山嶺重丘區公路施工技術探討

王 日 清

(山西寶聯建筑有限公司，山西 太原 030012)

山嶺重丘區公路施工技術探討

王 日 清

(山西寶聯建筑有限公司，山西 太原 030012)

以太原某公路項目為例，探討了山嶺重丘區公路施工的施工技術，重點對公路傳統測量技術、公路災害的預防技術和公路爆破工程技術進行了闡述，可以為公路工程提供技術參考。

山區，公路，測量，曲線

0 引言

相對于高等級的公路工程的大挖大填、緩坡長鏈、橋隧銜接,山嶺重丘區公路的施工更具有難度和挑戰。本文就以太原市西山山區某公路工程為例，對公路主要施工測量技術做一個回顧總結。

該公路處于呂梁山脈東麓，設計為經濟型的超二級公路，為減少環境破壞，線路因地制宜，基本沿原有山路展開，其總長28 km，路寬11 m，停車視距40 m，總相對高差587 m，共有彎道56處，回頭曲線13處。屬比較典型的山區重丘公路工程，其中二、三標段為施工難度最大的路段。該工程歷時12個月，得到當地群眾的認同和大力支持。

1 密集回頭曲線路段的施工順序

公路工程施工組織要充分考慮土石方的調配，盡量做到挖填平衡，旨在減少對環境的影響，減少工程量，節約成本。

該工程二標段從下水峪村底山腳下到該村后山頂，路線長2.1 km，高差295 m，有4個回頭曲線，豎向有3個路段上下重疊。為了趕工程進度，施工單位采取了上下夾攻，同時開三個工作面的冒進措施。結果下部第一曲線A基本成型后，發現上部中間第二曲線B與A的水平間距太小，土石方量太大，無處排放，以致傾埋了下面的路基(見圖1)。不得不二次清運土石，造成大約3萬m3土石方的返工量，局部工期延誤了40 d。

出現上述問題的原因，首先是對設計線路不熟悉，沒有準確計算土石平衡方量。其次，對工程環境不了解，不摸底，錯誤估計了第二個曲線的工程量，因為該路段山勢太陡，山體結構松散，放坡高度和寬度遠遠超出原設計預算量。同時，也沒有做好總體施工組織設計安排，盲目施工，造成損失。因此，公路工程施工前必須充分考慮土石方工程量平衡，在平衡土石方的時候要充分考慮土(石)質、地質情況、運輸距離和運輸方式。

2 測量控制點的保護和轉移

施工測量工作在公路工程中起著重要的技術指導和質量控制作用。

在線路的彎道處，用來控制主要線路的交點(JDn)往往不是在路線上的實點，特別是山區，有些交點和曲線圓心(Rn)甚至處于懸崖外或絕壁里(見圖2)，只是一個虛點，給施工測量帶來很大難度。如圖2所示，JDn和Rn均是虛點無法定位時，需要控制曲線中QZn點。但實際施工時，QZn點也基本無法長期保存，很容易被破壞。為確保線路準確性，并及時進行測控，類似QZn點的控制要進行施工現場外控制。需要在不受施工影響的位置測設QZn的臨時控制點K1,K2點，通過角度α和距離L復控QZn點，確保線路不失控。

這種通過另外兩點形成三角控制測控點的辦法經常應用。但是臨時K1,K2點位或其他臨時高程點的選擇要盡量符合下面的條件：

1)注意周邊環境，避開落石、懸崖邊等不安全位置。

2)選好點位，不要選擇在河流、溝壑或絕壁等人不易到達的位置，要求場地平坦，視線良好。

3)不要選在可移動的物體上。比如，臨時高程點要選在固定物上，不要標志在樹木、河中孤石等上，否則容易“失真”。

4)K1,K2距離QZn點遠近應適宜。L距離太短(特別是前視距離)則控制時誤差比較大。現在使用全站儀比較便于測量距離，故可適當放遠，但宜控制在80 m～500 m為好。

3 構筑物的測放與施工

公路工程的構筑物主要包括橋、涵、坡、墻、垛、溝及隔離帶等，本文主要簡述橋涵和擋土墻的施工技術。

橋涵的定位防線應注意幾點：

1)按照設計意圖觀察確定設計橋涵處河流或山谷的主河道，并確定其中心線，然后定出控制點、線。

2)橋涵的中心應該與河道主流向重合，涵洞底標高要考慮山谷或河流上下游的高差，涵洞底坡度不應超過3%。

3)高差太大或河面太曲折，可以在橋涵上下游兩頭加八字及迎(順)水坡。

4)橋涵的兩端應該做橋帽墩，橋帽墩方向應該與路線中心平行。

山區公路一般在填方路段設計重力型擋土墻，重力型擋土墻施工主要考慮：

1)基礎必須按照設計要求挖至山體老土或巖層。

2)墻基底應該適當向山峰一側倒坡。

3)擋土墻砌筑必須用滿灌漿并結合坐砌法。

4)擋土墻必須按路中線定位，施工時必須設置完整的實物線架，間距不超6 m。

5)嚴格按照設計或實際情況留設排水孔道，防止墻背水壓太大，推倒擋土墻。

公路工程的構筑物是其重要的組成部分，施工時必須確保質量，同時要與周邊山峰、河流、谷地的環境協調。

4 爆破工程的測量定位

大量的土石方施工，必須依賴爆破技術方能保證施工速度。本文以路塹的爆破工程為例，不對火工工程進行更詳細的講述。

爆破工程必須提前熟悉路線中心，了解周邊山體，土(石)質及峰谷的環境，測定好設計道路的路基高程。按照臨界面尺寸計算并確定藥室的位置和藥量，并依照不同的裝藥量確定爆破點距離。注意路塹施工時，藥室要依照石(土)質地的不同高出設計高程一定的距離。淺近的山表或孤巖爆破，藥室可以人工或機械成孔，逐步向山體內部深入。較大的藥室應該先人工打隧洞，到位后擴大藥室。施工時要隨時測量方向和距離，給藥室準確定位。藥室的大小應該合適，避免多余空間影響爆破效果。施工中如果遇堅硬石，可以考慮小藥量套炮，但要注意按照土石質地和藥室距離確定裝藥大小。

為加快進度可以利用路塹兩頭多開工作面，但需要統一安排指揮施工，不能隨意開工作面及爆破，以致影響山體的整體性。

總之，爆破工程應該注意：1)應該及時準確掌握本地的土(石)質地，及山體內部地質地貌及周邊居民的情況。2)準確使用裝藥量，建議用中等藥量，慎用大藥量和淺層炮(爆破)。3)施工中推廣爆破與大型土石方機械設備密切配合，能有效提高工程進度。4)某段爆破全部完成后，應該對周邊附近的山體、地質進行摸底排查，看有沒有引發地質災害發生的可能。

5 平曲線與豎曲線的有機結合

平曲線和豎曲線是公路工程的兩個重要指標，直接影響工程的使用效果。

公路曲線設計和施工時重要的是要注意曲線的平滑過渡。受場地限制的回頭曲線，實際是圓的一段弧，一般技術控制指標有半徑r、曲中點(QZ)、圓心(R)、直圓點(ZY)、圓直點(YZ)，從而形成一個連續的圓直過渡段。

比較平緩的彎道，則需要增加緩直(HZ)段和直緩(ZH)段，使路線使用起來更順滑。

但是公路都有豎向坡度，即豎曲線的設計(也稱縱坡)。在直線段的豎曲線，沒有太大變化，關鍵是要處理好彎道處平曲線與豎曲線的關系。

較大坡度的彎道上，車輛動荷載為：

∑F=Max[F離]+P沖。

其中，Max[F離]為離心力；P沖為剎車沖擊荷載。

因為彎道路線不直，一般車輛都會急剎車。所以P沖值及瞬時速度v的值是比較大的。一般做法是通過改變橫坡(路橫向坡度)來影響縱坡的使用，即在彎道處加高縱坡。實際使用時發現設計的橫坡是按照設計車速、均載計算的，沒有考慮上述的瞬時速度和車輛超重量，所以應該適當加高彎道的橫坡更合理、更安全。這就是老公路人所謂的“外加高，里加寬”原理。

豎曲線的設計施工還應該注意不同大小的坡度變點的過渡。如果坡度差太大，豎曲線容易形成折點，車輛通行有跳車現象，對道路的破壞也很大。在坡度變化點應該適當調整高程，使縱坡也平順緩滑。

6 不良地質或自然條件的影響

公路工程距離長，空間大，時間長，受自然條件的影響多，所以施工時要詳細調查了解自然環境和地質情況。

滑坡是常見的不良地質之一，大型挖填和爆破工程是地質災害發生的主要誘因。本工程施工時發生幾處地質災害。其中在5 km～7 km段發生山體滑坡500 m，高度20 m，總方量約15 000 m3。發生滑坡的原因有三，一是路塹段大量削坡，削弱了土體腳的自然穩定性；二是爆破工程的巨大震動引起山體內部變化；三是該段設計路基處，地下有長150 m，深2 m的軟弱下臥土層。所以造成山體緩慢滑動，形成裂縫后雨水灌入，最終形成滑坡。

巖石嚴重風化也可導致地質災害。在該工程9 km路段，路邊坡屬強風化的含鐵火成巖和石灰巖，但是隨著路基的形成，巖石裸露后，迅速全部風化，導致邊坡坡度失穩，造成塌方。最后采取了加混凝土樁基礎的人工護坡，方解決了該地質問題。

雨水是另一個嚴重影響公路工程的自然因素。主要表現在：1)容易因為滲透、浸泡造成滑坡等地質災害；2)雨水借助山勢形成洪流，嚴重影響工程質量和施工安全；3)填方路段，受雨水浸泡可能產生泥石流，本工程有兩處山谷填方段，因為秋雨太大，形成總計3 000 m3的泥石流，損失相當大。

解決公路工程中的自然、地質災害，最關鍵的是提前做好準備工作，熟悉自然環境；其次為適應自然條件，需要適當修改線路或構筑物的設計，增加安全系數；還應該優化施工網絡計劃，合理規避不利施工工序的空間或時間。

[1] JTG F80(1)-2004，公路工程質量檢驗評定標準[S].

[2] JTG B01-2003，公路工程技術標準[S].

[3] JTG 041-2000，公路橋涵施工技術規范[S].

[4] GB 50026-2007，工程測量規范[S].

[5] GBJ 201-83，土方與爆破工程施工及驗收規范[S].

[6] 爆破安全規程[S].

[7] 徐寶林，盧 建.山區公路復雜路段局部路線方案的比選論證[J].山西建筑，2012，38(14)：140-141.

On exploration for road construction technique of hilly terrains

WANG Ri-qing

(ShanxiBaolianArchitecturalCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

Taking some road program in Taiyuan as the example, the paper explores the construction technique in the road construction of hilly terrains, and mainly explores the road traditional measurement technique, the prevention technique of road disasters, and road blasting technique, so as to provide some parameter of road projects.

mountainous area, road, measurement, curve

1009-6825(2014)11-0153-02

2014-02-01

王日清(1971- )，男，工程師

U415.6

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