淺談山區高速設計理念創新、新技術應用及施工關鍵要素控制

盧志強

（四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司， 四川 成都 610041）

0 引言

1988年上海至嘉定高速公路和被譽為“神州第一路”的沈大高速公路的通車拉開了中國高速公路大發展的序幕，截至2017年末，全國高速公路達到13.65萬公里，里程規模居世界第一。

隨著大中城市之間的高速公路路網逐步完善,高速公路的建設逐漸轉向高原山區。受到山區特有的地形、地質、氣候、海拔等條件的限制和影響，高速公路的建設難度很大，需要設計、施工人員在設計理念創新、新技術應用及施工關鍵點控制等方面付出更多的艱辛和努力。

1 設計理念創新及新技術應用

1.1 創新總體設計新理念、新方法

（1）以“安全抗災、環保和諧、經濟節約、便捷舒適” 的公路建設理念為指導，以 “安全、環保、協調、經濟、利實施和易維護” 的五項基本原則為目標，以“技術創新、靈活設計、精細創作、優質服務” 的勘察設計理念為方法，提高勘察設計水平和質量。

（2）緊緊圍繞全面宏觀的地質調繪與工點微觀的鉆探驗證等兩個層次的地質勘察工作及成果應用，繞避沿線大中型不良地質及其次生災害，切實做好地質選線，達到公路防災避災；夯實勘察基礎資料，提高總體設計、路線方案比選、各項工程設計的勘察設計質量。

（3）科學選擇公路走廊及路線方案，靈活布設路線及應用線形指標，最大限度地保護沿線環境。

1.2 專項設計棄土場，與土地整理、河道整治相永臨結合

（1）棄方實行分類棄置，對地表耕植土資源設置專用保護場進行有效保護，以備后期邊坡、服務、管養設施綠化及臨時工程還耕、還林之需，變廢為寶；其余設置棄渣場棄置。

（2）根據各施工合同段劃分，結合不能或不宜跨越調運、棄運情況，選擇耕植土保護場、支溝填溝型、主溝填溝形、與路基相依型、子母型等棄土場形式，分段合理布設棄土場，滿足耕植土保護及棄渣容量，避免地物干擾，減小臨時占地面積。

（3）實測棄渣場縱橫斷面，通過場地地質調繪和鉆探，合理設計棄渣場縱橫斷面、設置矮墻、擋土墻、樁板墻、拱形護坡等擋防工程及排水設施，確保棄渣場及邊坡穩定，避免引起地質病害，防治水土流失。

（4）按1/25暴雨洪水頻率進行改溝設計，采取砼護岸、鋪底、防沖肋、陡槽擋土墻及鋼筋網砼鋪底和消能池等措施防護和鋪砌改移河道，分改溝填方與原河道棄方進行分期棄渣組織，并對改溝填方按 90%壓實度予以壓實，防治棄渣期間水土流失，與整治河道、復墾土地永臨結合。

（5）對于底寬不小于5m的改移河道棄渣場，所有棄渣均按90%壓實度進行壓實，與整治河道、復墾土地、平整場地永臨結合，避免與防洪法禁止在河道內棄方相沖突。

（6）棄渣場均按臨時占地，棄渣結束后，對棄渣場頂面進行還耕還林，復墾土地；對于全部予以壓實的棄渣場頂面，可結合鄉村規劃設置旅游露營地或其他場地。

（7）與當地規劃相結合棄渣：結合沿線城鎮濱江道路、公園建設及河道整治規劃、國土地質災害治理及土地整理規劃，盡量利用本項目棄方及棄渣。

1.3 引入綜合體設計理念

山區高速地形、地質條件較復雜，特大、特長大橋、大跨橋梁、特長、長隧道、隧道群等重大工程分布密集，能滿足項目互通、服務、管理、養護設施布設要求的場地資源極其稀缺和稀少，在保證交通組織順暢的基礎上，引入綜合體設計理念，充分利用隧道出入口間空地布設安全、服務及管養設施場坪，充分利用路基挖方、隧道出渣，合理采用高填路基及場坪方案，達到大量消化出渣、避免和減少棄方、自造用地和集約用地、降低規模和造價的目的。

1.4 合理應用新技術

1.4.1 現澆泡沫輕質土

現澆泡沫輕質土材料可形象地理解為水泥漿或水泥砂漿與泡沫均勻混合而成，具有輕質性、強度特性、密度和強度可調節性、流動性、凝結性、自立性，耐久性。

現澆泡沫輕質土可廣泛應用于陡斜坡路段路基填筑、道路加寬、軟基路段換填、橋臺臺背填筑減少橋跨等方面，其應用優勢主要體現在以下幾個方面:

（1）可垂直填筑，節約土地資源，避免或減少建筑物的拆遷。

（2）軟基路段擴建路堤可大幅減荷，可減少擴建路基的軟基處理或減小軟基處理強度，并有效降低新老路基的差異沉降及附近建筑物的附加沉降破壞。

（3）用于橋臺臺背填筑可有效解決土壓力和臺前錐坡放坡問題，縮減橋跨，大幅降低工程造價。

（4）施工占用空間小，幾乎不影響現有交通，并保持現有道路設施(防撞欄、排水溝等)不破壞。

（5）施工便捷，施工工期短。

1.4.2 波紋管涵洞

波紋管涵是將2.0-12mm薄鋼板板面壓成波紋后，制成管節或板片，可以增加其剛度和管軸壓力的抵抗強度，用此修建成的涵洞稱為波紋管涵或板通道。對比常規涵洞結構，波紋管涵或板通道應用優勢主要體現在以下幾個方面：

（1）波形鋼板涵同時具有剛性和柔性；結構受力合理，荷載分布均勻，具有一定的抗變形能力。

（2）采用標準化設計，工廠規模化生產；生產周期短，效率高，有利于降低成本，提高質量。

（3）便于運輸，安裝速度快，施工周期短，社會經濟效益明顯。

（4）施工不受季節影響，不受環境影響。

（5）特別適用于常年凍土、膨脹土、濕陷性黃土等特殊地區，可避免地基變形造成的不均勻沉降對涵洞的破壞。

（6）減少水泥、沙子、石子等常規建材的適用，環保意義深遠。

2 施工關鍵要素控制

2.1 專項規劃施工便道，充分利用鄉村道路，實現互利共贏

(1）充分利用沿線既有縣鄉公路、改建當地鄉村機耕道作為永臨結合便道，減小便道規模及臨時占地，前期用于施工便道，后期交付地方管理和使用，達到項目和地方雙贏。

(2）臨時施工便道根據合同段劃分、施工組織及施工場地、棄土場布設合理設置縱向施工便道、橫向施工便道，施工結束后予以拆除和還耕還林。

(3）陡斜坡路段建議采用塔吊、搭設鋼平臺等施工方案，減少線內便道工程，從而減少施工開挖面，減少施工對植被、山體的破壞。

2.2 施工組織充分和重復利用永久和臨時工程，達到集約節約

(1）土建工程施工場地合理利用工程規模較小的主線及互通路基段、服務、管養設施場坪區域等設置，減小臨時工程及占地規模，應盡早組織利用路段及工程的施工。

(2）橋梁預制場均充分利用提前施工完成的路基及服務、管理設施場坪設置，便于梁片運輸和安裝，節省臨時工程及占地規模。

(3）為便于施工組織和管理，如場地條件允許，橋梁預制場優先與鋼筋加工場合址設置，施工駐地應與小型構件預制場合址設置，宜與鋼筋加工場合址設置，避免分設增大場地用地和增加其他臨時工程用地。

(4）路面冷拌場利用養護工區按永臨結合工程布設，路面拌合場充分利用大型棄渣場頂面場坪布設。路面工程與服務、管理設施施工期基本同步，路面拌合場一般不利用服務、管理設施永久性工程及征地設置。

(5）為節省建設投資，避免浪費和重復建設，高速公路隧道施工用電線路結合隧道營運用電點分布情況，采用永臨結合方式架設。

2.3 路基邊坡應嚴格按合理的工序，采取先進、有效的施工方法和施工工藝進行施工

(1）應貫徹“動態設計，信息化施工的原則，建立信息反饋制度，并設置相應的邊坡監測措施，將開挖過程視為再勘察的過程對待，及時進行地質編錄，并注意核對地質情況，發現實際地質情況與設計出入較大時，或地質情況異常，應立即通報業主，監理，和設計單位，以便對設計進行調整，保證工程質量和安全

(2）深挖路塹施工要做好土石方開挖與支擋加固工程施工的有機結合和進度協調，堅持：分級開挖，分級支護“的原則，自上而下，開挖一級，加固防護一級，嚴禁一挖到底再進行支擋防護

(3）土石方開挖禁止大爆破施工，靠近路塹設計邊坡時，如需爆破，應采用小藥量控制爆破或光面爆破方法。

(4）雨季到來之前，應做好地面排水工程，雨季施工應做好組織安排，避免無序大填大挖，挖深較大的路塹高邊坡，應盡量不在雨季施工，密切注意天氣預報，做好邊坡坡面的臨時防護工作（如在坡面鋪設防水塑料薄膜和修建臨時排水溝），防止表水沖刷坡面和下滲，遇地下水集中出露者應作好引排切忌盲目封堵。

2.4 高度重視棄土場施工控制

棄土場施要從以下幾方面嚴格控制：

(1）必須首先做好鎖口擋防工程和原溝床片石盲溝，然后才能棄土，嚴禁未擋先棄，并做好臨時排水工作。

(2）嚴格按設計要求棄土：

①鎖口墻后必須填筑透水性材料；

②棄土時應由下向上堆放，并分層壓實；

③嚴禁超設計容量棄土。

(3）對已經完成堆放的棄土場，應及時完成排水系統、坡面防護及復耕工作。

(4）加強警戒和監測，內容包括：

①鎖口擋防設施有無變形現象，若有，應及時上報業主，以便組織參建各方商定處治措施；

②臨時排水管（溝）是否穩定、暢通，否則應及時修復，確保其有效性；

③沿河岸設置的棄土場在汛期需派專人晝夜巡查。

3 結束語

修建高速公路是一項技術面廣而較為復雜的系統工程。新時期，隨著信息技術的快速發展，人民群眾出行需求的不斷提升，給公路建設者提出了更多、更高的要求。創新是公路發展的強大驅動力，我們一定要把創新貫穿到公路建設的各環節，大力推進理念、技術、管理和制度創新，強化科技創新引領作用，建設以質量優良為前提，以資源節約、生態環保、節能高效、服務提升為主要特征的綠色公路，實現公路建設健康可持續發展。