红层软岩路基施工技术探索

摘要：红层软岩在我国分布较广，是一种特殊的岩土。该文通过了解红层软岩的特性，分析红层软岩引发的常见路基病害，并对红层软岩路基进行现场试验、理论分析、填筑检测以及工后沉降观测，研究总结出一套红层软岩路基施工技术。红层软岩可以作为路基填料，只要采取有效的施工方案，做好过程控制，是完全可以保证路基质量的。

关键词：红层软岩；路堤填筑；试验检测；路基施工；膨胀崩解；沉降观测；施工技术；路基填料

引言

红层软岩分布于我国西南、中南、华南广大区域。研究资料表明，红层软岩是一种特殊岩土，具有易崩解、易风化、遇水易软化等特征。特别是在西南丘陵山区，气候湿润，排水不畅的条件下，红层软岩极易软化、崩解为特殊软粘土（俗称“松软土”，规范无正式定名），造成路基病害发生。该文通过对兰渝铁路LYS-13标段红层软岩路基施工技术进行研究，分析影响红层软岩路基施工中的重点、难点，为今后红层软岩地区施工提供相应的经验及施工技术参数。

1红层软岩路基的常见病害

红层软岩分部较广，原始状态下呈软岩，易风化、易崩解，具有弱膨胀性，遇水软化性，早期多用于低等级公路施工，后用于铁路和高等级公路，但由于缺少相应的施工经验，往往出现不同程度的病害。常见病害可归纳为：沉陷和边坍。由于路基填料不良（未崩解的红层软岩），填筑方法不当，人工压实不足，在荷载及自然因素作用下，均可能发生沉陷，便直接导致路基破坏。而易风化的红层软岩边坡如果设计不当或防护不良，均可造成路基边坡的坍落。由于红层软岩为极易风化崩解的沉积岩，因此用红层软岩填筑的路基边坡在温度与水的共同交互作用下极易发生风化剥落的病害，如不及时处理，风化向边坡深部发展，引起边坡崩坍落石等病害。

2基本物理学性能

红层软岩一般是富含黏土矿物的强风化岩，矿物组成主要包括以石英、云母为主的碎屑矿物和高岭石为主的粘性矿物。天然含水量为9%～15%,天然密度为2.0～2.1g/cm3，液塑限分别为30%～40%、13%～20%，天然孔隙率为0.49～0.65。具有与膨胀土相似的湿化变形特性,但其膨胀率比较低.红层软岩具有较显著的崩解性[1]。

3力学试验及分析

3.1击实实验参照《铁路工程土工试验规程》TB10102-2010，选择土样进行重型击实实验，测定红层软岩的最大干密度和最优含水量，以便确定路堤的最佳压实效果。根据图1可以确定红层软岩的最大干密度为2.14g/cm3,最佳含水量为8.5%。3.2膨胀率试验参照《铁路工程土工试验规程》进行自由膨胀率及有荷载膨胀率试验，采用最优含水量8.5%，密度比93%的条件制作试件。试验得出红层软岩的自由膨胀率为2.7%，远小于弱膨胀土的膨胀性。图2为25kPa压力下试样高度与时间关系变化曲线，表1为不同荷载下的膨胀率。通过试验可以看出，红层软岩土的膨胀率较小，且随着荷载的增大而减小。

4红层软岩路基施工

4.1岩石爆破兰渝铁路LYS-13标路基土石方施工大部分采用移挖作填的方式进行，利用挖方作为路基填料。挖方为红层软岩，原始状态下强度较高，施工取土采用爆破方式进行。爆破后的石块粒径大小不一，如不能对填料粒径进行控制，则路基填筑后易产生空洞，浸水或风化后红层软岩崩解，造成路基产生较大下沉。红层软岩属于塑性岩石，爆破时压缩区相对较大，爆破区相对较小，因此孔眼间距和装药系数不宜大。根据多次对比试验，选择表2的爆破参数[2]进行爆破施工为最佳爆破方案。爆破后经现场检测石碴的最大粒径36cm，绝大多数粒径在10～20cm之间，由于岩石强度较低，此种粒径结构便于路基的填筑压实。4.2基床以下路堤填筑根据相关研究资料表明，红层软岩填料最大粒径不大于15cm，填筑松铺厚度30～40cm，填筑最大干密度不小于2.0g/cm3,含水量控制在最佳含水量±2%以内可以作为合格的路基填料使用[3]。红层软岩路基填筑采用水平分层填筑法施工，路基填筑大面积施工前首先进行路基试验段的施工，总结施工技术参数及施工方法，为大面积施工提供理论依据及指导方案。路堤填筑施工按照“四区段、八流程”[4]的施工程序展开流水施工，在施工过程中，红层软岩填料由于爆破时粒径较难控制，爆破后仍有部分粒径超标，在装车过程中对填料进行筛选，合格的填料装车运至填筑工作面，较大的填料集中破碎后再拉运至工作面。根据路基试验段总结后，确定摊铺厚度为38cm，最佳含水量为8.5%，碾压遍数为6遍。施工中采用挖掘机装车，自卸车运输，推土机、平地机平整，振动压路机压实。4.3基床以下路堤压实质量检测[5]根据设计要求我们选用灌砂法、K30法进行双指标控制，共做了三层54个点，第三层检测结果如表3。根据试验结果显示按此方法施工的路堤质量稳定，施工过程中便于控制，完全满足要求。4.4工后沉降观测沉降观测控制标准：路基填筑过程中，路堤中心沉降速率每昼夜不得大于10mm，边桩水平位移速率每昼夜不得大于5mm。路基工后沉降标准：时速200km/h客货共线路基，一般地段不应大于15cm，年沉降速率应小于4cm/年。路基填筑完成后，在ID2K600-ID2K900的断面埋设了观测点，第1个月进行每周1次的沉降观测，第2-3个月进行每2周1次的沉降观测，第3个月后进行每月1次的沉降观测，历经6个月的定期观测，累计沉降量为1.2cm，沉降速率小于4cm/年，满足沉降标准要求，路堤稳定性良好。

5结语

红层软岩主要包括泥岩、泥岩夹砂岩、砂岩夹泥岩、泥岩砂岩互层、风化砂岩等，是一种广泛分布在我国川东等西南地区的一种特殊填料，是合格的路基填料，采取有效的施工方案，做好过程控制完全能够保证路基质量。

作者：刘学东 单位：重庆城建控股有限责任公司