張 勇，鄭鳳曲，甘 磊，張世平

(中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北武漢 430000)

目前國(guó)內(nèi)高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目日趨增加。本文以四車道擴(kuò)建為八車道為例，探討改擴(kuò)建工程中路基拼接方案。高速公路改擴(kuò)建工程中路基拼接方案的研究至關(guān)重要，一般施工組織設(shè)計(jì)中在進(jìn)行路基施工時(shí)，原老路需正常通車，路基拼接方案的選擇，需確保原老路基的安全穩(wěn)定，需控制新老路基的差異沉降，從而能減小擴(kuò)建后路面病害、提高擴(kuò)建后路面的實(shí)際使用壽命。

1 填方路基一般路段拼接

填方路基一般路段，即原老路基邊坡采用正常刷坡方式，不設(shè)任何支擋方式，如護(hù)腳、擋墻等。

圖1 填方路基一般路段拼接方案圖(單位:cm)

為了保證新老路基拼接完成后的整體性和變形協(xié)調(diào)統(tǒng)一性，減少新老路基差異沉降，根據(jù)老路基不同填料性質(zhì)及穩(wěn)定狀況，分別擬定以下兩種新老路基拼接方案:

方案一:對(duì)于老路基填土壓實(shí)度較高，穩(wěn)定較好的路段，采用清坡30 cm后平行開挖臺(tái)階的方式。第一級(jí)臺(tái)階采用150 cm×100 cm，第一級(jí)以上各級(jí)臺(tái)階采用100 cm×100 cm開挖。見圖1左半幅路基。

方案二:對(duì)于老路基填土壓實(shí)度較低、邊坡填土松散的填方路段，先清坡30 cm，再按1∶1對(duì)老路基開挖邊坡，開挖臺(tái)階方式與方案一相同。見圖2右半幅。

2 填方路基擋墻路段拼接

原老路基設(shè)置了路堤墻、路肩墻或護(hù)腳等，因在擴(kuò)建工程實(shí)施期間須保證通車安全及老路基的穩(wěn)定性，開挖老路基擋墻必然會(huì)對(duì)老路基穩(wěn)定性造成一定影響，存在兩個(gè)方案選擇。

1)保留原有擋墻。路基填料均勻性、填土自身變形協(xié)調(diào)性不易統(tǒng)一，同時(shí)填土壓實(shí)度、新老路基拼接質(zhì)量難以控制，如全部采用碎石土填筑，工程造價(jià)偏高。

2)挖除老路基擋墻。因老路基擋墻對(duì)稱設(shè)置，為了保證通車安全，必須進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換，如此一來(lái)，兩側(cè)路基拼寬填土不能同步實(shí)施，對(duì)工期影響較大，另外，即使進(jìn)行了交通轉(zhuǎn)換，但開挖老路基擋墻仍有可能造成老路基失穩(wěn)，影響較大。

圖2 原老路基為矮擋墻路段路基拼接方案圖(單位:cm)

經(jīng)過(guò)綜合分析，結(jié)合合寧、廣清高速公路改擴(kuò)建工程的成功經(jīng)驗(yàn)，為了保證新老路基的拼接質(zhì)量，對(duì)于擋墻路段的拼接可采用如下方法:

1)對(duì)于開挖擋墻不影響路堤穩(wěn)定性或影響較小的路段盡量挖除原擋墻后再進(jìn)行路基拼接，或直接將擋墻埋置路基內(nèi)，見圖2。

2)對(duì)于危擋墻或路肩墻不能挖除的路段，先進(jìn)行填土，然后鑿除擋墻上部墻身，設(shè)置一層土工格室以防新老路基不均勻沉降，保證墻頂填土高度不小于 2.0 m，見圖 3。

圖3 原老路基為路肩墻路段路基拼接方案圖(單位:cm)

3 挖方路段拼接方案

3.1 平行開挖方式擴(kuò)建

對(duì)于原邊坡高度較小、坡頂較緩或成倒坡狀，采取平行開挖的方式。平行開挖時(shí)，建議分別在道路的中間帶、硬路肩以及老路基邊坡平臺(tái)上設(shè)攔石網(wǎng);確保通車安全和盡量減少落石對(duì)老路面破壞。見圖4。

圖4 平行開挖方案圖(單位:cm)

3.2 先支護(hù)后垂直開挖方式擴(kuò)建

對(duì)于原老邊坡較高、較陡，按平行開挖將增加1級(jí)或多級(jí)邊坡，且開挖面過(guò)大，施工過(guò)程中將危及路基行車安全并導(dǎo)致路面大量損壞，針對(duì)此種情況，擬定采用先支護(hù)后垂直開挖的方案，邊坡防護(hù)可采用抗滑樁或錨索、錨桿先支護(hù)上部邊坡，再垂直開挖第一級(jí)邊坡。見圖5。

3.3 綜合比較

路塹段一般考慮采取兩側(cè)平行開挖的方式進(jìn)行拓寬，對(duì)于原邊坡高度較大的路段，該方案拆除原防護(hù)困難、開挖難度大、開挖工程量大，施工存在一定安全隱患，用地增加，生態(tài)植被破壞較大，且開挖后的邊坡需重新防護(hù)，總體工程費(fèi)用高。先支護(hù)后垂直開挖的方式對(duì)原邊坡擾動(dòng)較小，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，但垂直開挖的方式對(duì)穩(wěn)定性要求高。

挖方路段的擴(kuò)建需特別重視施工交通組織及挖方邊坡所在的坡體工程地質(zhì)情況，一般推薦在全～強(qiáng)風(fēng)化巖層路段采用平行開挖的方案，并封閉半幅路基，避免邊坡開挖過(guò)程中出現(xiàn)掉塊、落石甚至邊坡垮塌造成對(duì)行車的影響;推薦在巖層為中～微風(fēng)化巖層且受征地限制影響路段采用垂直開挖方式，采用垂直開挖方式，一定要注意進(jìn)行嚴(yán)格的穩(wěn)定性計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果施工強(qiáng)支護(hù)后，再進(jìn)行開挖邊坡。

4 合成材料的應(yīng)用

老路擴(kuò)建成敗的關(guān)鍵因素之一就是避免新老路基的不均勻沉降而產(chǎn)生的路基縱向開裂，在新老路基的拼接中運(yùn)用土工合成材料能有效地增強(qiáng)老路基與拼接路基土體間的聯(lián)接性，限制和協(xié)調(diào)路基土體的變形，均化荷載，提高拼接路基的抗剪強(qiáng)度，增強(qiáng)拼接路基的整體性。

一般路段底部設(shè)置1～2層鋼塑格柵，路床設(shè)置1～2層鋼塑格柵;原老路基為擋墻段，路基拼接時(shí)，在鑿除部分墻身后的頂面處設(shè)置一層高強(qiáng)土工格室;高路堤分別在基底、距路基設(shè)計(jì)標(biāo)高8 m及路床分別設(shè)置1～2層鋼塑格柵;填挖交接處在原路床開挖范圍內(nèi)路床底面、路床中部各鋪設(shè)1層鋼塑格柵。鋼塑格柵材料要求:雙向鋼塑格柵，材料要求經(jīng)緯向抗拉強(qiáng)度≥80 kN/m，延伸率≤3%，宜采用節(jié)點(diǎn)設(shè)置鎖扣的格柵，焊點(diǎn)剝離力≥30 N，網(wǎng)眼尺寸不大于12 cm×12 cm，鋪設(shè)鋼塑格柵時(shí)縱橫向搭接應(yīng)不小于20 m。

圖5 垂直開挖方案圖(單位:cm)

5 結(jié)論或啟發(fā)

高速公路改擴(kuò)建工程路基拼接方案的研究還有待于進(jìn)一步深入，考慮到每個(gè)項(xiàng)目具有不同的特點(diǎn)，在高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)或施工中，需密切結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，選擇最優(yōu)的拼接方案，建議涉及到路基拼接里程較長(zhǎng)的項(xiàng)目，可選取1～2 km做試驗(yàn)路段，做好不同拼接方式的試驗(yàn)，以便指導(dǎo)全路段的設(shè)計(jì)和施工。

［1］中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司.廣州(慶豐)至清遠(yuǎn)(北江)高速公路改擴(kuò)建工程第一合同段兩階段初步設(shè)計(jì)［Z］.2009.

［2］JTG D30-2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］JTG F10-2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范［S］.