山嶺重丘區(qū)高速公路施工便道設(shè)計與施工探討

魏江東，陳華智

(中交一公局第四工程有限公司，廣西 南寧 530000)

0 引言

施工便道作為高速公路建設(shè)施工準(zhǔn)備階段臨時設(shè)施的重要部分，需最大限度地滿足工程施工人員、機(jī)械、材料的進(jìn)場及調(diào)配，其使用功能的匹配度與完備性，直接影響到施工進(jìn)程中各種生產(chǎn)要素輸入與輸出的流通效率。鑒于山嶺重丘區(qū)地形復(fù)雜、地勢陡峻，縱向便道貫通艱難、不利于施工總體安排，故施工便道成為制約項目進(jìn)度與成本的重要環(huán)節(jié)。

1 項目簡介

貴州省劍河至榕江高速公路第14合同段，起止樁號K101+150～K109+889，路線全長8.74 km，主要結(jié)構(gòu)有橋梁6座，隧道3座，路基2.7 km，蓋板涵12座，橋隧比為70%。

路線沿榕江縣西側(cè)群山山腰而過，路線高于榕江盆地40～100 m，北低南高，全線僅兩處與地方村道相交。項目所處地形以山嶺重丘為主，山嶺重疊，地形破碎，河谷形態(tài)為“U”字型，植被發(fā)育，既有道路缺乏。榕江縣屬旅游區(qū)，環(huán)保要求嚴(yán)格，基本農(nóng)田使用限制，社會環(huán)境要求高。受地理環(huán)境限制，項目橋隧比大，高墩橋梁、高填深挖路基、深埋隧道分布，施工條件復(fù)雜，施工難度大。

2 便道規(guī)劃

便道整體規(guī)劃建立在對工程現(xiàn)場環(huán)境調(diào)查和施工總體組織安排基礎(chǔ)之上，以滿足工期目標(biāo)，遵循工點施工先后順序、優(yōu)先確保長隧道和架梁通道、爭取全面開工的原則，如圖1、表1所示。

圖1 劍榕14標(biāo)便道分布圖

便道設(shè)計長度(m)輻射范圍備注1#150起點～忠誠中橋路基、涵洞2#665忠誠中橋～K101+885涵洞路基、涵洞3#750K101+885涵洞～K103+380涵洞預(yù)制梁場4#2 100右線1#大橋～右線2#大橋(含月寨隧道)橋梁、隧道5#1 500大坡梁1#隧道出口、大坡梁2#隧道進(jìn)口隧道6#1 400大坡梁2#隧道出口隧道7#1 100K103+380涵洞～口寨大橋終點路基、橋梁

施工便道在具體規(guī)劃時，需要注意以下要點：

(1)施工便道應(yīng)優(yōu)先到達(dá)項目控制性工程，如大橋、長隧道等，以確保控制性工程能盡快施工，同時能保證各單位工程階段性工期目標(biāo)實現(xiàn)；(2)施工便道規(guī)劃應(yīng)根據(jù)便道服務(wù)功能及時效確定路幅寬度，4.5 m路幅可作為主干道，次干道應(yīng)降低路幅寬度，支線以滿足到達(dá)工點為基本要求；(3)施工便道應(yīng)充分論證路線的可行性，施工便捷，能夠快速投入使用；(4)施工便道的規(guī)劃應(yīng)與鋼筋廠、拌合站、炸藥庫、鋼便橋等臨建設(shè)施統(tǒng)籌規(guī)劃；(5)施工便道宜順接地方既有道路，視道路狀況進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)建和局部改線；(6)施工便道宜盡量利用永久用地，主線便道應(yīng)盡可能靠近各施工點；(7)施工便道應(yīng)避開墳?zāi)?、學(xué)校、鐵路、魚塘、電桿等公共基礎(chǔ)設(shè)施；(8)施工便道應(yīng)盡量減少對農(nóng)田和環(huán)境的破壞，保持與環(huán)境的協(xié)調(diào)。

3 便道設(shè)計

目前，高速公路建設(shè)即將全面進(jìn)入BIM時代，便道施工的傳統(tǒng)現(xiàn)場定線方式將成為輔助，利用電子計算機(jī)軟件可大幅提高道路設(shè)計及施工效率。國內(nèi)外有眾多道路設(shè)計軟件，其中國內(nèi)軟件自動化、集成化程度高，使用便捷，能滿足道路設(shè)計施工需求。貴州省劍河至榕江高速公路第14合同段便道設(shè)計采用緯地道路數(shù)模7.0版，可輸出道路各類設(shè)計圖表及工程數(shù)量。

3.1 便道設(shè)計參數(shù)

便道設(shè)計參數(shù)如表2所示。

表2 便道設(shè)計參數(shù)表

3.2 緯地道路設(shè)計步驟

緯地道路設(shè)計步驟如下頁圖2所示。

圖2 緯地道路設(shè)計流程圖

3.3 便道設(shè)計要點

(1)對于山區(qū)便道，埡口、溝谷和陡坡是路線所經(jīng)的典型地形，埡口是路線的重要控制點，為避免高填深挖，在縱坡設(shè)計中，需要與溝谷綜合考慮，達(dá)到一定的填挖平衡；路線經(jīng)過陡坡，主要以全斷面開挖為主，沿陡坡自然地形展線，盡量減少挖方量和用地數(shù)量，必要時以路肩墻作為輔助；路線跨越溝谷，應(yīng)根據(jù)水文資料設(shè)置必要的排水圓管涵，管涵可采用單孔或多孔并列形式。

(2)便道設(shè)計首先應(yīng)確定路線控制點的起點、終點高程和跨越埡口或溝谷高程，通過兩個相鄰控制點間高差和平面距離估算縱坡，以判斷之間是否需要設(shè)置回頭曲線；需要設(shè)置回頭曲線增加路線長度降低縱坡時，回頭曲線應(yīng)設(shè)置于山脊線上。按照估算的縱坡，在地形圖等高線中大概描繪路線平面走向，作為便道主線平面設(shè)計的參照。

(3)山區(qū)便道，主要是克服高差，因此縱坡設(shè)計是重點。通過估算縱坡規(guī)劃初步平面路線，再根據(jù)坡度及坡長限制并結(jié)合實際地形調(diào)整縱坡。路線超過最大坡長，應(yīng)設(shè)置緩沖段，緩沖段應(yīng)設(shè)置于路線平面曲線段。縱坡確定后，根據(jù)繪制的總體布置圖中填挖情況，利用橫斷面圖中偏移距離，再調(diào)整并確定平面路線。

(4)便道設(shè)計時，應(yīng)考慮道路加寬，該加寬范圍在便道施工中作用很大，可以作為便道施工中的臨時候車區(qū)、車輛調(diào)頭區(qū)和便道完工后的錯車道，尤其在較長路線中作用突出。

(5)施工便道作為臨時工程，在挖填坡率設(shè)計時，應(yīng)適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)。山嶺重丘區(qū)便道挖方坡率應(yīng)根據(jù)實地考察地質(zhì)采用0.3～1.0的坡率，一般石質(zhì)邊坡坡率0.3，土質(zhì)邊坡坡率0.5～0.75；填方1∶1.5。

(6)便道設(shè)計完成后，按照用地圖坐標(biāo)，應(yīng)實地放樣用地范圍，核實與墳?zāi)?、房屋、桿線、基本農(nóng)田等的占用關(guān)系，必要時應(yīng)對受影響的建構(gòu)筑物采坐標(biāo)后調(diào)整便道路線。

4 便道施工

4.1 臨時用地

山嶺重丘區(qū)土地征用是一項難度很大的工作，在林木植被覆蓋茂密的地區(qū)，GPS信號虛弱，放樣困難，加之地形險峻，放樣需要先開路后放樣。因此采用紅色塑料絲帶沿兩側(cè)放樣點延伸出道路用地帶狀范圍，走訪村民進(jìn)行辨識后，一方面作為臨時用地征用邊界，一方面作為便道開挖的指導(dǎo)線，作用良好。

4.2 便道土石施工

施工便道是一項小型道路工程，有其自身的特點，如施工場地狹窄、特殊路基多樣、工期緊張等，需要克服各種困難，盡快施工成型。

(1)施工便道經(jīng)過軟弱地段，主要采用挖淤換填或拋石擠淤。軟基厚度<3 m的淺層軟基可一次性挖除；深層軟基采用拋石擠淤。

(2)在溝谷段填方可采用全斷面傾填，碾壓后一次成型；地勢平緩應(yīng)分層填筑，分層厚度50 cm，碾壓5遍。填方應(yīng)合理利用便道挖方，避免借方。

(3)山區(qū)便道修筑，挖方是重點。為保護(hù)環(huán)境，開挖應(yīng)采用邊開挖邊運輸?shù)姆绞剑瑖?yán)禁拋挖。由于地形陡峻，便道開挖作業(yè)工程量較大，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)斗容≥1 m3的中大型挖掘機(jī)，配合后8輪自卸車運輸。中大型挖掘機(jī)臂長，可以適應(yīng)高邊坡作業(yè)；其功率大，能較好地適應(yīng)山區(qū)地質(zhì)復(fù)雜、土石不均的環(huán)境。但同時要求便道寬度不能太窄，路幅過窄挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)困難，不利于開挖作業(yè)。邊坡高度Ⅰ級以內(nèi)，可全斷面一次開挖；邊坡高度大于Ⅰ級，則應(yīng)豎向分層一次或多次開挖成型。石質(zhì)邊坡，挖掘機(jī)作業(yè)不便，應(yīng)輔助炮錘，必要時采用小型爆破作業(yè)。山區(qū)便道路線沿自然地形展線，一般半徑較小，設(shè)計時考慮了曲線加寬，該部分加寬值有助于自卸車候車及就地轉(zhuǎn)彎，能顯著提升長便道的開挖效率，同時路基成型后可用作錯車道。

4.3 便道防排水施工

(1)山區(qū)便道修建，對環(huán)境破壞較大，尤其增加回頭曲線多層道路體系，邊坡開挖幾乎可將整個一面山

坡環(huán)境損壞。經(jīng)過比選，采用三維植被網(wǎng)覆蓋。三維植被網(wǎng)廣泛應(yīng)用于高速公路三維網(wǎng)植草護(hù)坡，在短期內(nèi)，三維網(wǎng)有防止水土流失、增加綠化面積、改善生態(tài)環(huán)境的作用，且成本很小，使用效果較好。填方段采用噴灑草籽綠化防護(hù)。

(2)陡坡開挖的施工便道，路緣外側(cè)臨空面應(yīng)設(shè)置護(hù)欄，可采用波形護(hù)欄、水泥墩、鋼管柱等。

(3)施工便道跨越溝谷或橫向排水不暢時，需要設(shè)置管涵。管涵施工便捷，成本小，成型快。管涵基礎(chǔ)可采用砂礫墊層或碎石墊層，厚度50 cm，充分壓實。管涵施工中，需要對進(jìn)出口設(shè)置堵水墻，以避免管底被水沖刷，造成涵管傾斜、路基坍塌等。

(4)便道邊溝及排水溝采用30×30 cm矩形C20混凝土，配套標(biāo)準(zhǔn)化模板，可快速完成排水施工。

4.4 便道路面施工

便道路面采用厚60 cm碎石土或片石分2層填筑，頂面采用5 cm石屑找平。便道主干道采用C25混凝土硬化。

5 結(jié)語

山嶺重丘區(qū)由于復(fù)雜的地形地貌，應(yīng)重視對施工便道的規(guī)劃和設(shè)計，通過實踐，充分肯定了計算機(jī)道路設(shè)計軟件在便道施工應(yīng)用中的重要作用。在施工中應(yīng)重視大型機(jī)械的應(yīng)用，注重施工工藝方法，強(qiáng)化對環(huán)境的保護(hù)和匹配，快速打通便道，為后續(xù)主體工程創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件。

[1]徐 勇，馮 曉，陳友諒.山區(qū)農(nóng)村公路最大縱坡、限制坡長分析[J].黑龍江交通科技，2006(5)：22-23.