高速公路扩容建设主线纵坡降坡施工技术

刘水康

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川 成都 610091)

0 引言

近年来，随着社会经济的发展，越来越多的高速公路自建成通车后由于交通量一直保持高速增长，已难以满足高速公路运输大通道的功能要求，为缓解高速公路交通压力，提高高速公路整体通行能力和服务水平，许多既有高速公路亟待进行扩容建设，以适应区域经济社会发展和交通量增长需要。在对既有高速公路采取原路加宽进行扩容改造的建设过程中，往往由于既有高速公路主线纵坡局部不能满足现行路线规范要求，需要对其局部主线纵坡进行降坡改造。

根据设计方案，成乐高速扩容项目乐山段采用原路两侧加宽的方案，将现有双向四车道高速公路加宽至双向八车道。成乐高速K97+800～K100+940段既有路段属于长下坡路段，现纵坡采用“(-3%/870 m)+(-3.9%/839 m)+(-2.85%/561 m)”组合，纵坡坡长、缓坡坡度不能满足现行路线规范要求，为事故多发段，堪称“魔鬼”路段。设计方案拟通过此次扩容建设进行纵坡降坡调整，设计方案调整为采用“(-3.55%/890 m)+(-2.5%/480 m)”的纵坡组合。由于高速公路不能进行长期断道施工，必须采取“边施工，边通车，边收费”的建设方式，采取何种降坡施工方法是一个较大的技术难点。

1 重点、难点分析及解决思路

1.1 重点和难点

根据现场实际情况及施工特点分析，该段纵向降坡的主要重点有：确保既有成乐高速主线交通放行；确保交通转换后原有路基边坡稳定，不滑坡、不坍塌；确保施工期间对交通无重大影响，无主观责任的较大安全事故发生；确保高边坡开挖期间，无落石、飞石对行车的责任安全事故发生。该段纵向降坡主要有以下难点。

1)纵向降坡里程长，施工长度达到1 900 m。

2)纵向降坡开挖高差大，最深开挖断面达到6.2 m。

3)保通既有成乐高速车流量大，施工行车干扰大，且多以重载货车为主。

4)地质情况不理想，该段主要以冰水堆积层为主，全部为外弃工程量。

5)交通导改次数多，完成该段总计需要进行3次交通导改。

6)施工工期短，为减少对既有高速通行的影响，须在短时间内完成施工任务。

7)降坡开挖后在路堑段形成的路槽，易形成积水区，路基施工难度增加。

8)受行车动荷载及路基静载影响，成乐向路基路槽有滑坡、塌方、坍塌的重大安全隐患。因此必须采取可靠临时措施确保边坡稳定安全。

1.2 解决思路

本段纵向降坡路段既有路宽度为25 m、双向4车道通行路段，拟通过此次路基双侧拼宽扩容建设后达到宽度41 m、双向8车道通行，施工原则为“保安全，保畅通，边通行，边施工”，施工过程中不影响既有路的运行，不降低既有路的通行标准。通过以上分析，结合以上实际情况及相关设计要求，拟采用“一侧先扩宽，中央临时支护，半幅降坡半幅通车，转换通行”的思路和方法进行路基扩宽和降坡施工，既能满足安全通行要求，将对车辆通行的影响降至最低，又能最大限度地确保施工能够正常进行。

2 采取的措施及施工方法

2.1 采取的主要措施

为确保施工能够正常进行，考虑到施工安全和正常施工工序，并为满足“边施工，边通车，边收费”的建设方式要求，采取了以下措施。

1)主动向社会媒介发布交通转换信息公告，及时、有效地与成乐运营管理公司、路政执法、高速交警等部门进行沟通协调。

2)保持既有路的双向4车道通行条件，先期施工成乐向路基拼宽作业，维持既有路交通流现状。

3)将成乐向单侧拼宽路基达到双向4车道宽度，确保每条车道宽度不小于3.75 m，靠设计道路中线侧设置新泽西护栏，对向车道中间及外侧车道采取“水马”或新泽西护栏隔离。

4)将交通导改至成乐向半幅通行，采取半幅通行，另外半幅降坡的施工方式进行半幅降坡施工。

5)路基中线边坡采取1:0.3放坡，开挖边坡高度大于2 m临空面采取施打壁厚6 mm、直径140 mm的钢管桩的方式进行临时加固，钢管桩间距50 cm，锚深3 m；所有坡面均采用5 cm厚C20混凝土喷浆做坡面防护，确保边坡稳定。高速公路均已对其载货汽车实行重量超限限制，无超载、超重车辆，且坡顶设置3 m宽硬路肩，车辆不对边坡顶面施加过载应力，确保边坡稳定。

6)乐成向进行路基降坡施工，施工期间，须在施工段落设置区间测速以降低另外半幅车辆行驶速度。开挖完成后形成路槽，路基施工按设计要求设置向外横坡。该段降坡须尽量避开雨季施工，同时为避免成乐向既有路面汇水流入已开挖路槽，在边坡顶面纵向设置30 cm高的挡水埂。

7)乐成向铺筑临时路面，将交通导改至乐成向半幅通行，成乐向进行降坡施工。

8)全断面降坡施工完成，永久性路面施工完成后双向开放交通。

9)针对此段降坡施工，须编制专项《交通组织方案》以确保施工及交通安全。

2.2 施工步骤

①维持既有路通车现状。②实施成乐向路基扩容施工，施工至既有高速高程，铺筑临时路面(水稳和沥青路面)，达到单幅双向4车道通行条件。③第一次交通导改，开放成乐向单幅双(单)向4车道通行(关闭乐成向道路)。④对成乐向靠中心线侧施打钢管桩做临时支护。⑤实施乐成向路基扩容施工，施工至设计路基高程，铺筑永久性路面(设计水稳和沥青路面)达到单幅双向4车道通行条件。⑥第二次交通导改，开放乐成向单幅双(单)向4车道通行(关闭成乐向道路)。⑦实施第二次成乐向路基扩容施工，施工至设计路基高程，铺筑永久性路面。⑧双向开放交通。

2.3 施工方法

第一阶段：实施成乐向路基拼宽开挖施工，为防止高边坡开挖落石，在成乐向边坡垂直高度7 m处设置4 m高加密被动防护网，可有效兜住落石(见图1)。路堑段拼宽侧路基施工，按设计宽度开挖至与既有成乐高速高度一致，使宽度满足单幅双向4车道通行条件；路堤段拼宽侧路基施工，采用挖掘机配合推土机进行清除30 cm表土，原路堤边坡清坡30 cm，挖掘机清理原路基防护及边坡表土，并开挖台阶(第一级台阶宽1.5 m，第一级以上各级台阶宽1.0 m，高1.2 m)，推除的表土集中堆放，由自卸车运至指定的弃土场，作为后期绿化用土；用压路机碾压密实，密实度不小于90%，检测合格后进行正常的路堤填筑施工。对于宽度不满足单幅双向4车道通行的路堤段，增加临时用地，路基加宽填筑，使路面宽度满足单幅双向4车道通行条件。新建路基临时加宽路面铺筑10.7 m车道，结构形式为：30 cm 4%水稳层+8 cm ATB-25沥青面层(见图2、图3)。此阶段施工工期约60 d。

图1 挖方段半幅4车道临时通行施工前示意图

图2 挖方段半幅4车道临时通行施工后示意图

图3 路堤段半幅4车道临时通行施工示意图

第二阶段：进行第一次交通导改，成乐向单幅双向4车道通行，外侧设置新泽西，双向通行中央隔离带采用新泽西+防撞沙桶防护，中线设置新泽西防护。交通导改至成乐向后，实施乐成向单幅路基降坡施工，中线侧边坡坡比按1:0.3放坡开挖，为确保行车安全及边坡稳定性，在开挖边坡高度大于2 m的段落坡顶处实施钢管桩支护施工，防护深度按边坡高度+3 m锚深，间距按0.5 m设置，在边坡开挖完成后及时采用5 cm厚C20混凝土喷浆做坡面防护，保证边坡的稳定性，不受雨水侵蚀。乐成向拼宽降坡施工边坡开挖、路基高程、排水、结构层施工均按设计要求实施，使其具备单幅双向4车道通行宽度(见图4)。此阶段施工工期约75 d。

图4 第一次交通导改后半幅施工示意图

第三阶段：进行第二次交通导改，将车流导改至乐成向，单幅双向4车道通行(见图5)。进行第二次成乐向单幅路基拼宽降坡施工，挖除成乐向原有路及临时加宽路基后，开挖施工至设计高程，并施工该区域内涵洞工程及路基、路面永久性工程。最后完成降坡施工，清理现场，开放双向正常通行(见图6)。此阶段施工工期约75 d。

图5 第二次交通导改后半幅施工示意图

图6 完成拼宽降坡施工，开放该段双向交通

3 结语

按照“一侧先扩宽，中央临时支护，半幅降坡半幅通车，转换通行”施工方案组织降坡段施工，成乐高速乐山降坡段顺利实施了扩容工程建设，工程施工期间未因改扩建施工发生任何重特大交通事故，施工安全、质量和工期也得到了有效保障。以上相关施工及建设经验值得在后期类似工程中进行推广。