高速公路工程改扩建项目关键技术及经济分析

杨家宏

（北京中铁国际招标有限公司，北京 100010）

近年来，我国高速公路建设规模有扩大的趋势，高速公路的交通流量也日益上涨，造成一部分建设年限较长的老旧高速已经无法满足现有的交通需求，必须进行扩建，提高高速公路的交通容量。下面本人结合现场实际情况，对改扩建项目部分关键技术以及成本控制进行分析。

1 机械开挖石方施工工艺及单价分析

1.1 石方开挖方案对比

本标段为扩建路段，边坡最大高度为25.5m，边坡坡比为1：0.75，紧邻既有高速公路，施工面狭窄，路基石方施工直接危及高速公路行车安全。根据招标文件和设计图纸要求，边坡开挖采用分台阶进行爆破开挖，爆破作业时须进行临时交通管制，禁止车辆通行。但上场后，高速公路管理部门不允许施工时采取交通管制和中断行车措施，同时，为保证高速公路行车安全，业主要求将路基石方开挖的常规爆破方式改为采用破碎锤破碎或静态爆破的施工方式进行施工，但静态爆破成本很高，经测算每立方米开挖石方需要450 ～500 元/m3，为了降低成本和确保原京珠高速公路行车安全，采用液压破碎锤挖掘机破碎石方施工方法。

1.2 机械开挖石方施工工艺

（1）液压破碎锤挖掘机破碎石方施工方法，对于现场的控制测量，选择利用全站仪进行测量，可以提高边坡开挖的精度，在开挖前，先用白石灰画出轮廓线，监理工程师现场确认无误之后再进行开挖施工。

（2）对于石方的开挖，选择自上至下、分层开挖的方式，开挖之前，先用液压岩石破碎锤将厚度较大的岩石破碎，因山体陡峭，自卸车无法上至山顶装车，破碎时需配置挖掘机配合挖除松渣并倒运至山坡下，再由挖机装车，自卸汽车运至弃渣场堆放。为了避免开挖岩石时，液压岩石破碎锤的冲击力损坏基面岩体，应该在开挖时预留一定的保护层，一般为30cm，然后，选择人工风镐的施工方式，使用01-30 型手持式风钻开挖施工，风钻采用12m³/min 移动式柴油空压机供风，人工剥离开挖至设计边坡面。

（3）按照合同规定坚石和次坚石为石方，其余全为土方，软石虽然划为土方，但在施工过程中软石施工也需要爆破施工，考虑的行车安全问题，软石也只能采用破碎锤破碎开挖，导致成本增加。

1.3 机械开挖石方成本测算

（1）根据合同估价原则要求，按投标截止日前的行业规定及发包人控制价所采用的工料机单价和费率编制预算，并按招标时本合同段中标人的中标价较招标人控制价的下浮率下浮。机械开挖石方是在改扩建项目中才有的施工工艺，还没有定额等参考依据，经过多次与业主方面进行沟通，2011 年8 月17 日下午，在T2 标项目部，广乐公司、乐昌管理处、总监办及T1、T2 合同段项目部相关人员就扩建段路堑石方开挖（凿岩法）单价确定原则进行商讨，会上就高速公路扩建工程路堑石方开挖由于受营运、交通安全等客观条件的制约，无法采取爆破施工，根据《关于发送广乐高速公路北段技术变更协调会议纪要的函》（粤高路建函【2011】33 号）要求，京珠扩建工程路堑石方开挖采用液压破碎机凿岩方案。依据《施工承包合同》第15.3.2、15.4 款规定，路堑石方开挖（凿岩法）单价进行初次谈判。纪要如下：

凿岩单价分析原则：（1）按凿岩机的市场台班价及实际台班消耗量，分析出凿岩的成本价。（2）按业主控制价预算对比标段合同的下浮率，分析出石方单价中的石方开炸费用。（3）凿岩石方的综合单价=原合同石方开挖单价+凿岩单价-原石方开炸费用。最终凿岩新增单价以上级单位批复为准。会上确定液压破碎锤台班价格为4160 元/台班，实际台班消耗量为50m3。根据以上原则分析出预算单价为125 元/m3。而清单中标价格为26 元/m3，由于中期计量只能按照清单价格计量，导致资金投入较大。

2 水磨钻桩基成孔施工工艺及单价分析

2.1 工法变更原因

我标段桥梁桩基原设计为嵌岩桩，岩层坚硬，根据设计图纸统计，桩基钻孔土层86%为次坚石和坚石，需采用重型大功率冲击钻钻孔施工。由于本项目桥梁为既有桥梁扩建加宽项目，新建桥梁桩基距老桥不足2m，桩基钻孔施工冲击动能和振动势必对老桥结构稳定和安全造成影响。考虑到钻孔对既有桥梁的影响，在设计技术交底时，设计单位明确要求桥梁加宽桩基应采用人工挖孔桩施工，因石质坚硬，挖孔施工必须进行爆破作业，但业主和高速公路管理部门又不允许爆破施工。为解决桩基成孔难题，我单位通过对大量类似工程桩基施工方案的调查比较后，认为采用小型水磨钻机成孔施工工艺能有效控制对既有桥梁结构的影响，且该工艺已在西南部分城区及居民聚居区桩基施工中得到大量应用，施工工艺成熟，施工过程可靠。我单位中标桩基单价是根据招标设计文件，按普通钻孔桩进行报价的。现为保证既有高速公路行车安全和桥梁结构安全，须将普通钻孔桩变更为小型水磨钻机桩基。

2.2 施工工艺

引入的水磨钻型号为LM150 型，功率4kW，钻筒长度60cm，成孔方式为在孔内沿护壁方向连续钻取周边岩芯，贯通后再沿十字中心线连续钻孔，将岩柱切割为4 块，然后将4 块岩体胀裂松动后吊运出孔外。在施工过程中，将施工队伍分成三组，分别进行钻芯、岩石松动、出渣工作，形成流水施工作业。水磨钻施工的优势是成孔规则、不爆破，对孔壁扰动小，对于传统的爆破方式有了很大的提高，同时，大大提高了施工质量，还可以很好的阻止孔壁渗水，确保整个施工过程的安全可靠。但是，受施工空间狭窄的影响，施工进度相对爆破要慢，施工成本相对于人工挖孔、机械钻孔较高。

图1 水磨钻施工图

图2 成孔图

图3 出渣图

2.3 水磨钻桩基成孔施工成本测算

（1）根据现场实际情况测算，陆上嵌岩桩（100cm）桩基，成本价为3708.23 元/m，陆上嵌岩桩（120cm）桩基成本价为4392.94 元/m，利润为7%，税金为3.41%，陆上嵌岩桩（100cm）桩基单价为4949.57 元/m，陆上嵌岩桩（120cm）桩基单价为5879.13 元/m。

（2）编制依据：①《公路工程基本建设项目预算编制办法》（JTGB06-2007）；②《公路工程预算定额》（JTG/T B06-02-2007）；③按投标截止日前的行业规定及发包人控制价所采用的工料机单价和费率编制变更工程预算单价；④按照招标时本合同段中标人的中标价较招标人控制价的下浮率下浮(详见预算资料)。

3 新旧路基拼接加宽

在高速公路扩建项目中，新旧路基拼接也是一项重要的施工工序，是通车后是否影响路基稳定性的关键因素。

3.1 原有路基挖台阶

按照1:0.5 的放坡进行原有路基边坡的开挖，接着挖台阶，深度为80cm，底面向路中心横坡3%，台阶一直挖到跟原来的路面齐平。

3.2 新旧路基结合处铺土工格栅

为了减少新旧路基交接处的沉降差，在路基顶面以下的台阶顶面铺设单项拉伸钢塑土工格栅。

3.3 加强新路基部分填前碾压

（1）旱田段在填前碾压前先填筑40cm 厚碎石土。

（2）水田段先把淤泥挖除后回填碎石土。

（3）填前碾压采用强夯或冲击碾进行冲击压实，压实度不小于90%。

（4）水塘、鱼塘等先进行抛石挤淤，再用碎石土填至水平面上。

4 结语

目前，国内对高速公路改扩建方面定额以及合同范本还不完善，现在改扩建项目都是在套用新建项目的定额、合同范本及技术规范，但在现场实际施工时，新建项目的相关规范并不适合改扩建项目。随着社会的发展，在未来几年中改扩建项目将成为国家建设的重点，从一个侧面体现了交通建设可持续发展的内涵。