高速公路擴(kuò)容建設(shè)主線縱坡降坡施工技術(shù)

劉水康

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，四川 成都 610091)

0 引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的高速公路自建成通車后由于交通量一直保持高速增長，已難以滿足高速公路運輸大通道的功能要求，為緩解高速公路交通壓力，提高高速公路整體通行能力和服務(wù)水平，許多既有高速公路亟待進(jìn)行擴(kuò)容建設(shè)，以適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和交通量增長需要。在對既有高速公路采取原路加寬進(jìn)行擴(kuò)容改造的建設(shè)過程中，往往由于既有高速公路主線縱坡局部不能滿足現(xiàn)行路線規(guī)范要求，需要對其局部主線縱坡進(jìn)行降坡改造。

根據(jù)設(shè)計方案，成樂高速擴(kuò)容項目樂山段采用原路兩側(cè)加寬的方案，將現(xiàn)有雙向四車道高速公路加寬至雙向八車道。成樂高速K97+800～K100+940段既有路段屬于長下坡路段，現(xiàn)縱坡采用“(-3%/870 m)+(-3.9%/839 m)+(-2.85%/561 m)”組合，縱坡坡長、緩坡坡度不能滿足現(xiàn)行路線規(guī)范要求，為事故多發(fā)段，堪稱“魔鬼”路段。設(shè)計方案擬通過此次擴(kuò)容建設(shè)進(jìn)行縱坡降坡調(diào)整，設(shè)計方案調(diào)整為采用“(-3.55%/890 m)+(-2.5%/480 m)”的縱坡組合。由于高速公路不能進(jìn)行長期斷道施工，必須采取“邊施工，邊通車，邊收費”的建設(shè)方式，采取何種降坡施工方法是一個較大的技術(shù)難點。

1 重點、難點分析及解決思路

1.1 重點和難點

根據(jù)現(xiàn)場實際情況及施工特點分析，該段縱向降坡的主要重點有：確保既有成樂高速主線交通放行；確保交通轉(zhuǎn)換后原有路基邊坡穩(wěn)定，不滑坡、不坍塌；確保施工期間對交通無重大影響，無主觀責(zé)任的較大安全事故發(fā)生；確保高邊坡開挖期間，無落石、飛石對行車的責(zé)任安全事故發(fā)生。該段縱向降坡主要有以下難點。

1)縱向降坡里程長，施工長度達(dá)到1 900 m。

2)縱向降坡開挖高差大，最深開挖斷面達(dá)到6.2 m。

3)保通既有成樂高速車流量大，施工行車干擾大，且多以重載貨車為主。

4)地質(zhì)情況不理想，該段主要以冰水堆積層為主，全部為外棄工程量。

5)交通導(dǎo)改次數(shù)多，完成該段總計需要進(jìn)行3次交通導(dǎo)改。

6)施工工期短，為減少對既有高速通行的影響，須在短時間內(nèi)完成施工任務(wù)。

7)降坡開挖后在路塹段形成的路槽，易形成積水區(qū)，路基施工難度增加。

8)受行車動荷載及路基靜載影響，成樂向路基路槽有滑坡、塌方、坍塌的重大安全隱患。因此必須采取可靠臨時措施確保邊坡穩(wěn)定安全。

1.2 解決思路

本段縱向降坡路段既有路寬度為25 m、雙向4車道通行路段，擬通過此次路基雙側(cè)拼寬擴(kuò)容建設(shè)后達(dá)到寬度41 m、雙向8車道通行，施工原則為“保安全，保暢通，邊通行，邊施工”，施工過程中不影響既有路的運行，不降低既有路的通行標(biāo)準(zhǔn)。通過以上分析，結(jié)合以上實際情況及相關(guān)設(shè)計要求，擬采用“一側(cè)先擴(kuò)寬，中央臨時支護(hù)，半幅降坡半幅通車，轉(zhuǎn)換通行”的思路和方法進(jìn)行路基擴(kuò)寬和降坡施工，既能滿足安全通行要求，將對車輛通行的影響降至最低，又能最大限度地確保施工能夠正常進(jìn)行。

2 采取的措施及施工方法

2.1 采取的主要措施

為確保施工能夠正常進(jìn)行，考慮到施工安全和正常施工工序，并為滿足“邊施工，邊通車，邊收費”的建設(shè)方式要求，采取了以下措施。

1)主動向社會媒介發(fā)布交通轉(zhuǎn)換信息公告，及時、有效地與成樂運營管理公司、路政執(zhí)法、高速交警等部門進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)。

2)保持既有路的雙向4車道通行條件，先期施工成樂向路基拼寬作業(yè)，維持既有路交通流現(xiàn)狀。

3)將成樂向單側(cè)拼寬路基達(dá)到雙向4車道寬度，確保每條車道寬度不小于3.75 m，靠設(shè)計道路中線側(cè)設(shè)置新澤西護(hù)欄，對向車道中間及外側(cè)車道采取“水馬”或新澤西護(hù)欄隔離。

4)將交通導(dǎo)改至成樂向半幅通行，采取半幅通行，另外半幅降坡的施工方式進(jìn)行半幅降坡施工。

5)路基中線邊坡采取1:0.3放坡，開挖邊坡高度大于2 m臨空面采取施打壁厚6 mm、直徑140 mm的鋼管樁的方式進(jìn)行臨時加固，鋼管樁間距50 cm，錨深3 m；所有坡面均采用5 cm厚C20混凝土噴漿做坡面防護(hù)，確保邊坡穩(wěn)定。高速公路均已對其載貨汽車實行重量超限限制，無超載、超重車輛，且坡頂設(shè)置3 m寬硬路肩，車輛不對邊坡頂面施加過載應(yīng)力，確保邊坡穩(wěn)定。

6)樂成向進(jìn)行路基降坡施工，施工期間，須在施工段落設(shè)置區(qū)間測速以降低另外半幅車輛行駛速度。開挖完成后形成路槽，路基施工按設(shè)計要求設(shè)置向外橫坡。該段降坡須盡量避開雨季施工，同時為避免成樂向既有路面匯水流入已開挖路槽，在邊坡頂面縱向設(shè)置30 cm高的擋水埂。

7)樂成向鋪筑臨時路面，將交通導(dǎo)改至樂成向半幅通行，成樂向進(jìn)行降坡施工。

8)全斷面降坡施工完成，永久性路面施工完成后雙向開放交通。

9)針對此段降坡施工，須編制專項《交通組織方案》以確保施工及交通安全。

2.2 施工步驟

①維持既有路通車現(xiàn)狀。②實施成樂向路基擴(kuò)容施工，施工至既有高速高程，鋪筑臨時路面(水穩(wěn)和瀝青路面)，達(dá)到單幅雙向4車道通行條件。③第一次交通導(dǎo)改，開放成樂向單幅雙(單)向4車道通行(關(guān)閉樂成向道路)。④對成樂向靠中心線側(cè)施打鋼管樁做臨時支護(hù)。⑤實施樂成向路基擴(kuò)容施工，施工至設(shè)計路基高程，鋪筑永久性路面(設(shè)計水穩(wěn)和瀝青路面)達(dá)到單幅雙向4車道通行條件。⑥第二次交通導(dǎo)改，開放樂成向單幅雙(單)向4車道通行(關(guān)閉成樂向道路)。⑦實施第二次成樂向路基擴(kuò)容施工，施工至設(shè)計路基高程，鋪筑永久性路面。⑧雙向開放交通。

2.3 施工方法

第一階段：實施成樂向路基拼寬開挖施工，為防止高邊坡開挖落石，在成樂向邊坡垂直高度7 m處設(shè)置4 m高加密被動防護(hù)網(wǎng)，可有效兜住落石(見圖1)。路塹段拼寬側(cè)路基施工，按設(shè)計寬度開挖至與既有成樂高速高度一致，使寬度滿足單幅雙向4車道通行條件；路堤段拼寬側(cè)路基施工，采用挖掘機(jī)配合推土機(jī)進(jìn)行清除30 cm表土，原路堤邊坡清坡30 cm，挖掘機(jī)清理原路基防護(hù)及邊坡表土，并開挖臺階(第一級臺階寬1.5 m，第一級以上各級臺階寬1.0 m，高1.2 m)，推除的表土集中堆放，由自卸車運至指定的棄土場，作為后期綠化用土；用壓路機(jī)碾壓密實，密實度不小于90%，檢測合格后進(jìn)行正常的路堤填筑施工。對于寬度不滿足單幅雙向4車道通行的路堤段，增加臨時用地，路基加寬填筑，使路面寬度滿足單幅雙向4車道通行條件。新建路基臨時加寬路面鋪筑10.7 m車道，結(jié)構(gòu)形式為：30 cm 4%水穩(wěn)層+8 cm ATB-25瀝青面層(見圖2、圖3)。此階段施工工期約60 d。

圖1 挖方段半幅4車道臨時通行施工前示意圖

圖2 挖方段半幅4車道臨時通行施工后示意圖

圖3 路堤段半幅4車道臨時通行施工示意圖

第二階段：進(jìn)行第一次交通導(dǎo)改，成樂向單幅雙向4車道通行，外側(cè)設(shè)置新澤西，雙向通行中央隔離帶采用新澤西+防撞沙桶防護(hù)，中線設(shè)置新澤西防護(hù)。交通導(dǎo)改至成樂向后，實施樂成向單幅路基降坡施工，中線側(cè)邊坡坡比按1:0.3放坡開挖，為確保行車安全及邊坡穩(wěn)定性，在開挖邊坡高度大于2 m的段落坡頂處實施鋼管樁支護(hù)施工，防護(hù)深度按邊坡高度+3 m錨深，間距按0.5 m設(shè)置，在邊坡開挖完成后及時采用5 cm厚C20混凝土噴漿做坡面防護(hù)，保證邊坡的穩(wěn)定性，不受雨水侵蝕。樂成向拼寬降坡施工邊坡開挖、路基高程、排水、結(jié)構(gòu)層施工均按設(shè)計要求實施，使其具備單幅雙向4車道通行寬度(見圖4)。此階段施工工期約75 d。

圖4 第一次交通導(dǎo)改后半幅施工示意圖

第三階段：進(jìn)行第二次交通導(dǎo)改，將車流導(dǎo)改至樂成向，單幅雙向4車道通行(見圖5)。進(jìn)行第二次成樂向單幅路基拼寬降坡施工，挖除成樂向原有路及臨時加寬路基后，開挖施工至設(shè)計高程，并施工該區(qū)域內(nèi)涵洞工程及路基、路面永久性工程。最后完成降坡施工，清理現(xiàn)場，開放雙向正常通行(見圖6)。此階段施工工期約75 d。

圖5 第二次交通導(dǎo)改后半幅施工示意圖

圖6 完成拼寬降坡施工，開放該段雙向交通

3 結(jié)語

按照“一側(cè)先擴(kuò)寬，中央臨時支護(hù)，半幅降坡半幅通車，轉(zhuǎn)換通行”施工方案組織降坡段施工，成樂高速樂山降坡段順利實施了擴(kuò)容工程建設(shè)，工程施工期間未因改擴(kuò)建施工發(fā)生任何重特大交通事故，施工安全、質(zhì)量和工期也得到了有效保障。以上相關(guān)施工及建設(shè)經(jīng)驗值得在后期類似工程中進(jìn)行推廣。