高速公路施工便道建設(shè)與管理分析

何琛

（杭州市交通工程集團有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

施工便道作為高速公路工程在施工階段的重要輔助性工程，是工程臨時設(shè)施的重要構(gòu)成，能夠最大程度地支持施工作業(yè)人員展開作業(yè)，滿足施工材料施工器械的進場和運輸，保證高速公路主體工程按時完成。因此，施工便道的設(shè)計和規(guī)劃直接關(guān)系到高速公路工程生產(chǎn)要素的流通效率，尤其是在山區(qū)及偏遠地區(qū)，由于地勢陡峭、地形條件復(fù)雜，對施工便道規(guī)劃施工提出了更高的要求。一旦施工規(guī)劃不合理，極有可能阻礙主體工程作業(yè)，造成工程停滯，影響施工進度。

1 施工便道特征

高速公路經(jīng)常需要在山區(qū)、邊遠地區(qū)進行施工作業(yè)，需要建設(shè)施工便道輔助主體工程的施工。雖然施工便道作為臨時性項目，但承載著運輸施工材料、調(diào)配土石方、運輸施工器械等功能，因此需要充分保證工程質(zhì)量，支撐設(shè)備和材料的運輸，科學(xué)選線滿足施工要求。大部分工程按照低等級公路標(biāo)準(zhǔn)進行建設(shè)，施工期間遇到問題應(yīng)立即解決，嚴(yán)格控制施工周期，以免影響主體工程的作業(yè)。完成主體工程施工后，立即拆除施工便道或廢棄施工便道。山區(qū)高速公路建設(shè)施工便道具有臨時性、輔助性特點，主要用于輔助主體工程的建設(shè)，工程特點可以總結(jié)為：第一，施工周期短，由于施工便道主要在主體工程作業(yè)期間使用，具有臨時性特點，使用期限固定；第二，承載力高，施工便道主要滿足大型車輛、重載車輛使用，因此需要達到一定承載力要求，能夠滿足材料運輸車、大型設(shè)備的荷載要求；第三，破壞性大，主要用于大型重型車輛的通行，荷載負荷量大，再加上自然環(huán)境的影響，極有可能受到破壞，具有一定的風(fēng)險；第四，舒適度要求低，施工便道主要用于主體工程的施工，可滿足車輛通行即可，對車輛駕駛舒適度的要求較低；第五，注意道路銜接，施工便道作為主體工程輸入輸出生產(chǎn)要素的重要渠道，在選線規(guī)劃上要更加注意和其他道路的連接，能夠滿足不同作業(yè)面、不同施工階段的要求。

2 工程概況

以某省高速公路工程為例，該工程總長度為8.7km，工程主要包括3 座隧道工程，6 座橋梁工程。于山腰建設(shè)高速公路路線，南高北低，線路需要和當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村相交。該工程位于山嶺山丘、植被茂盛區(qū)域，附近既有公路相對缺乏，且處于旅游區(qū)域，對于生態(tài)環(huán)境的保護要求嚴(yán)格，禁止使用農(nóng)田地區(qū)。由于該工程施工難度大，條件復(fù)雜，對施工規(guī)劃和施工技術(shù)提出了更高的要求?；诖?，本文結(jié)合施工便道設(shè)計相關(guān)經(jīng)驗，總結(jié)了施工便道建設(shè)和管理要點。

3 規(guī)劃原則

3.1 經(jīng)濟性

施工便道作為服務(wù)于高速公路主體工程的道路工程，一般情況下不作為固定資產(chǎn)，可滿足施工期間使用要求即可。因此在規(guī)劃選線和施工組織上，務(wù)必要考慮經(jīng)濟性原則，需要嚴(yán)格控制施工成本。選線規(guī)劃時應(yīng)充分考慮到地形條件、地貌特點，因地制宜進行規(guī)劃，充分利用當(dāng)?shù)卦械缆?。再結(jié)合施工要求進行規(guī)劃設(shè)計，盡量選擇平直道路，要控制便道長度，從而壓縮工程量，控制施工便道的成本，滿足施工便道的經(jīng)濟性要求。

3.2 安全性

由于山區(qū)交通道路較少，地形地質(zhì)條件復(fù)雜。在施工便道作業(yè)期間存在一定程度的安全隱患，主要來源于周圍的環(huán)境，如受到地形復(fù)雜、地質(zhì)條件特殊的影響，施工便道發(fā)生坍塌、塌陷等安全事故，將直接威脅到作業(yè)人員的生命安全。很多施工便道雖然滿足運輸車輛的通行要求，但是受到雨季等惡劣天氣的影響，也會影響到工程質(zhì)量，從而引發(fā)安全事故，如坍塌事故、滑坡事故等。因此在施工便道的選線上，應(yīng)充分考慮到安全性問題，主動規(guī)避地質(zhì)條件差的區(qū)域，避免安全事故的發(fā)生，保證施工便道運行期間的安全性。

3.3 環(huán)保性

由于山區(qū)高速公路建設(shè)路線較長，施工便道的規(guī)劃也需要穿越較長區(qū)域，經(jīng)常需要在農(nóng)田、山地、森林中穿過，在一定程度上對施工區(qū)域的環(huán)境造成影響。因此在施工便道選線上，應(yīng)充分考慮到對自然環(huán)境的保護，最大程度地減少施工便道占地面積，避免對環(huán)境造成破壞。同時應(yīng)充分保護當(dāng)?shù)厮?，避免占用農(nóng)田或開辟田地，確保施工便道不對周圍環(huán)境造成影響。

3.4 方便維護管理

施工便道主要用于施工材料、機械設(shè)備的運輸，直接關(guān)系到主體工程的施工進度。在施工便道選線上，應(yīng)充分考慮到高速公路作業(yè)的整體情況，考慮自然環(huán)境等對施工便道的影響，根據(jù)預(yù)估施工主體工程對施工便道的使用頻率，從而合理設(shè)計施工便道等級，滿足施工條件要求，最大程度地降低施工便道的維護管理成本，延長施工便道的使用壽命。

4 施工便道建設(shè)與管理

4.1 規(guī)劃選線

在規(guī)劃選線前需要對現(xiàn)場條件、施工環(huán)境進行全面調(diào)查，為滿足施工工期要求，對施工工序進行調(diào)整，優(yōu)先進行橋梁、隧道的施工，實現(xiàn)多作業(yè)面同時作業(yè)，滿足施工工期條件。為了滿足該工程的作業(yè)，設(shè)計了7 條施工便道，如表1所示為7 條便道的功能和范圍。在選線規(guī)劃上，應(yīng)確保優(yōu)先到達控制性工程，以隧道、橋梁工程為主，保證這些位置的作業(yè)盡快展開施工，放在最優(yōu)先等級。同時，通過施工便道能夠保證各階段作業(yè)的同期開展，滿足不同作業(yè)面同時作業(yè)。主干道寬度為4.5m，次干道為3.0～4.0m，依次降低道路寬度，以滿足施工要求。為了不影響施工工期，論證施工便道科學(xué)性和可行性后應(yīng)快捷施工，盡量盡早投入應(yīng)用。施工便道應(yīng)連接附近既有道路，以便保障交通運輸?shù)耐〞常┕け愕赖囊?guī)劃應(yīng)主動避開鐵路、學(xué)校、農(nóng)田等，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境適當(dāng)擴建或改建繞路，最大程度地避免對現(xiàn)場施工條件和生態(tài)環(huán)境的破壞。

表1 施工便道規(guī)劃

4.2 施工設(shè)計

該工程使用BIM 軟件展開便道設(shè)計，使用緯地道路數(shù)模7.0 版的設(shè)計圖表和模型進行設(shè)計，大幅度提高了工程設(shè)計的效率。該工程施工便道主要為4 級等級以下道路，寬度視情況設(shè)計為3.5m、4.0m、4.5m，預(yù)計車速控制在20km/h 以下，平均圓曲線半徑在15m 以上，平曲線長在40m 以上，縱坡小于12%，豎曲線半徑100m 以上，豎曲線長度20m 以上，邊坡坡率0.3～1.0，排水溝和邊溝為30cm 矩形混凝土。首先確定施工便道的起點和高程，根據(jù)平均距離和高程差估算縱坡，確定是否需要設(shè)計回頭曲線，通過回頭曲線來延長路線長度，從而降低高程差帶來的坡度，應(yīng)在山脊線上設(shè)置回頭曲線，根據(jù)估算縱坡描繪線路走向，進行平面設(shè)計。

在山區(qū)進行施工便道的設(shè)計，常遇到陡坡、溝谷等特殊地形，需要重點控制埡口，避免出現(xiàn)高填深挖作業(yè)。縱坡設(shè)計需要綜合考慮溝谷，保證達到填挖平衡。施工便道需要經(jīng)過陡坡時，需要全斷面開挖，沿著陡坡地形規(guī)劃路線，最大程度地減少占地面積和挖方。需要跨越溝谷的線路必須要設(shè)置圓管涵排水，采取單孔或者多孔的方式分布管函。山區(qū)施工便道的設(shè)計難點在于高程差，縱坡設(shè)計不合理將影響便道使用安全。因此，基于對縱坡的估算規(guī)劃路線，再根據(jù)坡度限制調(diào)整縱坡。若路線超過坡長的最大值，則需要設(shè)置緩沖段。在平曲線上設(shè)置緩沖段以避免縱坡過陡，確定縱坡后設(shè)計總體設(shè)計圖，明確標(biāo)注填挖情況。在根據(jù)設(shè)計圖中偏移距離進行平面上的調(diào)整。

為了滿足施工要求，便道設(shè)計可以適當(dāng)加寬道路，通過適當(dāng)加寬能夠滿足交通運輸?shù)男枰?，在施工期間給車輛調(diào)頭、車輛錯道、臨時停車預(yù)留空間，支持高速公路工程作業(yè)的開展。由于施工便道屬于臨時工程，應(yīng)適當(dāng)降低挖填坡率的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實際情況設(shè)定坡率為0.3～1.0，石質(zhì)邊坡坡率設(shè)計為0.3，土質(zhì)邊坡坡率設(shè)計為0.5～0.75。完成便道設(shè)計后，核對占用農(nóng)田、房屋等情況，對于受到影響的農(nóng)田、建筑、房屋的路段，再對施工設(shè)計進行適當(dāng)調(diào)整。

4.3 便道施工

4.3.1 放線標(biāo)識

因為該工程在山嶺山丘區(qū)域進行作業(yè)，施工難度高，施工現(xiàn)場存在茂密的植被林木，接收GPS 信號存在一定的誤差，所以對放樣測量工作造成一定困擾，再加上地形特殊，務(wù)必先進行開路才能放樣測量。該工程使用紅色絲帶，在施工現(xiàn)場、道路用地明確規(guī)劃范圍，在村民的帶領(lǐng)下標(biāo)注道路用地，為施工開發(fā)規(guī)劃指導(dǎo)線，明確征地邊界。雖然施工便道工程量較小，不屬于大型工程，但是因為施工便道的特殊性，施工現(xiàn)場狹窄，面臨的地形條件、道路基礎(chǔ)較為多變，對工期要求高，所以仍然需要謹(jǐn)慎、嚴(yán)格地執(zhí)行施工設(shè)計，克服可能出現(xiàn)的施工問題，在固定工期內(nèi)快速成型施工。

4.3.2 土石施工

在軟弱地基區(qū)域，使用挖淤換填方法進行作業(yè)，一次性挖除3cm 厚度的軟弱地基。使用級配石料進行回填，對深層軟弱地基使用拋石擠淤的方法作業(yè)。溝谷段使用全斷面傾填方法，進行充分碾壓后保證路基平整?；靥顟?yīng)采取分層填筑方法，以50cm 為一層，每層填筑后均需要重復(fù)碾壓5 次，填方材料需優(yōu)先使用便道挖方材料，最大程度上減少工程量。在施工期間，挖方式施工的重點采取邊挖邊運輸?shù)哪Ｊ竭M行作業(yè)，使用中大型挖掘機配合自卸式運輸車邊挖邊運輸。挖掘機可以適用高邊坡作業(yè)，由于挖掘機功率大，更能適應(yīng)復(fù)雜的山區(qū)地形條件，適合土石不均勻的環(huán)境。對于一級以內(nèi)邊坡高度，選擇一次全斷面開挖方法，對于超過一級的邊坡高度，選擇多次開挖或豎向分層一次開挖。對于石質(zhì)邊坡，由于挖掘機作業(yè)較為困難，可采取炮錘方法或小型爆破方式進行開挖。設(shè)計上加寬了曲線提高了便道工程寬度，更有利于自卸式運輸車的轉(zhuǎn)彎，可顯著提高開挖效率。

4.3.3 排水施工

山區(qū)便道施工對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，尤其是多層道路結(jié)構(gòu)，開挖施工后將會破壞一定區(qū)域的地形，損壞當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境。該工程使用三維植被網(wǎng)作為植草護坡，在施工期間內(nèi)可充分發(fā)揮出三維植被網(wǎng)防護功能，提高綠化面積的同時，預(yù)防水土流失。且三維植被網(wǎng)的成本低，對于工程造價影響較小，可以回收再次利用。在一定程度上改善施工條件，前方路段使用噴灑草籽方式，進行綠化處理，提高土壤的防護能力，同時也能提高便道工程的排水能力。由于施工便道需要跨越溝谷進行建設(shè)，極容易出現(xiàn)排水障礙問題，因此需要利用管涵施工，可使用砂礫墊層50cm 充分壓實后作為基礎(chǔ)，在進出口位置設(shè)置堵水墻，避免沖刷路基，造成路基坍塌。排水溝和邊溝均使用30cm正方形混凝土設(shè)置，提高施工便道的排水能力。

4.3.4 路面施工

使用碎石土和片石分層回填60cm，頂面使用石屑5cm 進行找平。最后使用C25 混凝土施工，提高施工便道的平整度，滿足車輛駕駛的舒適度要求。

4.4 維護管理

由于施工便道需要在高速公路全程使用，需要服務(wù)于施工周期全程，通過維護管理延長施工便道壽命，更有利于提高施工便道的經(jīng)濟性價值，支持主體工程的作業(yè)。

4.4.1 路基加固

為保證后續(xù)大型設(shè)備和重型材料的運輸和通行，需要對路基進行加固維護，應(yīng)使用漿砌片包料的方式補強路基，安排責(zé)任感強、技術(shù)過關(guān)的施工人員進行砌筑，并檢查施工質(zhì)量是否過關(guān)，避免在雨季形成路基塌陷。

4.4.2 路面維護

由于工程已經(jīng)對主干路進行硬化處理，但其他支路仍然可能受到雨水影響造成塌陷。應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)石料對面層進行加固，施工便道需要鋪筑20cm 厚度的碎石墊層，面層應(yīng)使用5cm 厚度碎石面層充分壓實，挖方路段應(yīng)選擇中粗砂石填平，充分壓實確保平整后進行面層的作業(yè)。路面均使用復(fù)合式混凝土鋪設(shè)20cm 左右，要求抗壓強度在5MPa 以上。由于施工便道經(jīng)常出現(xiàn)彎路，所有彎路均需要滿足長度為12m 的貨車轉(zhuǎn)彎，若路面不平、坡度過大，極容易造成貨車爆胎，拐彎過多也會影響離合磨損。因此在路牙位置設(shè)置安全墩，在陡坡段對路面進行硬化處理，以保證車輛的安全駕駛。此外施工便道也應(yīng)設(shè)置安全標(biāo)志，如陡坡提醒、轉(zhuǎn)彎提示、村莊減速、限速標(biāo)識等，相關(guān)設(shè)施均需一應(yīng)備全，提醒作業(yè)車輛注意安全駕駛。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國交通體系逐漸完善，在山區(qū)等偏遠地區(qū)正不斷加強高速公路建設(shè)力度，支持我國山區(qū)等偏遠地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。但由于山區(qū)交通線路較少，規(guī)劃不合理，影響到高速公路施工作業(yè)的進行，需要建設(shè)施工便道輔助主體工程?；诒疚膶κ┕け愕酪?guī)劃設(shè)計和施工管理的研究，需要嚴(yán)格考察當(dāng)?shù)丨h(huán)境，以現(xiàn)場條件、地形特點為基礎(chǔ)進行規(guī)劃，充分保證施工便道能夠符合施工工序的進行，支持多作業(yè)面同期開工，保證路線規(guī)劃科學(xué)合理。同時在施工上需要盡量控制工程量，按照施工設(shè)計規(guī)范作業(yè)，嚴(yán)格控制周期，避免對高速公路整體造成不良影響。