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摘要：尾矿库清除后形成高填、陡坡、“鸡爪沟”等特殊地形，处理不当易造成路基侧滑、侵蚀、沉降等影响运营安全的问题，路基施工需采用特殊的施工方案。本文结合荣乌高速公路河北徐水至涞源段LJSG-15合同段的工程实际情况，具体阐述尾矿库清除后尾矿库路基处理施工技术，以期为同类工程提供参考。
关键词：尾矿库；路基处理；施工技术
1 前言
荣乌高速公路河北徐水至涞源段第LJSG-15合同段，标段路基垂直经过尾矿库库体6处，桥梁经过尾矿库库坝一处，桥梁位于尾矿库库体下游4处。尾矿库主要为选矿弃渣堆积于山间谷地中而形成，库容一般为10-30万，坝高15-35米，属五级库。但库坝多用麻袋装土堆积或直接用黏性土、块石堆砌，坝体结构简单，工艺粗糙，可靠性差，尾矿库（坝）的稳定性直接影响到高速公路的安全。
尾矿粉是选矿粉状弃渣，组成成分以粉粒、岩粒状岩粉为主；结构松散，承载力低，遇振动易液化沉陷变形，具有流沙性质，遇水冲击流失现象严重；尾矿库多为山谷汇水区域，尾矿粉常处于水饱和状态，经晾晒风干，表面胶结较硬，内部仍为膏状，较软，富含大量水。
路基经过的尾矿库处理措施为清除全部矿渣。结合太行山脉地形地貌复杂，河谷发育，沟壑纵横，地形切割剧烈，以及尾矿库特有地质地形特点，本文主要对尾矿清除后的特殊地质地形路基处理施工技术进行简要叙述。
2 尾矿清除后的地质地形特点及路基施工存在的问题
2.1 尾矿清除后的地质地形特点
该地区尾矿库类型为山谷型尾矿库，选矿弃渣堆积于山间谷地与尾矿坝内而成。尾矿清除后形成较大V型沟壑或“鸡爪沟”地形，一面为谷口，可向外排出雨季山坡坡面汇水，其他几面为较陡山体，由于尾矿堆积时间较长基本处于水饱和状态，沟底出现渗水现象，部分存在较厚淤泥质土。经现场查勘，陡峭山体微透水或不透水，岩层走向基本稳定，岩体有破碎情况。
图2 尾矿库清除前 图3 尾矿库清除后
2.2 路基施工存在的问题
（1）路基基底存在软基。谷底土质松散软弱，局部存在淤泥质土，沟底存在渗水现象，路基基底承载力不能满足设计要求。
（2）新填路基与陡坡山体土质差异。该地区路基填筑为土石混填，陡坡山体多为风化程度不一的片状岩层，强度差异大，新填路基与陡坡山体结合可靠性不高，影响路基整体稳定性。
（3）高填路基沉降不可控。由于尾矿清除后，原地貌发生变化，路基填筑高度达30～40米，属高填方路基，尤其尾矿库段高填方位于较陡坡面，沉降控制困难。
（4）易受雨水及山坡汇水冲刷、侵蚀。尾矿库段路基施工完毕后，路基与山体间形成“堰塞湖”，雨季雨水及山坡坡面汇水汇集于“堰塞湖”区域，对路基造成冲刷、侵蚀。
（5）“鸡爪沟”区域空间狭小，压实机械无法正常进入碾压。部分鸡爪沟狭小，坡度较陡，按照正常路基施工工艺进行时，压实机械无法进入碾压，路基施工质量无法保证。
图4 尾矿库段路基典型断面
3 尾矿库路基处理施工方法
尾矿清除后，及时现场查勘尾矿清后现场地质地形情况，针对现场实际地质地形情况制定相应施工方案。做好施工组织设计工作，避开雨季施工，合理安排施工段的先后顺序，明确施工关键环节及施工要点，做好施工前技术交底工作。
3.1 路基填前处理
根据现场尾矿库基底情况，遵循因地制宜，整体规划，综合考虑的原则，对于含水较少的基底松散土进行清除，并做好填前碾压（夯实）工作，必要的可采用强夯法进行基底处理；基底有较多淤泥质土且无法外运时，采用抛石挤淤法。抛石挤淤采用不易风化的片石，片石大小根据现场基底淤泥质土的流动性而定，但片石厚度或直径不宜小于300mm，且小于300mm的片石含量不得超过20%。片石抛填超过软土面后，采用较小石块填塞垫平，碾压密实。对于形成径流的路基基底采用沿径流方向加设盲沟将基底水引流至路基外侧。在设置盲沟时，可根据现场水流情况设置多道盲沟，再汇集至主盲沟。盲沟施工完毕后，可进行上述填石填筑或路基正常填筑。
3.2 强夯法加速路基固结
片石填筑完成后，片石顶强夯一遍，加速路基固结，保证路基基底强度。此外，路基每填高4m压实后采用强夯增强补压，加速高填路堤的沉降变形，减少高填路堤的不均匀沉降和工后沉降变形。根据该地区填料性质，夯击能采用主副夯2000KN.m，满夯1000KN.m。由于强夯法易使路基强度趋向均匀，消除不均匀沉降，填挖结合路段、半填半挖陡坡路段的强夯施工尤为重要。强夯施工时需注意施工地点临近建筑物遭受强夯振动破坏，同时严禁在涵洞、通道等构筑物顶部强夯。
3.3 开挖台阶，加设土工格栅
填挖结合路段、半填半挖陡坡路段，坡度陡于1：5时开挖反向台阶，台阶宽度控制不小于2m，并设4%内倾横坡。开挖台阶主要是保证新填路基与原土体的咬合，台阶部位的强夯作为重要环节控制。强夯完毕后，整平路基，铺设土工格栅。根据需要一般在路堤中上部铺设多层土工格栅，路床范围铺设2～3层土工格栅。土工格栅做为路基的筋材，能有效提高新填路基与原土体嵌锁、咬合作用，有效约束土体的侧向位移，增强路基的整体性。土工格栅铺设时，应注意在台阶处进行有效的锚固。
3.4 坡脚增设护脚支挡防护
由于尾矿库路基多位于较陡山体，增设护脚可一定程度上防止路基侧滑，收缩坡脚，对路堤起到支挡、防护作用，保证路基整体稳定性。护脚的施工不宜过晚，一般路基填筑4～6米进行路基强夯施工一遍后，进行护脚支挡防护的施工。护脚一般采用大断面浆砌施工，在护脚底部设置防滑凸契，控制护脚埋深不能过小，并在护脚不同高度设置泄水孔，保证路基内水可顺利外排。
3.5 “堰塞湖”区域处理
根据现场地形，一般尾矿库段路基填筑完成后，路基与山体间形成“堰塞湖”，若不进行处理，雨季雨水及山坡坡面汇水汇集于“堰塞湖”区域对路基造成危害。“堰塞湖”的处理根据现场实际情况及经济比选可采用两种方案：1、该段路基附近有涵洞、通道时，可开挖隔断山体，将汇水引排至附近涵洞、通道；2、将“堰塞湖”与尾矿库路基同步填筑，“堰塞湖”区域四周增加山坡截水沟，将水引流至主线路基水沟。
3.6..泌水法加快路基稳定
路基填料决定了，我们不能单靠机械压实、强夯加快路基稳定。现场施工中，根据填料泌水固结的特点，在压实、强夯过程中穿插采用泌水法取得很好的效果。因此，我们充分利用雨季，尽量在雨季前完成路基施工。雨季过后，路基自然沉降和固结均趋于稳定。
4 结束语
尾矿库清除后，库底地形的复杂多样性决定了处理方法的复杂多样，即使类似的地质地形条件，采用不同的处理方法也会有不同的效果。我们通过综合各种技术处理措施，以期达到保证路基施工质量，为建设单位及施工单位节约宝贵工期。今后在科研人员、技术人员、施工人员等共同努力下，新的技术将不断涌现，必将为公路建设服务。
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论文作者:周超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签：路基论文; 尾矿论文; 基底论文; 地形论文; 山体论文; 汇水论文; 陡坡论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;