【正文】 第 32 頁 共 32 頁。 對于采用紅砂巖填筑高填方路段的情況，根據(jù)紅砂巖擊實試件的飽水抗剪強度驗算路堤的穩(wěn)定性。對運至現(xiàn)場施工的紅砂巖，要求必須配備D85以上推土機，50t以上的振動羊角碾和50t以上的振動壓路機進行壓碎處理，用平地機整形，路基橫坡保持在3%～4%，以利于排水。 一類和二類紅砂巖可以作為高速公路的90、93區(qū)填料，但必須保證在路面底基層與紅砂巖之間鋪筑不小于30cm優(yōu)質(zhì)粘土封層，每側(cè)路基施工加寬不小于50cm。如果能完全按照設(shè)計要求及本文中提到的施工及質(zhì)量控制，仍可以按照國家公路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行評定與驗收。 ⑦在紅砂巖路基施工和營運期間，要加強排水和隔水措施，確保排水通道暢通，路基表面無積水。 ⑤對于路基兩側(cè)的高邊坡，需要進行穩(wěn)定性分析驗算，一般要采取邊坡防護和排水防治措施。 ③在高填方路段，要對地基的承載力和沉降量進行驗算分析，必要時采取加固措施。 紅砂巖路基病害的防治對策 ①對于接近飽和的松軟土地基，可采取預(yù)壓排水、擠密加固或其他軟基處理措施，并分析地基在設(shè)計路堤荷載作用下的沉降量，確保工后沉降不超過允許值；當(dāng)松軟土厚度不大時（一般以3米為界限），可采取挖土換填措施。 ⑥填挖結(jié)合段及陡坡路段用紅砂巖填筑路基時，結(jié)合界面處理不適當(dāng)，填料壓實不均勻，導(dǎo)致局部沉陷。 ④紅砂巖路基局部未壓實或壓實后存在的顆粒過大（大于25cm），受到外滲積水浸濕軟化和進一步崩解，導(dǎo)致不均勻沉降。對于紅砂巖路基，有可能產(chǎn)生浸水崩解軟化，在路堤荷載作用下下沉。施工不合理的紅砂巖路基可以產(chǎn)生沉陷，主要原因有以下幾個方面： ①紅砂巖路堤未按設(shè)計要求進行施工碾壓，填料壓實度達不到技術(shù)要求，或壓實不均勻，導(dǎo)致工后沉降。 ②按路基施工規(guī)范和設(shè)計要求施工的紅砂巖路基一般不會發(fā)生整體滑動失穩(wěn)現(xiàn)象，但當(dāng)紅砂巖路基填筑高度大于20m時，可能出現(xiàn)整體滑動失穩(wěn)病害，這時應(yīng)對紅砂巖路基的整體穩(wěn)定性進行驗算。 紅砂巖路基尤其是高填方路堤要有一年左右的施工期及充分的沉降期。 對于填土高度小于6米的試驗路，橫向變形不超過2cm。只要紅砂巖路基的壓實度達到技術(shù)要求，并保證路基不受外界積水作用，工后沉降會很小，試驗表明，填筑高度為6米時，路基一年的累計沉降量為3cm。 路基的變形穩(wěn)定性體現(xiàn)在地基及路堤的變形隨時間變化的特性。 路基強度穩(wěn)定性體現(xiàn)在地基是否可能因路堤填土荷載及車輛荷載過大而產(chǎn)生失穩(wěn)滑移，路堤本身是否可能因邊坡設(shè)計不合理或填土強度隨時間降低而產(chǎn)生開裂滑塌。七、紅砂巖路基的穩(wěn)定性及沉降分析 紅砂巖路基的穩(wěn)定性包括強度穩(wěn)定性、變形穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性三個方面。 4）紅砂巖切方地段，由于開挖后新鮮的紅砂巖路塹暴露空氣中，易風(fēng)化剝落和節(jié)理發(fā)育產(chǎn)生崩塌，護坡可采用抹面、護面墻或掛網(wǎng)噴粉植草防護。 3）由于紅砂巖巖性軟弱，泥質(zhì)含量高，遇水軟化崩解，其順層地段應(yīng)充分估計順層下滑的可能性，并據(jù)此進行重點加固，不適宜按一般軟弱巖層邊坡進行設(shè)計。閃此，紅砂巖邊坡外挖后應(yīng)及時防護并做好排水工程，適宜采用全封閉式防護。由于紅砂巖工程性質(zhì)差，以前又無系統(tǒng)研究資料，出現(xiàn)過大量問題，因此，路塹邊坡應(yīng)予足夠的重視。若滲流在某一瞬態(tài)達到一個數(shù)值時，邊坡就可能產(chǎn)生滑坡破壞。②孔隙水壓力的影響，紅砂巖層理，節(jié)理及裂隙發(fā)育，若巖塊被一個充滿水的裂縫切斷時，裂縫中的水壓力隨深度線性增加，其合力V沿滑面指向坡角方向，穩(wěn)定系數(shù)為： K=Cl+（WcosαU）tgφWsina+V 從上式可以看出沿斜面下滑的致滑力增大了V，而抗滑磨阻力降低了Utgφ，二者作用使巖石邊坡穩(wěn)定性減小。 3）雨水是紅砂巖滑坡的重要因素紅砂巖邊坡滑坡大都發(fā)生在雨季，滑坡的產(chǎn)生，與當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、地層巖性及構(gòu)造條件密切相關(guān)，也與當(dāng)?shù)禺?dāng)年的降雨量和降雨強度有重要的關(guān)系，前者是滑坡形成的內(nèi)因基礎(chǔ)，后者是觸發(fā)滑坡發(fā)生發(fā)展的直接外因條件。有不少地點是在暴露數(shù)年后，由于巖體風(fēng)化層強度降低，在雨季受到裂隙水壓力的影響而觸發(fā)了變形。據(jù)調(diào)查，巖層傾角大于15176。 2）風(fēng)化作用是滑面抗剪強度衰減的重要原因紅砂巖由于膠結(jié)物以粘土礦物為主，巖體暴露后迅速風(fēng)化，遇水后軟化，其巖體強度迅速降低，層間的粘結(jié)力和摩擦力皆相應(yīng)降低，從而抗剪力也降低。甚至于更低。 1）滑動面幾乎都沿軟弱的泥化夾層發(fā)生紅砂巖體一般軟弱夾層的內(nèi)磨擦角為19—30176。巖層傾向同坡向一致，而巖層傾角小于邊坡坡角時，就易產(chǎn)生順層滑坡，特別是紅砂巖為軟質(zhì)巖與硬質(zhì)巖交山互成層的多元結(jié)構(gòu)巖體，當(dāng)線路沿巖層走向開挖時，經(jīng)常山現(xiàn)滑坡?！?5176。 9）順層滑坡紅砂巖山體呈單斜構(gòu)造特點，自然坡度在25176。 8）楔體坡壞楔體坡壞主要由構(gòu)造結(jié)構(gòu)面及層面的關(guān)系所控制，一種情況是沿構(gòu)造結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑坡，常常是結(jié)構(gòu)面有斷泥層，充填土?xí)r，更易形成滑動帶，出現(xiàn)楔體滑坡，如衡泉公路主線K9+200處滑坡，結(jié)構(gòu)面有斷泥層，在雨水作用下發(fā)生滑動。當(dāng)遇有長時間的大雨或暴雨時，就會暴發(fā)突然的溜坍災(zāi)害。除節(jié)理之外，風(fēng)化裂隙起了極顯著作用，這與正常巖石邊坡的崩坍有較明顯的差別。根系發(fā)達的植被可以生長，碎塊狀撒落最易發(fā)生在構(gòu)造節(jié)理發(fā)育較密，溫差較高處。這種邊坡風(fēng)化的典型形式為兩層結(jié)構(gòu)，表層為碎片，表層以下為風(fēng)化基巖，風(fēng)化裂隙密布，球狀風(fēng)化不明顯，草類植被大都不能生長，有一些根系較粗長的荊灌生長。碎粒狀撒落多分布住溫差不大，較濕潤的地區(qū)。邊坡防護施工時應(yīng)清除干凈。 2）—，在重力和雨水等作用下，堆積于坡腳或堅硬的砂巖形成的臺階上，這種類別的典型邊坡是由表面向里通常有三層結(jié)構(gòu)，—，在地形平坦時可以土壤化并生長草類植被，厚度從幾厘米到幾十厘米，多在陡坡面上，碎?？稍谕饬ψ饔孟露崖湓谄履_或臺階上，與坡面巖石幾乎無連接力。紅砂巖邊坡的破壞形式主要有：風(fēng)化剝落、溜坍、崩落、楔體破壞和順層滑坡等。紅砂巖巖層層面傾角較平緩，巖間裂隙發(fā)育，通常還有兩組或以上的構(gòu)造節(jié)理，且節(jié)理面多已張開，路塹邊坡巖體破碎，常有脫空現(xiàn)象，說明巖體還有不同程度的松動，降雨可直接滲入邊坡巖體。岡此，其風(fēng)化性能差異較大，砂巖的抗風(fēng)化性能好，抗壓強度高。紅砂巖的風(fēng)化是由溫度與水的共同交互作用的結(jié)果。③傾角較緩、褶皺舒緩，密度小而貫通長度大，邊坡巖體破碎、透水性強。紅砂巖的工程地質(zhì)特征為：①不均勻性，紅砂巖體在分布上有明顯的不均勻性。邊坡破壞，輕則影響交通，重則造成人員傷亡，因此，對紅砂巖路塹邊坡破壞機理進行分析，對確保行車安全和進行有計劃的施工整治具有重要意義。如對新修的衡泉公路邊坡進行調(diào)查，80個邊坡有12個邊坡發(fā)生不同程度的破壞。六、紅砂巖邊坡防護紅砂巖是具有特殊工程性質(zhì)的地層，它主要為白堊系、第三系的內(nèi)陸河湖相碎屑巖建造，紅砂巖巖體層理節(jié)理及裂隙發(fā)育，受濕度、溫度影響，特別容易風(fēng)化、崩解，長期強度低。 12）順利起爆，并清除邊坡危石后，用推土機清出道路，用推土機縱向出土填方，運距較遠時，用挖掘機械裝土，自卸汽車運輸。 光眼裝藥后用木桿搗實，填塞粘土，填塞時要注意保護起爆線路。 9）裝藥前要布好警戒，選擇好通行道路，認真檢查炮孔，吹凈殘渣，排除積水，做好爆破器材的防水保護工作，雨季或有地下水時，可考慮采用乳化防水炸藥。 7）爆破施工要嚴(yán)格控制飛石距離，采取切實可行的措施，確保人員和建筑物的安全。 5）用推土機配合爆破，創(chuàng)造臨空面，使最小抵抗線方向面向回填方向。 3）用推土機整修施工便道，清理表層覆蓋土及危石。 1）恢復(fù)路基中線，放出邊線，釘牢邊樁。一次鉆好豎、斜向孔，分兩次引爆，即路塹爆破和光面爆破。光面爆破是在開挖界限的周邊，適當(dāng)排列一定間隔的炮孔，在有側(cè)向臨空面的情況下用控制抵抗線和藥量的方法進行爆破，使之形成一個光滑平整的邊坡。由于依次爆破，減少巖石夾制力，可節(jié)省炸藥20%。微差爆破是指兩相鄰藥包或前后排藥包以毫秒時間間隔依次起爆。爆破方法可采用松動爆破、微差爆破和光面爆破和預(yù)裂爆破等幾種類型。石方爆破的關(guān)鍵就是保證出渣的片石小于2525cm，用作填料的一、二類紅砂巖爆破宜采用小型及松動爆破，炮眼孔距與深度可通過爆破試驗確定，一般孔距與孔深不宜大于2米，不作填料的不受限制。 爆破技術(shù)方案鉆孔工作是鑿巖爆破中主要工序之一，在整個爆破過程中所占的時間比例最大，為提高鉆孔的效率，必須采用外徑80～120mm的潛孔鉆機。 ④由于紅砂巖為軟巖石路基材料，考慮到工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，在開挖中，以小型松動爆破為主。 ②充分利用巖石的崩塌作用，從路基面開挖創(chuàng)造階梯。五、紅砂巖爆破施工 爆破方式選取的原則在紅砂巖路基石方爆破施工中，要根據(jù)地形和地質(zhì)上的客觀條件，充分利用各種爆破方法的特性，因地制宜的選用爆破方法，有計劃的進行土石方爆破。在壓實面積不足200m2時，至少檢測4點。然后用水準(zhǔn)儀檢測各測點高程，各測點在碾壓前后的高差就是測點的壓實沉降差。在布好的點位上用油漆做醒目的標(biāo)記，用水準(zhǔn)儀測量測點高程，測量時為了減少誤差，準(zhǔn)備一塊2020cm的鋼質(zhì)墊塊，墊塊中央有一個半球形突出點，在測量時，將墊塊放置在測點上，水準(zhǔn)尺放在墊塊突出點上進行測量。 ③壓實沉降差法：在路基上用隨機取樣的方法布設(shè)觀測點，測其高程，然后再用拖式50t壓路機加振一遍觀測其高程計算出沉降量。（6）壓實質(zhì)量控制紅砂巖路基壓實度試驗檢測比較困難，考慮到施工中的技術(shù)要求及實際情況，我們采用了壓實度試驗與外觀檢查對比的方法，同時采用壓實沉降差作為參考值： ①灌砂法檢測壓實度時如遇到大石塊，則此試驗點位棄置不用，重新選點試驗。遇雨或雨后，施工表面不干時，不得開放交通，雨后進行施工，下層填方須重新壓實，符合要求，方可施工。對完成路段采用灌砂法進行壓實度檢測，含水量用灑精燃燒法或烘干法測試。（5）含水量控制在碾壓前要檢測含水量，紅砂巖填料在碾壓前含水量應(yīng)控制在最佳含水量177。壓路機的碾壓速度對路堤的壓實有顯著的影響，當(dāng)鋪層厚度不變時，傳遞至填方的能量與下列因素成比例；碾壓遍數(shù)/壓路機速度，壓路機的速度有一個最佳值，一般在3～6km/h之間，但在下列情況下建議采用偏低值3～4km/h。壓實時的操作要求，從兩側(cè)路基邊沿向路中推進；壓路機碾壓輪重疊不小于40～50cm。平地機的整平方法是由兩側(cè)開始向路中推進，如此往返三次，一般就可達到規(guī)定的粒徑要求。（4）碾壓推土機耙壓后，90區(qū)采用50t以上羊角碾振壓3～5遍，行駛速度控制在2～3km／h；93區(qū)采用50t以上羊碾振壓3～5遍，行駛速度控制在2～3km／h，基本可以保證巖石粒徑控制在25cm以內(nèi)。施工中避免將不同類型的紅砂巖同層填筑，對于填料中少量的大塊硬質(zhì)巖，應(yīng)剔除或破碎，以確保路基壓實的均勻性。填筑時現(xiàn)場有應(yīng)安排好運輸路線，料廠預(yù)崩解處理的紅砂巖填料運到填方段后，專人指揮卸料，每方格網(wǎng)內(nèi)卸一車，用推土機粗平，嚴(yán)格按照花桿刻度控制松鋪厚度。首先在路基兩側(cè)坡腳線內(nèi)用粘土包邊，以防雨水對己成形紅砂巖的侵蝕及沖刷。四、紅砂巖路基填筑施工 機械設(shè)備配備序號 機械設(shè)備名稱 規(guī)格型號 1 平地機 PYl80 2 振動壓路機 YZl8B 3 羊角碾 YZTK18 4 灑水車 8t 5 推土機 D85 6 挖掘機 1m3 紅砂巖路基填筑施工工藝（1）填前碾壓路堤填筑前，要進行填前碾壓，即改造地形、清除表土及地面附著物，并將原地面碾壓至要求的密實度。若工期和施工條件允許，最好將剛爆破出來的紅砂巖，在料場就地進行工前崩解處理。各類紅砂巖試件室內(nèi)CBR值隨浸水時間變化的試驗結(jié)果試件浸水時間（天） 1 2 3 4 7 28 一類巖（98擊） 二類巖（98擊） 二類巖（30擊） 二類巖（50擊） 三、紅砂巖路基材料的選用及工前處理 紅砂巖的基本性質(zhì)紅砂巖基本性質(zhì)的試驗結(jié)果表明，具有塊狀崩解的二類紅砂巖水穩(wěn)定性好，其強度隨時間變化小，路用性能較好；一類紅砂巖的水穩(wěn)定性差，強度受干濕循環(huán)的作用變化較大，但壓實后透水性很小，因此穩(wěn)定性大為提高，仍可用做路基填料。按標(biāo)準(zhǔn)重型擊實（98擊）、50擊和30擊分別浸水試驗，可以看出98擊一類巖和30擊二類巖隨浸水時間的增加，CBR有所降低；而50擊和98擊二類巖的CBR隨浸水時間的增加無明顯的變化。對于水穩(wěn)定性差的一類紅砂巖，在路基表面及兩側(cè)采取一定的隔水措施很有必要，可以防止表層一定厚度的紅砂巖浸水后軟化，強度降低，以及產(chǎn)生膨脹變形。50′ 107 三類巖 23176。 紅砂巖的力學(xué)性質(zhì)（1）各類紅砂巖擊實試件的抗剪強度指標(biāo)和滲透性指標(biāo)測試項目 內(nèi)摩擦角(度) 凝聚力(KPa) 滲透系數(shù)(cm/s) 天然巖塊抗壓強度(MPa) 一類巖 27176。粒狀碎屑結(jié)構(gòu)的紅砂巖一般呈塊狀崩解，崩解后的塊狀顆粒基本穩(wěn)定或碎化速度非常緩慢。紅砂巖的主要化學(xué)成分為9種，其中SiO2的含量占主要部分，其次有Al2OCaO、Fe2O3等，其余5種化學(xué)成分均不超過4%，兩種典型紅砂巖的主要化學(xué)成分比例如下表：兩種典型紅砂巖