髙速公路改擴(kuò)建工程施工交通組織安全評(píng)價(jià)及關(guān)鍵技術(shù)措施

■陳友賢

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州 350004）

1 概述

福泉廈漳高速公路全長(zhǎng)268.3km，是典型的具有沿海及山區(qū)高速公路擴(kuò)建特點(diǎn)。全線以兩側(cè)拼寬為主，有單側(cè)拼寬、單側(cè)分離、單側(cè)加寬以及交錯(cuò)拼寬，擴(kuò)建型式復(fù)雜、多樣，屬目前國(guó)內(nèi)已建成的高速公路改擴(kuò)建工程中難度最大的項(xiàng)目。該項(xiàng)目對(duì)全線施工交通組織進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，重車不分流，除個(gè)別工點(diǎn)外，均保證四車道保通。由于項(xiàng)目所在區(qū)域不具備大規(guī)模分流條件，因此從勘察設(shè)計(jì)階段開始就將高速公路“全程保四不分流”及“保安全、保暢通、保施工”作為改擴(kuò)建施工交通組織的目標(biāo)，并將該理念貫徹于設(shè)計(jì)、施工全過程，通過合理選擇對(duì)現(xiàn)有道路交通的影響最少、施工組織最優(yōu)和確保施工期安全暢通的方案，最終實(shí)現(xiàn)了改擴(kuò)建方案與施工、交通組織的緊密結(jié)合。

2 施工期間交通組織設(shè)計(jì)基本原則

2.1 交通組織遵循的原則

⑴遵守邊通車、邊施工的原則。

⑵安全原則。

⑶暢通原則。

⑷確保施工進(jìn)度原則。

⑸效益最佳原則。

2.2 施工組織遵循的原則

⑴兩側(cè)拼寬的路基工程（含軟基處理、土方、涵洞通道接長(zhǎng)）及橋梁基礎(chǔ)、下部、上部（與老橋拼接部分除外）采用左右兩側(cè)多個(gè)作業(yè)面同時(shí)施工；

⑵與主線分離的路基和橋梁工程以及新建隧道等，施工時(shí)基本不影響現(xiàn)有道路的通行，可多個(gè)作業(yè)面同時(shí)進(jìn)行；

⑶跨線橋、互通、隧道拓寬等工程結(jié)合交通組織需要分步實(shí)施；橋梁拼接和橋面鋪裝以及路面等需交替封閉半幅施工的路段，應(yīng)做好交通組織，分步實(shí)施。

⑷路網(wǎng)分流、強(qiáng)化管理，降低交通組織難度。

3 改擴(kuò)建期間的交通安全評(píng)價(jià)及對(duì)策

目前國(guó)內(nèi)高速公路改擴(kuò)建工程中對(duì)影響道路交通安全隱患的排查及處理措施越來越重視，尤其是對(duì)路側(cè)交通安全設(shè)施拆除對(duì)行車安全的影響方面，這是新形勢(shì)的要求，也是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。因此改擴(kuò)建期間道路交通安全評(píng)價(jià)及對(duì)策是施工交通組織研究的重點(diǎn)之一。

通過對(duì)福泉廈漳高速公路改擴(kuò)建期間道路交通環(huán)境進(jìn)行分析研究，影響行車安全的主要因素有：復(fù)雜的路面狀況、路側(cè)安全設(shè)施拆除以及道路兩側(cè)施工作業(yè)區(qū)的影響等，安全評(píng)價(jià)的主要結(jié)論及對(duì)策如下：

⑴路塹邊坡及拼寬橋臺(tái)基坑開挖

在路基施工階段初期，路塹邊坡及拼寬橋臺(tái)基坑施工可能由于現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)與設(shè)計(jì)差異較大導(dǎo)致邊坡坡率、防護(hù)型式與現(xiàn)場(chǎng)不符、施工過程防護(hù)不及時(shí)、雨季沖刷滲透等原因，容易發(fā)生邊坡滑塌。

對(duì)策措施：施工時(shí)要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)開挖暴露的實(shí)際地質(zhì)情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)方案并適時(shí)變更防護(hù)方案。施工交通組織設(shè)計(jì)應(yīng)注意對(duì)路塹邊坡及拼寬橋臺(tái)基坑施工路段設(shè)置提醒、限速等標(biāo)志、標(biāo)線，做好應(yīng)急預(yù)案，同時(shí)注意核查施工圖設(shè)計(jì)文件中邊坡開挖過程的臨時(shí)支護(hù)工藝、數(shù)量以及防護(hù)排架的設(shè)置等是否符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求。

圖1 挖方防護(hù)排架示意圖

⑵交通安全設(shè)施拆除及臨空面

在路基施工后期，新老路基拼接施工至路床附近時(shí)，需要拆除原來設(shè)在路側(cè)附近的交通安全設(shè)施，對(duì)路面交通安全的影響比較大，主要體現(xiàn)在：路側(cè)交通標(biāo)志拆除，影響駕駛員及時(shí)獲得路況信息；路面硬路肩被部分占用，導(dǎo)致建筑限界被壓縮，道路通行能力亦受到影響。尤其是路基及橋梁拼接時(shí)，將在路側(cè)產(chǎn)生臨空面，對(duì)交通安全影響很大。比如路基拼接時(shí)，需要拆除舊波形護(hù)欄并挖除部分硬路肩，路面僅設(shè)置臨時(shí)護(hù)欄，護(hù)欄安全等級(jí)達(dá)不到規(guī)范要求，存在較大安全隱患；橋梁拼接時(shí)，老橋防撞欄需要拆除，而且新老橋拼接前存在30～60cm左右空隙；如果過往車輛沖出行車道，沖到施工區(qū)域，會(huì)嚴(yán)重影響交通和施工安全。

對(duì)策措施：施工交通組織設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)施工工序合理安排護(hù)欄拆除順序。路側(cè)護(hù)欄被拆除前，根據(jù)新拼路堤高度，可在土路肩處采用護(hù)肩，以便提前設(shè)置新護(hù)欄以策安全。路堤段拆除護(hù)欄的長(zhǎng)度可按成型路段新護(hù)欄的施工進(jìn)度來確定，每次拆除護(hù)欄長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，要做到新護(hù)欄設(shè)置在前，舊護(hù)欄拆除在后（含橋梁），新護(hù)欄兩側(cè)長(zhǎng)度應(yīng)比要拆除的護(hù)欄適當(dāng)增長(zhǎng)，以便對(duì)道路行車起到安全防護(hù)作用。拆除舊護(hù)欄前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)及養(yǎng)護(hù)規(guī)范要求，設(shè)置水馬、沙包防撞墻等臨時(shí)安全設(shè)施。同時(shí)還應(yīng)考慮在拆除期間要增加安全維護(hù)人員、夜間施工警告頻閃等數(shù)量。

⑶互通及支線上跨橋改建

互通及支線上跨橋?qū)Ω咚俟方煌ò踩绊戄^大，中墩施工將占用高速公路內(nèi)側(cè)行車道，另外互通匝道拆除重建，需要考慮維持通車和交通安全兩方面的因素。

對(duì)策措施：①施工交通組織設(shè)計(jì)應(yīng)考慮在互通匝道及支線上跨橋施工時(shí)設(shè)置防護(hù)棚和限高架，保證5.2m的安全凈空，增加值班人員、夜間照明等設(shè)施，并進(jìn)行專項(xiàng)交通標(biāo)志設(shè)計(jì)?；ネ⒔皇┕r(shí)，需改建匝道，交通組織設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)互通保通進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，設(shè)置保通匝道和相應(yīng)交通安全設(shè)施及標(biāo)志、標(biāo)志，增加安全維護(hù)人員、夜間施工照明數(shù)量，尤其要注意保通匝道的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)不要遺漏收費(fèi)廣場(chǎng)的保通方案。②建議對(duì)上跨高速公路的橋梁進(jìn)行橋型比選，可考慮采用增加橋跨、不設(shè)中墩的橋型方案,如采用鋼箱跨越等。

⑷路面及橋梁拼接施工

老路路面受超高漸變路段橫坡影響，超高緩和段需將老路路面挖除重建。因此本項(xiàng)目路面既有兩側(cè)施工，又有半幅封閉施工、半幅改臨時(shí)對(duì)向行車，另外橋梁拼接亦在此階段完成；受超高緩和段、橋梁構(gòu)造物及路床驗(yàn)收段落不連續(xù)等因素影響，往往采用分段施工，部分路段穿插施工。此階段對(duì)行車安全影響最大，原因如下：

①半幅施工、半幅對(duì)向行車的路段較多，如果僅采用臨時(shí)隔離墩維持對(duì)向行車，無法滿足車輛高速行駛的安全需要，且通行能力下降較多。另外若相應(yīng)路段臨時(shí)交通標(biāo)志設(shè)置過少，對(duì)于不熟悉路況的駕駛員來說，車道的突然變化會(huì)影響駕駛安全。

②該階段路側(cè)護(hù)欄已拆除，路面施工環(huán)境比較復(fù)雜，對(duì)行車安全的影響最大。

③橋梁拼接時(shí)，四車道保通困難。

對(duì)策措施：針對(duì)各工點(diǎn)、作業(yè)區(qū)進(jìn)行逐個(gè)專項(xiàng)設(shè)計(jì)，合理布置臨時(shí)開口部位置，并統(tǒng)籌考慮前后路段交通標(biāo)志、標(biāo)線設(shè)置的協(xié)調(diào)性。臨時(shí)設(shè)施的數(shù)量應(yīng)考慮一定的損耗量。橋梁拼接時(shí)，應(yīng)考慮與路面拼接同步實(shí)施，并盡可能采用維持四車道保通的拼接方案。

⑸夜間施工

高速公路改擴(kuò)建工程工期緊，通常會(huì)在夜間施工。夜間施工由于光線昏暗，駕駛員對(duì)施工區(qū)段的標(biāo)志標(biāo)線辨識(shí)不清，極易發(fā)生事故。

對(duì)策措施：施工交通組織設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)夜間施工提出要求，尤其是互通出入口、車道數(shù)變化段等路段要設(shè)置車載流動(dòng)施工指示牌，做好夜間施工的管制方案。

4 四車道保通的關(guān)鍵技術(shù)措施

福泉廈漳高速公路穿越了福建省經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，是貫穿福建南北的交通大動(dòng)脈和主干道。由于本項(xiàng)目所在的運(yùn)輸通道內(nèi)不具備大規(guī)模分流條件，根據(jù)施工交通組織總體方案，改擴(kuò)建施工時(shí)主線基本維持雙向四車道通行，不進(jìn)行強(qiáng)制分流。路面拼接、橋梁橫向拼接、支線上跨橋、互通立交等關(guān)鍵施工工序則在安全性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上針對(duì)四車道保通的要求進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)。

4.1 主線橋梁上部構(gòu)造橫向拼接 （通車狀態(tài)）

按國(guó)內(nèi)早期高速公路擴(kuò)建常規(guī)做法，接縫混凝土現(xiàn)澆施工后，在達(dá)到需要的強(qiáng)度前，車輛荷載不能作用在會(huì)引起位移的相位梁板上，車輛最好繞道行駛。但在交通流量大的情況下，存在以下問題：

⑴封閉單幅交通，另一幅改雙向通行，不僅降低通行能力，而且易引起堵車和引發(fā)交通事故，保通壓力大。

⑵由于車輛密度太大，封閉一幅交通至混凝土達(dá)到所需強(qiáng)度的時(shí)間不能太長(zhǎng)，往往就要求澆筑縱縫的混凝土必須是高強(qiáng)、早強(qiáng)、早凝混凝土，這樣拼接部位的混凝土容易產(chǎn)生裂縫，影響工程質(zhì)量。

因此在近幾年國(guó)內(nèi)高速公路擴(kuò)建工程中，采用通車狀態(tài)下對(duì)新老橋進(jìn)行拼接已成為新的趨勢(shì)，并在具體工程實(shí)踐中得到運(yùn)用，如滬杭甬高速公路、福泉廈漳高速公路以及廣深高速公路改擴(kuò)建工程等。

⑴空心板拼接(圖2）

采用專門的施工夾具，在新老梁板拼接位置形成體外剛性連接，使體內(nèi)的濕接縫混凝土在澆筑過程中變形連續(xù)，以保證混凝土的施工質(zhì)量。該夾具采用工字鋼制作，橫跨新老梁板，通過螺栓夾緊工字鋼，使荷載得以傳遞。該拼接方式在滬杭甬、福泉廈漳高速公路擴(kuò)建工程中推廣使用。

圖2 空心板拼接

圖3 T 梁橫隔梁拼接

⑵T梁拼接（圖3)

福泉廈漳高速公路擴(kuò)建工程在T梁拼接時(shí)，采用焊接拼接部分橫隔板鋼筋及濕接縫鋼筋，澆筑濕接縫和橫隔板補(bǔ)償收縮混凝土。施工圖設(shè)計(jì)建議半幅封閉、半幅改雙向通行，在實(shí)施過程中大部分T梁橋在維持通車狀態(tài)下拼接，但采用封閉硬路肩及外側(cè)車道、限速、限重車等措施。

⑶減少新老橋差異沉降的具體措施：①設(shè)計(jì)方面：選取上連下不連的橋梁連接方式、老橋先加固后拼接、選擇合適的接縫混凝土材料、采用嵌巖樁、加大樁長(zhǎng)、控制樁底沉渣厚度、樁底灌漿等；②施工方面：新橋加載、交通管制、濕接縫暫緩施工、橋跨中間增加臨時(shí)支撐、縱縫分段分時(shí)澆筑、接縫晚上施工等。

⑷新老橋拼接應(yīng)盡量選擇在車流量較少的夜間施工，施工時(shí)應(yīng)封閉拼接側(cè)的硬路肩，并進(jìn)行限速，盡量減輕因車輛荷載作用引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，保證拼接能取得良好的效果。拼接施工完成后，待濕接縫達(dá)到強(qiáng)度后需要二次觀測(cè)新橋的沉降，并檢查拼接部位有無異常情況，如出現(xiàn)裂縫等。對(duì)先行實(shí)施拼接橋梁取得經(jīng)驗(yàn)應(yīng)及時(shí)總結(jié)，在后續(xù)進(jìn)行的拼接橋梁中推廣。

4.2 支線上跨橋

（1）老路中央分隔帶設(shè)墩方案

由于老路硬路肩小于3.5m，如果新建支線上跨橋在老路中央分隔帶設(shè)墩，施工時(shí)需要封閉左右幅內(nèi)側(cè)車道，無法滿足雙向四車道通行。因此，需先行加寬兩側(cè)的路基，以維持四車道通行。

（2）老路中央分隔帶不設(shè)墩方案

該方案支線采用加大跨徑直接跨越老路，不在高速公路中央分隔帶設(shè)中墩，上部可采用鋼梁、現(xiàn)澆連續(xù)梁、轉(zhuǎn)體施工等方案，但造價(jià)均較高。圖4為支線上跨福泉高速公路采用懸澆連續(xù)梁的防護(hù)棚設(shè)置方案。

圖4 主線下穿橋梁(中央分隔帶不設(shè)橋墩)

4.3 路面拼接及老路路面處治

福泉廈漳擴(kuò)建工程針對(duì)路面拼接縫位置與保通的關(guān)系，提出兩套拼接方案：

（1）方案一：路面拼接縫位于第二車道中間

由于第一、二車道為小車道，第三、四車道為重車道，因此方案一將路面拼接縫設(shè)置第二車道中間，可避免重車直接作用于拼接縫附近，從而降低路面裂縫發(fā)生的幾率。缺點(diǎn)為施工時(shí)單向主車道僅余單車道，施工保通壓力大。

圖5 新老路面拼接方案圖 （一）

（2）方案二：路面拼接縫位于第三車道中間方案二主要是從施工保通出發(fā)，將拼接縫移至硬路肩中間，可保證單向雙車道通行。缺點(diǎn)為路面拼接縫位于擴(kuò)建后重車道（第三車道）上。

圖6 新老路面拼接方案圖 （二）

福泉廈漳擴(kuò)建工程采用第二方案，即路面拼接縫位于第三車道中間，并加強(qiáng)路面拼接處的工藝，從而減輕施工保通的壓力。

路面施工對(duì)高速公路通行影響較大，從四車道保通考慮，如果老路路面無需拆除，一般將兩側(cè)新建路面拼接到位，再根據(jù)老路路面處治方案，選擇是否需要分幅處治。因此老路路面是否拆除重建，是路面交通組織方案的關(guān)鍵，建議將路面施工的交通組織分為一般路段和特殊路段路面兩種交通組織方式。

⑴一般路段交通組織：原老路四車道限速行駛，兩側(cè)新建路面修建到位，如老路路面需要處治，視路面病害情況，選擇是否采用分幅施工的方案。

⑵特殊路段交通組織：特殊路段是指老路需要超高橫坡調(diào)整、增加橫向排水管以及路況差需要拆除重建的路段。交通組織方案采用先鋪筑臨時(shí)保通路面，再進(jìn)行分幅施工，以實(shí)現(xiàn)四車道保通。

4.4 隧道

隧道擴(kuò)建方案與地形、地質(zhì)、施工難度以及路線總體設(shè)計(jì)等因素有關(guān)，一般情況下，高速公路隧道在擴(kuò)建工程中均采用單洞單向通行。除雙洞均原洞擴(kuò)建外，其余隧道擴(kuò)建方案均可在新建隧洞的基礎(chǔ)上，與老洞組成雙向四車道保通。從保通實(shí)施過程的難度分析，兩側(cè)分離的隧道擴(kuò)建方案在施工交通組織上壓力最小，容易實(shí)施，并可保證四車道通行。

4.5 增設(shè)高速公路主線橋

為滿足高速公路兩側(cè)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)日益增長(zhǎng)的需要，可利用高速公路改擴(kuò)建有利時(shí)機(jī)，增設(shè)高速公路主線橋以解決高速公路兩側(cè)的通行問題。鑒于主線新建橋梁施工中不能中斷交通，建議采用以下技術(shù)措施進(jìn)行交通組織：

⑴設(shè)置專項(xiàng)保通道路銜接橋梁兩端主線路基，高速公路車輛利用保通道路繞行，新增橋梁則可采用封閉施工的方案。

⑵新橋拼新橋方案：在高速公路兩側(cè)新建橋梁，兩側(cè)橋梁凈寬應(yīng)大于7.5m，以滿足四車道通行需要。新橋斷面可占用老路硬路肩，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)臨時(shí)防護(hù)。在兩側(cè)新橋建成后，進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換，之后新建內(nèi)側(cè)橋梁，橋梁拼接采用新橋拼新橋。橋下路基可留至橋梁建成后再開挖。

4.6 互通立交

互通立交不僅是路網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，亦是擴(kuò)建工程最重要的環(huán)節(jié)，互通立交改擴(kuò)建實(shí)施成功與否，直接影響保通目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可謂“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。因此，互通改擴(kuò)建方案在方案構(gòu)思時(shí)就應(yīng)充分考慮施工交通組織實(shí)施的可行性，并將施工交通組織貫穿設(shè)計(jì)始終。如保通匝道的標(biāo)準(zhǔn)、保通匝道的平縱面線形應(yīng)與現(xiàn)有匝道以及實(shí)施匝道銜接，以保證交通的順利轉(zhuǎn)換。收費(fèi)站方案，尤其是收費(fèi)棚和收費(fèi)島的改建應(yīng)滿足正常運(yùn)營(yíng)的需要，并能應(yīng)對(duì)節(jié)假日等突發(fā)情況。

⑴設(shè)專項(xiàng)保通匝道

一般情況下，互通立交改擴(kuò)建均應(yīng)考慮設(shè)置保通匝道，即互通立交在改擴(kuò)建期間，應(yīng)通過保通匝道、臨時(shí)收費(fèi)島等，維持正常運(yùn)營(yíng)。

⑵鄰近互通交替封閉

對(duì)交通量較少的相鄰互通、特殊施工要求的互通或縮短工期等情況，在區(qū)間分流條件較好、路網(wǎng)銜接便捷、繞行距離可接受的前提下，可考慮將相鄰互通按匝道流向交替封閉，以簡(jiǎn)化施工方案，并可加快施工進(jìn)度。

⑶交通量非常少或保通代價(jià)較大的互通，經(jīng)論證可采用互通全封閉的施工方案。

4.7 路橋橫向銜接臨時(shí)保通

本項(xiàng)目在莆田段長(zhǎng)距離軟基路段采用新建高架橋的單側(cè)分離擴(kuò)建方案，老路相應(yīng)路段在改造成整體式斷面的同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)規(guī)劃要求，在多處路段進(jìn)行路改橋，其施工安排在交通轉(zhuǎn)換到新建的高架橋后進(jìn)行。但施工中受征遷影響，高架橋未能按時(shí)間節(jié)點(diǎn)貫通。因此考慮在路改橋的前后設(shè)置雙向四車道的保通道路與高架橋橫向銜接，以保證交通按時(shí)轉(zhuǎn)換。

鑒于交通轉(zhuǎn)換路段范圍淤泥層厚約20～25m，上覆素填土1～3m，工程方案處理應(yīng)以路基方案要安全、可靠，確保主線橋梁安全，路橋銜接處不出現(xiàn)過大的差異沉降，便于施工為原則。具體路段分別采用以下方案：

⑴樁基擋土墻加復(fù)合地基處理方案

對(duì)軟基硬殼層較薄的路段，路橋銜接處采取樁基擋土墻進(jìn)行支擋，并可減少路橋銜接處的差異沉降。老路邊坡至橋路結(jié)合處保通道路范圍內(nèi)的地基處理則采用小直徑鉆孔灌注樁復(fù)合地基。

⑵氣泡混合輕質(zhì)土處理方案

由于氣泡混合輕質(zhì)土具有容重比一般土體小，而強(qiáng)度和變形特性可以達(dá)到甚至超過良好的土體，固化后的自立性好，便于施工，邊坡坡率靈活，被廣泛地用于軟土地基上的路堤填筑、道路加寬及臺(tái)背填土等。鑒于樁基擋土墻加復(fù)合地基方案中的擋墻樁基持力層埋置較深，施工工期長(zhǎng)，因此在實(shí)施時(shí)對(duì)軟基硬殼層在3m左右的路段，采用氣泡混合輕質(zhì)土方案以縮短工期。

圖7 路橋橫向銜接處斷面圖

圖8 路橋橫向銜接處平面圖

5 結(jié)語

由于“邊通車、邊施工”是目前我國(guó)高速公路改擴(kuò)建工程的常規(guī)模式，因此要求設(shè)計(jì)和施工都應(yīng)將施工交通組織作為工程方案及實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文依托福泉廈漳高速公路擴(kuò)建工程，對(duì)高速公路改擴(kuò)建工程的施工交通組織進(jìn)行深入研究，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外已有研究成果的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的施工交通組織原則、方案及技術(shù)措施，并在施工中得到成功實(shí)施，其成果可為其他高速公路改擴(kuò)建工程提供參考。

[1]福建省規(guī)劃設(shè)計(jì)院.福泉廈漳高速公路擴(kuò)建工程施工交通組織設(shè)計(jì).2007.

[2]徐強(qiáng),等.高速公路改擴(kuò)建工程技術(shù)與實(shí)踐[M].北京：人民交通出版社,2010.

[3]張豐焰，周偉，王元慶,等.高速公路改擴(kuò)建工程交通組織設(shè)計(jì)探討[J].公路，2006，(1)：109-112.