興義環城高速零棄方工程實踐

陳雪峰

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550000）

黔西南州興義環城高速公路（以下簡稱“興義環高”）是貴州省高速公路網加密規劃項目之一，施工圖階段路線全長62.5公里，路基寬度24.5米，挖方1403萬立方米，填方1498萬立方米，橋梁64座、隧道26座，橋隧比為56%。

一、設計方案調整

（一）初步設計概況

興義環高的設計采用兩階段施工圖設計。初步設計階段路線全長61.8公里，挖方1259.7萬立方米，填方1227.2萬立方米，橋梁58座，隧道29座，橋隧比為64.5%，設有棄土場15個，借土場7個。初步設計土石方量統計，如表1所示。

表1 初步設計棄、借土場統計表

（二）初步設計施工圖設計優化工作

僅從數量來看，初步設計的挖填方量相差并不大，但由于土石方挖填方的分布不平衡性，為避免長距離調配土石方，初步設計圖紙中棄土場和借土場的數量和規模依然較大。為了有效降低棄土場和借土場的數量，在初步設計基礎上，項目公司聯合設計單位，在線位調整、結構形式、數量等方面，做了大量的優化工作，顯著降低了施工階段的取棄土場數量。

1.挖方優化為短隧道 減少挖方

興義環高k13+600～k13+820段初步設計為挖方路基，挖方數量為93萬立方米，該段位于1-2工區。該工區的挖方量大于填方量，為減少棄方，節約土地資源，保護原始植被和景觀，項目公司破除以前“能挖則不隧”的理念，結合填挖平衡進行綜合統籌，將高挖方填筑為隧道，通過絨窩寨短隧道通過此處，顯著降低了挖方量。

圖1 k13+600～k13+820段高挖方調整為絨窩寨隧道

興義環高k23+298～k23+427段初步設計為挖方路基，挖方數量為36萬立方米，該段位于1-4工區，將高挖方調整為隧道，共計減少土石方開挖34萬立方米，節約土地11畝，按此原則全線調整5處，共計節約土地131畝。

2.隧道優化為路基 解決借方

圖2 k23+298～k23+427段高挖方調整為絨窩寨隧道

興義環高k6+300～k7+948段為灰巖地區，初步設計為540米隧道+路基，欠方約為20萬立方米，料場規劃在紅線外。其中，k6+260～k6+820段原設計為560米隧道，隧道開挖土石方約為9.2萬立方米，填挖不平衡，欠方約為20萬立方米，料場規劃在紅線外。優化為路基挖方后，開挖土石方83萬立方米，由于此處地材質量較好，開采的41萬立方米石頭可作加工砂石料，因此料場設置在紅線范圍內路基上，無需再在線外開采砂石料，剩余棄方用于填方，基本實現了該段的土石方原位平衡，又減少了對紅線外生態的破壞。

圖3 k6+300～k7+948段初設線位和施工圖線位比較及現場

3.橋梁優化為路基 解決棄方

興義環高k18+620～k19+680段為挖方段，該處位于1-3工區的標位，由于該工區存在挖方大于填方的現象，為了消化棄方，減少紅線外土地的占用，經與設計商議，確定將1-3工區終點處的壩樹1號大橋變更為路基，優化后該段路基可消化填方約15萬立方米。

4.優化結果

通過優化，料場盡可能選在紅線范圍以內，施工圖設計較初步設計減少了借土場的數量和規模，但棄土場數量較初步設計變化不大。

（三）施工圖施工階段設計變更減少開挖

為了進一步減少施工圖階段的挖方量，項目公司聯合設計通過邊坡坡比調整，隧道零仰坡進洞、小凈距獨立雙洞法施工工法，陡坡橋梁高樁承臺施工工法，互通三角區減少開挖量等措施進一步減少施工圖階段的挖方量。

1.邊坡坡比優化

項目公司采用逐坡踏勘，確定邊坡坡比，對于能夠優化的邊坡，采用較高的坡比，顯著減少了開挖和防護數量。

表2 施工圖設計棄、借土場統計表

2.隧道零仰坡進洞

隧道廣泛采用隧道零仰坡進出洞施工工法，該工法能減少大量的邊仰坡開挖，保護原始植被，能充分保障進洞安全，興義環高全線共104處隧道洞門，其中54處采用了該工法，共計節約土石方開挖8.9萬立方米。

3.小凈距隧道施工

項目公司聯合中南大學，通過科研立項研究，提出了小凈距獨立雙洞法施工工法，首次在高速公路隧道應用了后行洞超前導洞擴挖爆破減振工法，減少了中導洞的開挖。

圖4 隧道零仰坡進出洞施工

4.高樁承臺施工工藝

陡坡橋梁承臺施工一般邊坡開挖量較大，對周邊生態環境破壞嚴重，并存在對山體切腳引發坍塌的隱患，該工藝通過提高承臺標高改變橋梁基礎施工順序，即先完成樁基施工，后完成施工平臺，實現以最小破壞，達到最大程度綠色施工的理念。

圖5 舊屋基隧道平面布置圖

圖6 舊屋基小凈距隧道洞門

5.互通三角區

盡可能維持原始的地形地貌，如樓納互通三角區，僅一處原始山體不開挖，就可減少14萬立方米的挖方。

三、施工組織方案

（一）第一次綜合調配

圖6 高樁承臺

圖7 互通三角區維持原有地形地貌

興義環城高速公路根據工程量及環境條件，共劃分了7個土建施工標段和兩個路面施工標段（以馬嶺河峽谷為界，一分為二）。根據各施工標段的路基、施工便道、場站建設等填挖工程數量，隧道洞渣、樁基孔渣等棄方工程數量，進行標段內填挖方就近綜合調配。

（二）第二次短距離調配

根據各施工標段借、棄方工程數量，靈活通過互通三角區、橋梁閑置區、房建場坪區、服務區等進行土石方調配。

充分利用服務區、停車區等大型場平點進行土石方調節。敬南互通收費站段存在大挖方，且標段內存在棄方，為此，項目公司協調設計單位，提高該處場坪標高，減少開挖工程數量。

景峰互通料場處，處于景峰互通三角區，需要開挖土石方120余萬立方米，經專業勘探隊伍勘探后，母材各項指標符合《混凝土結構工程施工質量驗收標準》要求，根據項目全線砂石料需求量和統籌調配、挖用平衡的原則，將該處作為料場進行集中開采，供就近標段進行調配利用。

充分利用紅線范圍內的邊角洼地、地方道路修復進行有效填平，既解決了排水的問題，也有效分散地消化了部分多余棄方。充分利用隧道洞渣等棄方對互通三角區填筑。

興義西互通總體欠方27萬立方米，利用小店子隧道洞渣8萬立方米，毛栗坪隧道洞渣16萬立方米，總體平衡。

（三）第三次長距離調配

綜合對比長距離調運運輸成本和設置棄土場、料場成本，若成本相當，則統籌規劃施工進度，提前貫通調運通道，對土石方進行長距離、跨標段統一調配。

1.長距離調配

上補路大橋至馬家溝特大橋段（k50+200～k53+000）有棄方9.11萬立方米，而灑金互通需要填料，且遠運與“棄土場+取土場”方案成本相當。綜合比較，采用長距離調配方式可實現挖用平衡。

項目馬家溝特大橋小樁號段（k51+000～k52+470）路基有棄方18萬立方米，施工圖設計棄土場占地9.5畝。而灑金互通段（k53+550～k54+470）為填方段落，需線外開挖26萬立方米進行路基填筑，借土場占地26畝。為了統籌土石平衡，調整了倒排工期，提前貫通調運通道，對施工組織設計進行了優化。優化施工組織設計后節約用地72畝，并減少了相關的防護、排水、綠化等工程，節約投資769萬元。

表3 實際棄、借土場統計表

2.跨標段調配

1-3工區標尾k18+620～k19+680段棄方，通過調運至1-4工區標頭處路基填方，解決了該處15萬立方米欠方。1-4工區尾段缺料13.2萬立方米，2-1工區需要棄方，且跨標段調運與“取土場+棄土場”方案成本相當，綜合比較，采用跨標段調配實現挖用平衡。

最終，興義環高除起點段(起點至k4+395段)受已通車的樞紐互通、長隧道和特大橋限制增加棄土場外，剩余段落（k4+395-k62）基本實現57公里“零棄方”。棄土場由施工圖設計中的19個優化為4個，棄方量由312萬立方米優化為95萬立方米，棄方占地由790畝優化為196畝。

（四）合理安排工期 統籌土石方調配

興義環高以控制性工程為主控，提前合理選擇路面料場和場站位置為主源，路面施工為主線、單幅貫通為主導，合理統籌各分項工程總體施工進度計劃。所有土石方均先考慮就近利用，而后考慮材料質量、施工時序、標段劃分、運距、運輸道路情況等因素，計算各標的土石方清余、缺方量，從而考慮運距調配利用。

三、結語

在興義環高的建設過程中，BOT建設模式將設計方與施工方緊密結合起來，打破溝通壁壘。同時，集團公司領導、部門負責人，統領各分公司負責人統一坐鎮指揮，充分調動了各參與方的積極性，快速化解了各施工標段之間存在的矛盾。

值得關注的是，在項目公司的統籌協調下，將全線視為一個標段、一個系統統籌考慮，很好地協調、解決了標段之間挖、填不平衡的特點，有效減少了臨建設施的數量，減少了施工前期的土石方開挖。