魏江東,陳華智
(中交一公局第四工程有限公司,廣西 南寧 530000)
施工便道作為高速公路建設施工準備階段臨時設施的重要部分,需最大限度地滿足工程施工人員、機械、材料的進場及調配,其使用功能的匹配度與完備性,直接影響到施工進程中各種生產要素輸入與輸出的流通效率。鑒于山嶺重丘區(qū)地形復雜、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度與成本的重要環(huán)節(jié)。
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,主要結構有橋梁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)保要求嚴格,基本農田使用限制,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,施工條件復雜,施工難度大。
便道整體規(guī)劃建立在對工程現(xiàn)場環(huán)境調查和施工總體組織安排基礎之上,以滿足工期目標,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標便道分布圖
便道設計長度(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)施工便道應優(yōu)先到達項目控制性工程,如大橋、長隧道等,以確??刂菩怨こ棠鼙M快施工,同時能保證各單位工程階段性工期目標實現(xiàn);(2)施工便道規(guī)劃應根據便道服務功能及時效確定路幅寬度,4.5 m路幅可作為主干道,次干道應降低路幅寬度,支線以滿足到達工點為基本要求;(3)施工便道應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)劃應與鋼筋廠、拌合站、炸藥庫、鋼便橋等臨建設施統(tǒng)籌規(guī)劃;(5)施工便道宜順接地方既有道路,視道路狀況進行適當擴建和局部改線;(6)施工便道宜盡量利用永久用地,主線便道應盡可能靠近各施工點;(7)施工便道應避開墳墓、學校、鐵路、魚塘、電桿等公共基礎設施;(8)施工便道應盡量減少對農田和環(huán)境的破壞,保持與環(huán)境的協(xié)調。
目前,高速公路建設即將全面進入BIM時代,便道施工的傳統(tǒng)現(xiàn)場定線方式將成為輔助,利用電子計算機軟件可大幅提高道路設計及施工效率。國內外有眾多道路設計軟件,其中國內軟件自動化、集成化程度高,使用便捷,能滿足道路設計施工需求。貴州省劍河至榕江高速公路第14合同段便道設計采用緯地道路數模7.0版,可輸出道路各類設計圖表及工程數量。
便道設計參數如表2所示。
表2 便道設計參數表
緯地道路設計步驟如下頁圖2所示。
圖2 緯地道路設計流程圖
(1)對于山區(qū)便道,埡口、溝谷和陡坡是路線所經的典型地形,埡口是路線的重要控制點,為避免高填深挖,在縱坡設計中,需要與溝谷綜合考慮,達到一定的填挖平衡;路線經過陡坡,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量,必要時以路肩墻作為輔助;路線跨越溝谷,應根據水文資料設置必要的排水圓管涵,管涵可采用單孔或多孔并列形式。
(2)便道設計首先應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置回頭曲線;需要設置回頭曲線增加路線長度降低縱坡時,回頭曲線應設置于山脊線上。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計的參照。
(3)山區(qū)便道,主要是克服高差,因此縱坡設計是重點。通過估算縱坡規(guī)劃初步平面路線,再根據坡度及坡長限制并結合實際地形調整縱坡。路線超過最大坡長,應設置緩沖段,緩沖段應設置于路線平面曲線段??v坡確定后,根據繪制的總體布置圖中填挖情況,利用橫斷面圖中偏移距離,再調整并確定平面路線。
(4)便道設計時,應考慮道路加寬,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,在挖填坡率設計時,應適當降低標準。山嶺重丘區(qū)便道挖方坡率應根據實地考察地質采用0.3~1.0的坡率,一般石質邊坡坡率0.3,土質邊坡坡率0.5~0.75;填方1∶1.5。
(6)便道設計完成后,按照用地圖坐標,應實地放樣用地范圍,核實與墳墓、房屋、桿線、基本農田等的占用關系,必要時應對受影響的建構筑物采坐標后調整便道路線。
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放樣點延伸出道路用地帶狀范圍,走訪村民進行辨識后,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線,作用良好。
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;地勢平緩應分層填筑,分層厚度50 cm,碾壓5遍。填方應合理利用便道挖方,避免借方。
(3)山區(qū)便道修筑,挖方是重點。為保護環(huán)境,開挖應采用邊開挖邊運輸的方式,嚴禁拋挖。由于地形陡峻,便道開挖作業(yè)工程量較大,應選用標準斗容≥1 m3的中大型挖掘機,配合后8輪自卸車運輸。中大型挖掘機臂長,可以適應高邊坡作業(yè);其功率大,能較好地適應山區(qū)地質復雜、土石不均的環(huán)境。但同時要求便道寬度不能太窄,路幅過窄挖掘機回轉困難,不利于開挖作業(yè)。邊坡高度Ⅰ級以內,可全斷面一次開挖;邊坡高度大于Ⅰ級,則應豎向分層一次或多次開挖成型。石質邊坡,挖掘機作業(yè)不便,應輔助炮錘,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。
(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。經過比選,采用三維植被網覆蓋。三維植被網廣泛應用于高速公路三維網植草護坡,在短期內,三維網有防止水土流失、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。
(2)陡坡開挖的施工便道,路緣外側臨空面應設置護欄,可采用波形護欄、水泥墩、鋼管柱等。
(3)施工便道跨越溝谷或橫向排水不暢時,需要設置管涵。管涵施工便捷,成本小,成型快。管涵基礎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,需要對進出口設置堵水墻,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,配套標準化模板,可快速完成排水施工。
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。
山嶺重丘區(qū)由于復雜的地形地貌,應重視對施工便道的規(guī)劃和設計,通過實踐,充分肯定了計算機道路設計軟件在便道施工應用中的重要作用。在施工中應重視大型機械的應用,注重施工工藝方法,強化對環(huán)境的保護和匹配,快速打通便道,為后續(xù)主體工程創(chuàng)造良好的生產條件。
[1]徐 勇,馮 曉,陳友諒.山區(qū)農村公路最大縱坡、限制坡長分析[J].黑龍江交通科技,2006(5):22-23.