长春市四环路沿途砂坑塘、水库等位置路基填筑
处理方法及材料来源调查

高爽 张会权 郭高

        【摘要】：道路工程中关于砂坑、塘、水库等的填筑处理是城市外围道路建设中常见的问题。长春市四环路位于三环路外与绕
    城高速路之间，规划为城市快速路，全长69.3公里，按长春市政府工作计划，结合城市用地发展和交通需要，不同段落按轻重缓急
    分段实施。四环路沿途鱼塘、砂坑、小型水库比较密集，特别是南四环路东段，伊通河以东路段有800米长连片水塘.如何填筑及材
    料来源是本次设计必须解决的问题。

        【关键词】：填筑方法、材料产地及储量、成本

        长春市四环路所经路线穿越苏家屯、伊通河、小九队水库等湿地,有部分软弱地基路段需要处理。因此而展开对于四环路沿途
    沙坑、水塘填筑方法的研究及填筑材料的调查。特别是南四环路经过苏家屯路段，因水塘体积大，如按规划路线布线， 将需要60
    余万立方米填筑量，是设计、施工的关键环节。针对该问题，本文仅就大体积水塘的填筑方法展开讨论。

       一、填筑方法

        一般可分为干填与湿填两种方法。
        1、干填法施工
        干填法即不带水回填。抽干工作区塘水，清淤泥，设挡土墙，再将运来的填料分层填筑碾压，最后砌护坡。填料可采用土、粉
    煤灰、建筑垃圾、矿渣等。
        具体细化还可分为：
        ①全面积填筑法：可以省略打围堰作业，直接开始抽水作业，即塘水全部抽干，从而简化作业程序。但是填筑量大于设围堰方
    案。因此该方法只适用于较小水面的情况。
        ②局部填筑法：对于面积较大、塘底较深的池塘，如采用全面积填筑法，由于填筑量大，时间长，可能带来造价高，工期过长
    的不利结果。因此采用局部填筑法。即需先打围堰、抽干围堰内塘水、设排水沟，再行回填作业。
        围堰多采用草袋装粘土的方式，首先围堰要有足够宽的顶面，以便草袋的运输需要（使用人力肩扛、手推车运送）。对于体量
    较大的围堰可能采用机械运输方式（如一吨翻），另一方面要保持围堰稳定性及实际作业的需要，边坡比要大。因为围堰是带水作
    业，对那些深度较大的水塘，由于围堰底宽不能准确控制，因此围堰断面设计要足够大。
        草袋围堰设置完毕后，需要抽干所围区域的水。因围堰背水面有渗流，因此还需在围堰后设排水沟将渗流水排出。
        抽干围堰内积水，再进行清淤作业。也可以采用抛石挤淤、掺石灰等方法完成清淤或固结。
        大填筑深度时可以不必清淤而直接填筑。如淤泥较多时，应先铺一层土工布做反滤层，再堆砌填筑材料。否则在碾压过程中可
    能出现反泥现象。
        为保证填筑层的密实度，应分层碾压。此种浸水路基需砌护坡或挡土墙以保证水下路基的稳定。

        2、湿填法施工
        湿填法——即带水回填。可以按常水位上、下位置采用不同材料填筑及同种材料填筑。

        分两阶段填筑：
        水面下——直接填筑憎水性材料。如：山皮石（或混合石）、石屑、建筑垃圾、矿渣填筑，可单一材质填筑、也可几种材料混
     合填筑。
        单纯使用山皮石回填。在山皮石含土量少、且强度较高时，效果好。但是，由于在实际填筑过程中，很难控制含土量，而山皮
     石材料本身并没有强度控制要求，因此填筑体的空隙多、沉降量较大，压实度不易达到要求。 此种回填适合于有足够时间沉降的
     工程。南三环路沿途的水塘、卫星桥引道等多数水塘都用山皮石湿填法填筑。
        在市政工程实践中，考虑到工期、沉降、材料储量等因素，往往采用几种材料混填的方式。如：山皮石与石屑；建筑垃圾与石
     屑。使用石屑是因该材料可以增加水沉密实度和填筑体的整体稳定性。
        水面上——填筑可做路基的材料。如：土、粉煤灰等单一材质或混合料。但是在填筑粉煤灰时，由于材料呈分散粉状，在路边
     坡外侧需设粘土或土工布做反滤层。
        在池塘填筑料与道路结构之间1.5米左右厚度内，还应特别填筑整体性好的材料。如：黏土；黄土与石灰混合料； 粉煤灰、石
     灰、土混合料等，混合比例应通过实验确定。该层既要保证路基有较好的整体性，又要有隔断毛细水防冻涨功能。

        二、材料来源调查

        四环路沿途以苏家屯水塘面积为最大，由于多年采砂及开挖鱼塘逐渐形成现在绵延800余米。宽80~120米，水深4~7米的规模。
    规划线位在水塘中穿过，需要大量填方。针对该处集中、大量的填方。项目组设计、预算专业人员对长春周边土、矿场进行了基本
    情况调查。主要结果简介：

       粉煤灰调查

        通过灰池管理员了解到，二热储灰池位于四化桥——北三环路与长吉铁路交汇处。储池中现存有50万立米湿状粉煤灰，其余储
     池基本已经清空，需经过6~8个月的排放才能逐渐积累增加40~60万立方米。
        现有的水灰必须先经降水处理后才能运输。而且降水应在春、夏、秋三季节进行，冬季降水效果差。价格随市场需求发生变化
     。一般是冬季低，夏季高，价差2~4倍。填料运输从四化桥经由北三环路、远达大街、南三环路、临河街到达目的地，距离苏家屯
     24公里。如果考虑远达大街不允许重载车辆通过，运输距离还要增加2公里。具体数据见下表，表中距离均指从出发地至矿场。

        矿、砂、石、土场调查

        ①东南方向：出发地东方广场（长吉出口）
        以东方广场为出发地向东沿长~吉南线沿途询查，在泉眼镇有石料开采矿群。该处采矿点呈分散布局，有十余家矿场正在作业
     ，各矿点间距1~4公路不等。特点：储量较多、品种丰富、以山皮石和黄土为主。最大矿场《双吉》具备8台以上装载机同时作业
     的场地和能力，场地宽阔、储量充沛。从采石厂到填筑池塘运距小于30公里。但是运输必须经过长吉南线公路收费站，需要交纳
     过路费，而且大量的重载车可能对公路造成损坏，使之提前达到翻建期。因此公路管理部门可能要求运输车辆付出一定的补偿，
     使运输成本增加。另外，在市区路段所经洋浦大街、南三环路是重载车集中必经之路，也存在对道路的严重磨损问题。具体数据
     见下表，表中距离均指从出发地至矿场。

        ②正南方向：出发地21世纪广场
        在奢岭镇附近，长~清公路18公里处道路东侧，有山皮砂、土开采矿场。特点：只有一家矿场，且储量有限，品种单一，该方
     向不能作为主要采购方向。具体数据见下表，表中距离均指从出发地至矿场。

        ③西南方向：出发地102交幸福街路口
        沿长~乐公路询查，在22公路处右侧是伊通满族自治县景台镇采矿区。特点：采矿场地48家，沿公路右侧呈线状分布，场地集
     中。有较多储量、品种丰富、适合于集中采购。该处矿场以碎石、石屑为主，从采石厂到填筑池塘运距小于35公里。
        据调查该矿群山体表层浅薄，山皮石产量少，而石屑产量较丰富，主要产品是各种规格的碎石。山皮石2.5~3.5元/立米，而
     石屑与山皮石价格基本相当。
        根据初步市场调查，长春市周边40公里范围内有规模采石场矿群2处：即东北方向的泉眼镇采石场群，西南方向的伊通满族自
     治县景台镇采石场群。可以根据具体施工地点的不同、所需材料的不同，合理选择材料产地。具体数据见下表，表中距离均指从
     出发地至矿场。

        其他方向，东北方向（长吉北线）、西北、正西方向均没有储量丰富、运距合适的材料产地。

        3、建筑垃圾
        长春市近年城市开发力度很大，特别是棚户区改造以来，大片棚户被拆除，产生许多建筑垃圾，其总量是十分可观的。 但是,
     由于开发面积、时间、强度、拆除既有建筑物的责任方等许多具体问题需要与城市土地收储、棚户区改造、开发商协调解决。目
     前还没有建立起预测、预订、储备、运输的具体可行的方法及途径。如能确定拆除建筑物面积或开发总占地面积是可以根据场地
     建筑物平均层数、建筑物与场地的占空比估算出建筑垃圾体量的。
        由于四环路线形呈环状布局，各段所需取土与弃土数量不等、具体土方作业时间段不确定，因此可以采取集中采购与分散采购
     相结合、固定填料来源（矿场）的采购与临时填料（建筑垃圾）采购相结合的办法满足工程实际需要。
        经估算四环路全线需外进土石方量约为165万立方米，水面上外进土方约为100万立方米，水面下外进土石方约为65万立方米。
        根据填筑方法分析与填料供应调查结果可以得出本市周边采石（土）场的产品种类、分布位置及开采能力和储量是能够满足四
     环路建设所需材料要求的。