2025年一级建造师考试公路工程案例实操模拟题和答案

2025年一级建造师考试公路工程案例实操模拟题和答案【背景资料】某省“十四五”重点工程——K211+630～K214+180段双向六车道山岭重丘区高速公路，设计速度100km/h，整体式路基宽33.5m，分离式路基宽16.75m，路面结构4cmSMA-13+6cmAC-20+18cm水泥稳定碎石+20cm低剂量水泥稳定碎石+20cm级配碎石。路线穿越Ⅴ级围岩低瓦斯隧道1座（长1580m），桥梁3座（最大墩高68m，主跨40m预应力混凝土T梁），深挖路堑最大边坡高度62m，填方最大高度28m。合同段起讫桩号K211+630～K214+180，全长2.55km，中标价11.8亿元，工期912日历天。发包人采用《标准施工招标文件》（2007版）专用合同条款，质量目标为“交工验收合格率100%，竣工质量评分≥95分”，安全生产目标“零死亡、零坍塌、零爆炸”。事件一：2024年4月，项目部完成临建后，监理工程师批复了《总体施工组织设计》。其中隧道进口段K211+690～K211+740为浅埋偏压段，埋深12～28m，地表为梯田及村道，设计采用Φ108mm大管棚（长40m，环向间距0.4m，外插角8°）+钢拱架（I18，间距0.5m）预支护。项目部拟采用“三台阶七步流水”开挖，循环进尺0.6m。事件二：2024年6月，隧道掘进至K211+715时，掌子面出现滴状渗水，水量约35m³/h，水质HCO₃-Ca·Mg型，无侵蚀性。项目部按“短进尺、弱爆破、强支护”原则继续施工，但3天后拱部出现宽8mm纵向裂缝，对应里程K211+718，裂缝位于拱顶右侧60°范围，长度约4m。事件三：2024年8月，桥梁桩基施工至K212+4653-2（桩径2.2m，桩长45m，摩擦桩），旋挖钻成孔至38m时，现场技术员发现孔内泥浆密度由1.18g/cm³骤降至1.05g/cm³，含砂率由3%升至11%，同时孔口出现气泡反涌。事件四：2024年10月，路基填筑至K213+200～K213+280段，该段地基表层为4m厚硬塑黏土，其下为8m厚淤泥质粉质黏土（承载力特征值65kPa），再下为砂砾石层。设计采用“清淤换填+堆载预压”方案，换填材料为隧道洞渣（中风化砂岩，饱和单轴抗压强度42MPa，粒径≤20cm），换填厚度3m，堆载高度4m，预压期6个月。项目部为节省工期，拟将堆载高度增至6m，预压期缩短至3个月。事件五：2025年1月，路面施工单位进场，对基层水泥稳定碎石进行配合比设计。原材料：P·O42.5水泥初凝3h50min，终凝5h10min；碎石压碎值18%，洛杉矶磨耗值22%，0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～19mm、19～31.5mm四档备料；设计强度4.0MPa（7d无侧限饱水），压实度≥98%，施工延迟时间≤2h。试验室按水泥剂量4.0%、4.5%、5.0%、5.5%成型Φ150mm×150mm圆柱体，20°C标准养生6d、浸水1d后测得强度依次为3.6MPa、4.2MPa、4.7MPa、5.3MPa。事件六：2025年3月，项目进入竣工资料整编阶段，发包人要求按《公路工程竣工文件材料立卷归档管理办法》（交办发〔2021〕3号）执行。其中隧道注浆记录表缺失注浆“终止压力”和“注浆量”两栏原始数据，仅保存了“注浆时间”和“注浆孔编号”。【问题】1.根据事件一，指出项目部在浅埋偏压段施工组织设计中缺少的关键内容，并给出补充措施。2.事件二中，指出隧道拱部裂缝的直接原因与间接原因，列出应急处理步骤与后续永久加固方案。3.事件三中，判断孔内异常情况最可能揭示的地质风险，给出后续成孔与灌注技术要点。4.事件四中，从稳定、变形、工后沉降三角度，定量分析项目部拟调整方案的合理性；若不合理，给出优化方案并计算预压期。5.事件五中，计算水泥稳定碎石基层目标配合比（以质量百分比计），并列出施工过程中防止延迟时间超标的三项具体措施。6.事件六中，说明缺失注浆数据对隧道质量评定的影响，给出补救获取数据的技术路径与资料闭合方法。【答案与解析】1.浅埋偏压段施工组织设计缺项与补充（1）缺项识别①未建立“地表沉降+拱顶下沉+水平收敛”三位一体监测体系，未给出预警值、控制值。②未考虑偏压导致钢拱架两侧受力不均，未设置锁脚锚管（Φ42mm，L=4.0m，每榀拱架不少于4根）及纵向连接筋（Φ22mm，环向1.0m一道）。③未对村道进行临时改移及加固，未评估地表超载（村道通行10t农用车）对隧道影响。④未明确超前地质预报手段（TSP+地质雷达+水平钻），未给出30m超前探孔验证瓦斯含量。⑤未制定“零开挖进洞”方案，未设置长管棚导向墙（厚1.0mC25混凝土，内置I18钢架）。（2）补充措施①监测：地表沉降点纵向间距5m，横向自隧道中线向两侧各布设3点；拱顶下沉、水平收敛量测断面间距10m；预警值：地表沉降20mm，拱顶下沉30mm，水平收敛20mm；控制值分别取30mm、50mm、30mm。②锁脚：每榀钢架两侧各设2根锁脚锚管，与拱架焊接后注1∶1水泥浆，注浆压力0.4～0.6MPa。③村道：改移至隧道中线右侧35m外，改移段采用30cm厚C20混凝土+Φ12@200mm双层钢筋网加固，设置限速20km/h标志。④超前地质：TSP每100m一次，地质雷达每30m一次，水平钻取芯孔每50m一孔，孔深30m；瓦斯含量>0.5%时，启动KJ90NB自动监测系统。⑤导向墙：洞口设置长8m导向墙，导向墙内预埋Φ140mm导向管，间距0.4m，外插角与管棚一致；导向墙混凝土强度达到设计80%后方可施作管棚。2.隧道拱部裂缝原因与处置（1）直接原因①围岩节理发育，岩体完整性系数Kv=0.45，属较破碎；渗水软化结构面，黏聚力下降约35%。②循环进尺0.6m超过设计0.5m钢架间距，导致钢架滞后，支护闭合时间延长8h。③喷射混凝土采用干喷工艺，回弹率22%，拱部出现“空洞-钢架后漏喷”现象，厚度不足设计（26cm）的70%。（2）间接原因①项目部未按“短进尺”原则控制，盲目追求进度；②技术交底流于形式，未对喷射混凝土背后空洞检测（地质雷达）；③监测数据未及时分析，拱顶累计下沉达28mm未触发预警。（3）应急处理①立即封闭掌子面，喷射10cm厚C25混凝土封闭；②在裂缝两侧各1.0m范围打设Φ25mm注浆锚杆（L=3.0m，间距0.8m×0.8m），注0.8∶1超细水泥浆，压力0.3～0.5MPa；③钢架背后压注M10水泥砂浆，填实空洞；④架设临时仰拱（I18钢架+30cm厚C25混凝土），缩短闭合距离至6m。（4）永久加固①径向注浆：沿裂缝前后各5m范围，环向120°布设Φ42mm注浆小导管（L=4.0m，间距1.0m×1.0m），注浆量按q=π·r²·L·n·α·β，r=0.5m，n=0.25，α=0.8，β=1.2，计算得单孔注浆量0.75m³，注浆压力0.5～1.0MPa；②增设二次衬砌厚度至40cm（原设计35cm），采用C35防水混凝土，抗渗等级P10；③裂缝处设置钢边橡胶止水带+背贴式止水带，形成“注浆+防水”双保险。3.桩基成孔异常风险与处置（1）风险判断泥浆密度骤降、含砂率骤升、孔口气泡反涌，揭示地层存在松散粉细砂层（埋深38m左右），孔壁出现渗漏通道，形成“潜蚀-流砂”风险，可能导致塌孔、埋钻。（2）后续成孔要点①升级泥浆：密度调至1.25g/cm³，黏度≥28s，含砂率<2%，pH8～10；加入0.3%CMC增黏剂、1.0%膨润土；②静置24h后二次清孔，采用气举反循环，清孔后泥浆指标：密度≤1.15g/cm³，含砂率≤0.5%，沉渣厚度≤5cm；③钢筋笼下放前设置Φ50mm超声波检测管3根，等边三角形布置；④灌注：采用Φ300mm导管，首盘料斗容积≥3.8m³（按埋深≥1.0m计算），确保初灌时导管一次埋深>1.5m；灌注过程中导管埋深2～6m，提拔导管前测锤测深；⑤灌注时间≤6h，混凝土坍落度180～220mm，扩展度≥450mm，7d强度≥25MPa。4.路基填筑方案调整分析（1）稳定性验算淤泥质粉质黏土抗剪强度指标：cu=15kPa，φu=5°，天然容重17.5kN/m³，换填砂岩容重21kN/m³。原方案：换填3m+堆载4m，总荷载p=3×21+4×19=139kPa；拟调整：换填3m+堆载6m，p=3×21+6×19=177kPa。采用Taylor法稳定数Ns=5.52，临界高度Hc=Ns·cu/γ=5.52×15/17.5=4.7m；实际填土高度9m（换填3m+堆载6m），安全系数Fs=4.7/9=0.52<1.0，失稳。（2）变形计算淤泥层厚8m，压缩模量Es=2.5MPa，附加应力Δp=177-4×17.5=107kPa；沉降S=Δp·H/Es=107×8/2.5=342mm；原方案Δp=139-70=69kPa，S=69×8/2.5=221mm；差异沉降增加121mm，超过桥头段20cm容许差异沉降。（3）工后沉降采用Asaoka法预测：原方案预压6个月，固结度Ut=90%，工后沉降22mm；拟调整3个月，Ut=70%，工后沉降=342×(1-0.7)=103mm，不满足规范≤30mm要求。（4）优化方案①采用“清淤+碎石桩+格栅”复合地基：碎石桩直径0.5m，间距1.2m，三角形布置，桩长穿透淤泥层进入砂砾石层0.5m；②碎石桩复合地基承载力特征值fspk=120kPa，工后沉降≤25mm；③取消堆载预压，换填厚度减至1.5m，工期缩短2个月；④碎石桩施工后，铺设两层TGSG80-80双向钢塑格栅，层间距30cm，拉应力≥80kN/m，延伸率≤3%。5.水泥稳定碎石配合比设计与延迟控制（1）强度回归水泥剂量x（%）：4.0、4.5、5.0、5.5；强度y（MPa）：3.6、4.2、4.7、5.3。线性回归y=1.133x-0.933，R²=0.987；设计强度Rd=4.0MPa，保证率95%，Za=1.645，现场变异系数Cv=0.08，Rc=Rd/(1-Za·Cv)=4.0/(1-1.645×0.08)=4.6MPa；代入回归式，x=(4.6+0.933)/1.133=4.9%，取5.0%。（2）目标配合比水泥∶碎石∶水=5.0∶100∶4.8（质量比）；碎石合成级配：19～31.5mm占30%，9.5～19mm占30%，4.75～9.5mm占20%，0～4.75mm占20%；合成级配通过筛孔31.5、19、9.5、4.75、2.36、0.6、0.075mm的百分率依次为100%、85%、60%、35%、25%、15%、5%，满足规范JTG/TF20-2015中“C-B-2”级配范围。（3）延迟时间控制措施①拌和站设置成品仓下料口温度传感器，混合料出场温度≥150℃，覆盖保温篷布，运距≤15km，车厢涂刷隔离剂；②现场配备2台600kW发电机，确保摊铺、碾压不因停电中断；③采用“边布料边碾压”模式，初压、复压、终压段总长度≤30m，碾压时间≤1.5h；④设置横向施工缝时，在延迟时间1.5h处切割垂直断面，下次摊铺前涂刷水泥净浆。6.注浆数据缺失补救（1）影响注浆“终止压力”与“注浆量”是评定围岩注浆效果、检验扩散半径及固结强度的核心参数，缺失将导致：①无法判定注浆是否达到设计扩散半径（1.5m）；②无法计算充填率（≥80%）；③质量评定表“保证项目”缺项，竣工质量评分直接扣5分，低于95分目标。