水分或不合格的材料。软弱土层可通过石灰土拌和、地基加固等技术提高承载力。合理设计排水系统可减少水分对路基的侵蚀,降低裂缝发生的风险。

(二)施工过程中的材料质量管理

在高填深挖路段施工过程中,材料质量的管理至关重要。填土材料的选择直接影响到路基的稳定性和耐久性。使用不合格或不适当的填料,如含水率过高或颗粒不均的土壤,可能导致土层松散、沉降不均等问题。为了确保填土材料的质量,施工方需要严格按照设计要求采购和检测材料,确保所有材料符合质量标准。在施工过程中,材料的存放和运输也需要做好管理,避免在运输或储存过程中材料受到污染或受潮3。对于一些特殊路段,如软土层区域,应选择具有高承载力的特殊填料,如砂土、碎石等,或采用改良技术进行处理。施工人员应对材料的配比进行严格控制,确保每一层填土都符合设计要求。

(三)施工人员技术水平的提升措施

高填深挖路段施工需要依赖专业技术人员和经验丰富的施工队伍,施工人员的技术水平直接影响施工质量。为确保施工质量,提升施工人员的技术水平至关重要。施工单位应定期组织专业培训,增强施工人员对新技术和设备的操作能力,确保施工环节的顺利执行。对于特殊施工技术,如软土处理和深基坑支护等,施工人员需具备较高的专业素养,掌握相关技术要点。在施工现场,应设立技术指导人员,及时解答和指导施工中的技术问题,确保人员遇到问题时能得到有效支持。施工单位应加强技术考核,确保每个岗位的人员达到相关技术要求。见表1:

表1:国内典型高速公路施工关键参数参考表

项目

压实度标准(%)

最大粒径限制(mm)

含水率控制范围(%)

推荐填料类型

地基承载力要求(kPa)

一般路基填方段

≥95

100

8~15

砂性土、碎石土

≥150

软土地基处理段

≥93

80

6~12

石灰改良土、砂砾

≥100(处理后)

深挖路段路床

≥96

50

7~14

砾石土、风化岩

≥200

高填方路段(>6m)

≥96

80

9~16

碎石土、级配砂砾

≥180

特殊地段(膨胀土区域)

≥94

60

5~10

改良膨胀土、石灰土

≥120

数据来源:《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610-2019),中国交通运输部发布,适用于中国大陆地区高速公路及一级公路的路基施工标准。

四、施工质量评估与检测技术的应用

(一)质量检测技术的发展与应用

随着科技进步,施工质量检测技术不断发展,传统检测方法已难以满足山区高速公路高填深挖路段复杂施工条件的要求。新型技术,如自动化检测、传感器监测和遥感技术,逐渐在施工中得到应用。通过传感器实时监测路基沉降、土层稳定性和温湿度等关键参数,提供精准数据支持。无人机航拍技术可对大范围施工区域进行全景监控,及时发现潜在问题。地质雷达探测技术也可用于检测地下隐患,确保施工质量评估更全面、精准。利用这些先进检测技术,能够实时掌握工程质量,为后续施工调整和优化提供可靠数据依据。

(二)施工质量验收的标准与程序

高填深挖路段的施工质量验收标准和程序是确保施工质量的关键环节。在施工完成后,必须按照设计要求对工程进行全面验收,确保各项技术指标符合要求。验收过程中,应严格执行相关法规和标准,检测土层的压实度、路基的稳定性以及材料的质量。针对不同的施工阶段,如基础施工、路面施工等,应分别制定详细的验收标准,确保每个施工环节都符合质量要求。在验收过程中,可以借助先进的检测设备,如动态回弹仪、红外线扫描仪等,进行详细检测。验收过程中应进行多方位检查,包括结构完整性、施工安全性以及环境影响等方面的检查,确保路段的长期稳定性和安全性。

(三)检测结果对施工质量改进的作用

质量检测结果不仅是施工质量评估的依据,也是施工过程中质量改进的参考依据。通过及时、全面的检测,可以有效识别施工中的潜在问题,如不均匀沉降、路基不稳定等,从而采取相应的修复措施。当检测到某一段路基出现沉降过大时,可以立即调整施工工艺或进行加固处理,避免问题进一步扩大4。检测结果还可以为施工队伍提供具体的改进方向,帮助他们识别操作中的不足,并优化技术方案。质量检测结果还可以作为后期工程维护的参考,为路段的长期监控和维护提供数据支持。

五、提高山区高速公路施工质量的综合对策

(一)质量控制体系的完善与创新

在山区高速公路高填深挖路段施工中,完善的质量控制体系是保障施工质量的基础。质量控制体系应涵盖设计、施工、监理和验收各个环节,确保每个环节都严格遵循质量标准。在设计阶段,施工单位需与设计院紧密合作,确保设计方案可行,并预判可能出现的问题。施工过程中,应加强各方协调,确保施工队伍严格按设计执行,避免不符合标准的施工行为5。质量监督人员要做好现场监控,确保施工质量得到有效保障。施工后期的质量检查和验收也必须严格,确保工程符合使用标准。随着施工技术的不断创新,质量控制体系需不断完善,引入新技术和方法,提升整体质量管理水平。

(二)施工技术的持续改进与创新

山区高速公路高填深挖路段施工技术的不断改进和创新是提高施工质量的重要手段。随着材料科技和施工设备的不断进步,新的施工技术可以有效解决传统施工方法中的难题。在填土过程中,可以使用机械化土壤改良技术,提高土层的承载力和稳定性;在深挖过程中,可以采用先进的支护技术和防渗技术,确保施工的安全性和稳定性。施工技术的改进还应体现在施工管理上,采用更高效的施工方案、减少人为失误的可能性、提高施工速度。施工技术的持续改进和创新,不仅能够提高施工质量,还能在一定程度上降低成本和施工周期。

(三)施工质量管理的长期监控与维护

山区高速公路高填深挖路段的施工质量管理需要长期监控与维护。施工质量的保障不仅仅依靠施工阶段的控制,还需要在项目完成后进行长期的监测和维护。工程完工后应设立专门的监测系统,实时监测路基的稳定性、沉降情况等关键指标,并根据监测结果及时进行维护。路面在使用过程中可能会出现裂缝、沉降等问题,因此需要定期进行检测,评估道路的使用状况,及时进行修复。施工单位应与养护单位进行紧密合作,确保工程在使用过程中得到充分的维护和管理,延长道路的使用寿命。

结语:

山区高速公路高填深挖路段的施工质量控制是确保工程安全和长期稳定的关键。通过完善设计、施工、监理和验收等各环节的质量控制体系,合理运用先进的监测技术和科学的施工方法,可以有效应对复杂的地质条件和施工难题。施工人员的技术培训、现代化的检测手段以及持续的质量监控都在施工过程中发挥着至关重要的作用。随着技术的不断进步和质量控制体系的逐步优化,未来的施工质量管理将更加精确和高效,为山区高速公路的安全和稳定运行提供有力保障。

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