中交一公局第六工程有限公司天津市滨海新区300451
摘要：目前，高速公路施工中对煤系土的研究比较少，对煤系地层的研究主要集中在边坡稳定性方面的研究。对煤系土作为路堤填料应如何处理尚无相关研究，也没有对煤系土的工程特性进行系统堤填料措施研究已经迫在眉睫。本文通过室内试验对煤系土进行分类，并通过试验段对煤系土的填筑利用进行了可行性研究，以达到减少工程造价，避免水土流失及环境污染。
关键词：煤系土填筑利用试验段
1.引言
广东省仁博高速位于广东省中北部山区，路线沿线区内发育有软土、煤系地层和风化残积土边坡，煤系地层分布较广，石炭系砂岩、炭质页岩夹劣质煤有广泛出露，该地层属于煤系地层。本合同段设计有3～5级边坡，边坡开挖后，为确保高边坡的稳定性，对煤系地层边坡施工提出了钢花管注浆加固施工方案，经过雨季验证，施工效果良好。由于地形地貌的限制，本标段土石方调配困难，如果将挖方煤系土全部做弃方处理，会造成大量土地资源的浪费，增加工程造价，对工程周围环境也会造成不利影响。本着节约工程造价，保护环境的目的，本文通过室内试验及试验段路基填筑，研究将部分煤系土用作路基填料，并通过沉降观测、位移观测等手段对路基稳定性进行了监测，证明了煤系土路基填筑的可行性。
2.煤系土的工程特性
本项目煤系地层主要分布在K405+180～K405+625、K406+300～K406+510、K406+640～K406+960挖方路段。
煤系土的典型地质特点是岩层软硬不均，层间胶结较差，结构松散，开挖后风化速度较快，且遇水易软化，性能极不稳定，易受冲刷破坏。本路线煤层分布较厚，孔隙比大、易储存地下水，动水力作用使其抗剪强度变差、含水量变大，对边坡的稳定性不利。
考虑到煤系土易软化、易风化的特点，现场采用挖探取样的方法，分别从距地表1米和3米位置进行了两种典型发育的煤系土取样试验，经试验分析，两种煤系土性质如下表：
图2.1煤系土现场调查
3.煤系土利用原则
根据取土试验，并参照《广东省高液限土路基修筑技术指南》中类似原则，对煤系土利用采用以下原则：
3.1根据煤系土分类采用以下原则处理：
（1）CBR值小于3，或液限大于50%的粉状煤系土，直接做弃土处理，并做好矮脚墙防护及排水设施，防止水土流失及环境污染；
（2）CBR值大于或等于3，或液限小于50%砾状或块状煤系土，直接设包边土填筑利用；
（3）CBR值小于3，液限大于50%、小于70%的砾状或块状煤系土，必须经过改良处理后利用；
直接填筑或改良填筑，均需要根据试验路段试验成果，确定相应的施工工艺和质量控制标准。
3.2煤系土利用时，<0.075细颗粒含量必须小于75%；
3.3煤系土填筑路段原地面必须较平缓，原地面为陡坡（斜坡）或地势起伏较大时不得利用煤系土填筑；
3.4煤系土填筑路基标高必须高于常水位1m以上；
3.5煤系土填筑总层厚不能大于2m，填筑完成后采用粘土对其封顶；
3.6煤系土填筑路段要对路基两侧进行包边处理，包边宽度不能小于3m；
3.7煤系土只能用于93区路基填筑；
3.8煤系土只能用于填土高度小于10m的路基填筑。
4.煤系土路基填筑试验段施工
考虑到节约工程造价，减少对环境污染，我标段选用CBR值大于3、液限小于50%的煤系土设包边土填筑利用，其余部分直接做弃方处理。
我部在K405+860～K406+000段第8～10层分别按松铺厚度25cm、30cm、35cm对93区煤系土路基填筑相关工艺进行试验。填筑过程中对煤系土四周设包边土，包边宽度按3m控制，上土按先上包边土，后上煤系土的顺序进行。试验段完成后总结出以下施工参数。
图4.1推土机粗平
图4.2压路机碾压
通过三层煤系土路基填筑试验段的施工，我部准备采用以下指标控制煤系土路基填筑的施工：路基93区松铺厚度按照30cm控制，压实厚度25.4cm，松铺系数1.173，路基填筑含水量按照13.3%±2%控制。
根据煤系土试验段数据可以得出，煤系土在路基填筑中与一般填料路基93区在工程质量、工效、工艺上基本相同，故煤系土作为93区路基填料在填筑质量把控及施工效率上是值得推广利用的。
5.路基稳定性监测
为监测路基稳定性，第三方监测单位在K405+900及K406+000断面共布置6个沉降监测点及4个地表位移监测点。
5.1监测数据及成果分析
本期K405+860～K406+000路堤沉降趋于稳定；地表位移变形量较小。
5.2监测成果图
图5.1K405+900沉降-填土高度-时间曲线
路堤地表位移及沉降速率均较小，结合监测数据及现场巡查分析，该段路堤处于稳定状态。
6.结论
本项目煤系土填筑利用在现场调查的基础上，充分开展室内试验和现场试验，对其物理力学性能和现场填筑质量进行了研究，通过试验段填筑和后期监测，均满足设计及规范要求。通过煤系土填筑利用的实施，建议煤系土填筑仅用于93区，考虑采用物理性能较好的填料隔层填筑，对路基两侧包边土施工质量要重点把控，避免路基成型以后雨水对边坡的冲刷，同时煤系土遇水极易软化的特性，需尽量避开雨季施工。
参考文献：
1、GDJTG/TE01-2014《广东省高液限土路基修筑技术指南》；
2、JTGD30-2004公路路基设计规范[S].人民交通出版社，2004；
3、JTGE40-2007公路土工试验规程[S].人民交通出版社，2007.
【作者简介】王晶（1984—），男，河北辛集人，工程师，道路桥梁