對公路路基加寬施工技術(shù)的研究

楊威

摘要：近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在的大部分公路功能己不能滿足社會日漸增長的交通需要，舊路改建道路拓寬工程較多，在道路拓寬改造工程完成后，在許多路面常出現(xiàn)縱、橫向裂縫等病害，裂縫寬度隨路堤高度、拓寬厚度及其性質(zhì)等而不同。為此對原有的高速公路進(jìn)行升級改造勢在必行。而公路路基加寬無論是設(shè)計(jì)還是施工，都是改造工程的關(guān)鍵。本文以參與建設(shè)的公路擴(kuò)建工程經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)行闡述，希望能為其他項(xiàng)目施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：路基；加寬施工；跨年度施工

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0322-02

引言

公路在經(jīng)多年的通車后，路基沉降基本完成，路基加寬段由于新舊路基的不均勻沉降，必然產(chǎn)生以縱向裂縫為代表的裂縫，從而對公路產(chǎn)生破壞。為此，必須加強(qiáng)公路路基加寬時(shí)設(shè)計(jì)優(yōu)化及施工質(zhì)量，使沉降量減為最少，以保證公路的質(zhì)量。

1 施工準(zhǔn)備

舊路路基加寬：①要對舊路的狀況進(jìn)行調(diào)查，并對原路基的病害進(jìn)行處理。調(diào)查內(nèi)容包括舊路路基的填筑材料、使用和損壞等病害情況，分析病害的種類、規(guī)模、狀態(tài)、原因等，并在施工前或施工期間，對路基不同類型的病害要進(jìn)行徹底地處理。②路基施工前應(yīng)完成擊實(shí)試驗(yàn)和土的液塑限試驗(yàn)。通過擊實(shí)試驗(yàn)確定路基土的最佳含水量和最大干密度，為路基施工檢測壓實(shí)度提供參照依據(jù)；通過液塑限試驗(yàn)取得路基填料的塑性指數(shù)，以確定該土樣能否用于路基施工。

2 基底處理

舊路兩側(cè)一般為排水邊溝和碎落臺，邊溝經(jīng)長期的雨水侵蝕，其下部己基本變得相當(dāng)軟弱；平臺由于綠化其底部實(shí)際也為腐質(zhì)土。對于上述情況地基必須作徹底清除，對于地下水豐富區(qū)域，須鋪設(shè)透水性材料。基底壓實(shí)度一般比規(guī)范要求高出1～2%；減少地基沉降，選用聚苯乙烯泡沫塑料，填筑路基，不但可以降低地基沉降，還能節(jié)省材料。施工時(shí)必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，保證基底承載力，減少新老路基剪切變形。

3 路基加寬

（1）臺階。由于原路基邊坡坡率一般為1：1.5，必須將原邊坡挖成臺階，臺階使新舊路基有效得交錯結(jié)合，是銜接的重要組成部分，施工時(shí)必須引起足夠的重視。臺階寬度應(yīng)滿足攤鋪和壓實(shí)設(shè)備操作的需要，以便有利于機(jī)械施工，一般不少于2.0m，如受環(huán)境限制可適當(dāng)放窄，但寬度不得小于1m，并作成2～4%的內(nèi)傾斜坡。由于原路基邊坡部分填土由于原來施工的忽視、現(xiàn)施工的撓動及其他原因，填土壓實(shí)度實(shí)際上一般都未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）填筑材料。填筑材料經(jīng)自重、路面和車輛等荷載的作用，老路基已經(jīng)基本被壓實(shí)，而新路基的填料雖經(jīng)嚴(yán)格壓實(shí)，仍存在后期變形。為此，填筑材料的選擇將很大程度影響路基的有效沉降。所有填料宜與舊路堤相同或選用透水性較好的材料，相關(guān)單位在綜合考慮工程造價(jià)和施工實(shí)施的問題上，盡量使用碎石土或石渣等沉降量較少的材料進(jìn)行填筑，并控制好填筑材料的液塑限、承載比（CBR）和擊實(shí)試驗(yàn)等各項(xiàng)指標(biāo)。

（3）路基碾壓。路基填筑前，須根據(jù)規(guī)范要求做好試驗(yàn)段，必須嚴(yán)格控制材料的最佳含水量、松鋪厚度、壓實(shí)設(shè)備的類型、最佳組合方式、碾壓遍數(shù)及碾壓速度等，使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，保證壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對于加寬漸變部分，必須嚴(yán)格控制其碾壓寬度，如舊路基挖臺階受限制時(shí)，可通過鋪設(shè)護(hù)道等方式滿足其要求，使路基壓實(shí)度均滿足要求。

在施工時(shí)分層碾壓，控制每層填筑厚度及壓實(shí)度，提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。碾壓應(yīng)采用重型壓路機(jī)（>20t）進(jìn)行，雙驅(qū)雙振。碾壓虛方厚度不得大于30cm，壓實(shí)度必須達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度要求，且重點(diǎn)應(yīng)放在新老路基的結(jié)合部，每層壓完后應(yīng)平整光滑。

路基填筑時(shí)應(yīng)控制路堤填筑速率。當(dāng)填土速率較快時(shí)，地基強(qiáng)度來不及增長，易產(chǎn)生較大的剪切變形。在施工時(shí)按照慢速填土標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，控制標(biāo)準(zhǔn)為地面沉降率每晝夜不大于10mm，坡角水平位移速率每晝夜不大于5mm。

（4）加強(qiáng)路基路面排水。路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水，減少水從路面滲入，使之不沖刷路基邊坡。在進(jìn)行施工時(shí)要集中排水，在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶，以其與硬路肩路面構(gòu)成三角形的集水槽流水，每隔20～50m間距設(shè)一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設(shè)超高路段的排水通過設(shè)在中央帶的圓形開口排水溝或雨水井進(jìn)行排除。

4 補(bǔ)強(qiáng)措施及其他

（1）鋪設(shè)土工積物：土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高、伸長率低，不易變形等特點(diǎn)，其全面與土體接，大大增加了與土體的摩擦，有力約束土體的側(cè)向位移，土工格柵網(wǎng)格與粗顆粒填料結(jié)合，其最優(yōu)的鑲嵌作用最大限度地提高了加寬路基的承載能力和穩(wěn)定性。在加寬路段中的鋪設(shè)，可以增加新舊路基的結(jié)合，增大結(jié)合部抗剪能力，防止新路基的沉降對老路基的破壞，從而達(dá)到穩(wěn)定新舊路基不均勻沉降的效果。

（2）隧道內(nèi)的消防設(shè)施：隧道是一個近似密閉狀態(tài)的交通設(shè)施，為了能及時(shí)了解隧道的營運(yùn)情況，應(yīng)在隧道內(nèi)安裝電視監(jiān)控系統(tǒng)。此外，為了使火災(zāi)或其他突發(fā)事件能及時(shí)得到解決，隧道內(nèi)還應(yīng)安裝應(yīng)急設(shè)施，主要包括報(bào)警設(shè)施（隧道內(nèi)車輛多，排放的煙氣多，不適合安裝感煙探測器，宜采用感溫探測器或火焰探測器）。在安裝自動報(bào)警設(shè)施的同時(shí)還應(yīng)安裝手動報(bào)警裝置，以便發(fā)現(xiàn)火情的人員能夠迅速報(bào)警。另外，宜在每隔一定距離設(shè)置消防應(yīng)急電話，手動報(bào)警設(shè)施和應(yīng)急電話可設(shè)在消火栓箱旁。疏散設(shè)施，為了控制人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，也為了是消防人員快速進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場撲救，必須盡可能快的疏散人員和車輛。短距離的隧道可用自然通風(fēng)，如果隧道內(nèi)采用縱向通風(fēng)系統(tǒng)，火災(zāi)時(shí)煙氣將會順車道擴(kuò)散，則應(yīng)設(shè)置避難設(shè)施。隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置事故照明和安全疏散引導(dǎo)引導(dǎo)標(biāo)志，以便火災(zāi)時(shí)指示人們的避難方向。滅火設(shè)施，在隧道內(nèi)應(yīng)配備必要的滅火器材，應(yīng)設(shè)置消火栓系統(tǒng)以及便攜式滅火器材。

（3）隧道的消防管理：隧道的火災(zāi)主要是通過隧道內(nèi)的車輛引起的，加強(qiáng)安全管理首先應(yīng)從加強(qiáng)車輛管理入手，隧道管理部門通過監(jiān)控系統(tǒng)對隧道內(nèi)車輛進(jìn)行監(jiān)控，如果發(fā)生事故，隧道管理部門應(yīng)立即派車進(jìn)行疏散。公安交警應(yīng)加強(qiáng)對進(jìn)入隧道的車輛以及駕駛?cè)藛T的檢查，對酒后駕車和疲勞駕駛的駕駛員不許進(jìn)入隧道。另外，隧道管理部門還應(yīng)定期檢查隧道內(nèi)的消防設(shè)施、火災(zāi)隱患和消防安全工作等。

5 隧道火災(zāi)時(shí)各系統(tǒng)的控制

（1）隧道通風(fēng)系統(tǒng)的控制：正常交通情況：稀釋隧道內(nèi)汽車行駛時(shí)派出廢氣中以CO氣體為主的有害物質(zhì)和煙霧，為乘用人員、維修人員提供符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的洞內(nèi)空氣環(huán)境，為安全行車提供良好的清晰視線。

火災(zāi)事故情況：通風(fēng)系統(tǒng)具備雙向排煙功能，在事故發(fā)生時(shí)能控制煙霧和熱量的擴(kuò)散，可根據(jù)消防及救援人員的現(xiàn)場要求控制和調(diào)節(jié)隧道洞內(nèi)的風(fēng)向和風(fēng)量?；馂?zāi)狀態(tài)時(shí)，隧道內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)控制在3m/s以內(nèi)。

控制的目的是保障隧道內(nèi)環(huán)境指標(biāo)處于標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，即CO濃度低于標(biāo)準(zhǔn)要求的230ppm，煙霧透過率低于0.0070。

啟動風(fēng)機(jī)應(yīng)首選累計(jì)啟動時(shí)間最短的風(fēng)機(jī)，以平衡各組風(fēng)機(jī)的勞逸程度，延長風(fēng)機(jī)壽命。

為了減緩風(fēng)機(jī)啟動瞬間的電流沖擊，啟動風(fēng)機(jī)時(shí)各組風(fēng)機(jī)之間要有足夠的延時(shí)，如果改變送風(fēng)方向，應(yīng)確保先關(guān)停再啟動反向運(yùn)轉(zhuǎn)。

啟動一組風(fēng)機(jī)5min或10min后，如果各項(xiàng)指標(biāo)沒有明顯下降應(yīng)再啟動一組，直到全部風(fēng)機(jī)啟動。若還無法降至允許范圍內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)立即向監(jiān)控員發(fā)出報(bào)警信息，提示關(guān)閉隧道。

在隧道火災(zāi)時(shí)，風(fēng)機(jī)啟動和送風(fēng)方向在火災(zāi)早期應(yīng)以抑制或減緩洞內(nèi)煙霧和有毒氣體擴(kuò)散速度和范圍為目標(biāo)，以確保受困人員有足夠時(shí)間安全疏散。如果車行橫洞沒有安裝防火卷簾門，可以通過橫洞兩側(cè)前后兩組風(fēng)機(jī)互相對吹，在車行橫洞內(nèi)形成空氣反壓，來阻止火災(zāi)隧道有毒氣體向另一側(cè)擴(kuò)散。

（2）隧道的照明控制：隧道的照明控制確保車輛駕駛員在進(jìn)出隧道時(shí)實(shí)現(xiàn)洞內(nèi)外光線平穩(wěn)過渡，避免因“黑洞”或“白洞”現(xiàn)象而影響車輛行駛安全。照明控制一般根據(jù)洞口光強(qiáng)檢測值或人工設(shè)定的時(shí)序參數(shù)進(jìn)行自動控制。但是在隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)與事件處理要求實(shí)現(xiàn)聯(lián)動控制、為疏散人員和事件處理部門提供照明。

以上兩個系統(tǒng)的控制在監(jiān)控系統(tǒng)檢測到火災(zāi)報(bào)警后，由監(jiān)控中心下達(dá)命令，切斷市電供電，由市電切換到配電柜處安裝的應(yīng)急電源EPS，同時(shí)熄滅隧道內(nèi)的照明燈，由EPS供電，支持應(yīng)急燈照明和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，在此期間，依照設(shè)計(jì)時(shí)定的方案，自動或手動控制發(fā)電機(jī)的啟動，來供隧道內(nèi)各個設(shè)施的用電。

（3）可變情報(bào)板信息的發(fā)布：隧道洞內(nèi)外情報(bào)板和可變限速標(biāo)志信息發(fā)布主要是配合隧道內(nèi)事件的發(fā)生，及時(shí)向隧道內(nèi)司乘人員和救助人員提供疏散路徑、隧道環(huán)境狀況、交通管制等信息，以便及時(shí)掌握隧道內(nèi)情況，配合應(yīng)急部門處理應(yīng)急事件。

（4）隧道廣播：隧道廣播主要用于隧道突發(fā)事件時(shí)操作員指揮洞內(nèi)受阻人員和車輛及時(shí)安全的按預(yù)定方案疏散，以及組織滅火等突發(fā)時(shí)間的處理。

（5）交通信號控制：交通信號系統(tǒng)主要用于隧道正常交通指示以及隧道發(fā)生火災(zāi)、交通阻塞和事故等事件的交通控制。

6 結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展，高速公路建設(shè)越來越重要，隧道內(nèi)的突發(fā)事件也同樣得到越來越多的重視，可見一份火災(zāi)應(yīng)急方案的制定對于高速公路的管理者來說是十分必要的。

預(yù)防和減少隧道火災(zāi)帶來的損失，可以從以下幾個方面考慮：

（1）應(yīng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，根據(jù)發(fā)生火災(zāi)的各種情況以及以及相應(yīng)的原理，制定出最有效的安全措施；

（2）設(shè)置應(yīng)急設(shè)施，確保這些設(shè)施的方便性、有效性、預(yù)防性和系統(tǒng)性；

（3）通過信息宣傳和各個部門的大力配合，使隧道司乘人員認(rèn)識到自身行為的重要性；

（4）針對各類事件編制周密有效的應(yīng)急預(yù)案和控制預(yù)案，也是確保隧道安全的關(guān)鍵因素。

從各個方面采取措施，可以最大程度地降低道路隧道火災(zāi)事故的危害，為人民造福，為社會造福。