山区高速公路项目建设技术管理要点综述

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山区高速公路项目建设技术管理要点综述
摘要:南方山区高速公路具有地形复杂地质多变、雨季周期长、施工难度大等
特点,本文结合工程项目建设实例,从建设单位技术管理角度,对山区高速公路
关键技术管理要点进行综合整理阐述,主要包括前期工作、路基工程、桥梁工程、涵洞工程、隧道工程、路面工程、附属工程等方面,以提高山区高速公路建设管
理水平,同时为其他相似建设项目提供参考。

关键词:山区高速建设单位技术管理要点
广东省粤北山区地形复杂,以山地丘陵为主,河谷盆地分布其中,平原、台地面
积仅约占20%。

本文借助某2018年建成通车高速公路建设项目,结合自身建设
管理实践经验,整理总结山区高速公路项目建设技术管理管控要点,为其他相似
建设项目提供参考。

1项目建设概况
某高速公路整体纵向穿越粤北山区,地形复杂,地质多变,特大桥、大桥79座,隧道14座,桥隧比高达37%,桥隧相连,陡峻峡谷;土石方巨大,高路堑
达200余处,高路堤达150余处;便道施工困难且里程较长,“三集中”场地选取
困难,施工安全风险系数较大;沿线周边多自然保护区古村落,环保要求高。

2开工前工作管控要点
2.1建设单位技术管理人员
⑴建设单位提前制定完善技术管理制度,集中组织技术人员学习,考核奖优
罚劣监督其熟悉技术管理制度。

⑵按专业版块配置路基、路面、桥涵、隧道、房建绿化、机电交安专业工程师,负责技术管理、质量专项检查,各合同段配备标段长负责所辖标段各项管理
工作并配合专业工程师开展工作。

⑶设置专门安全管理部负责施工阶段安全监管工作,监管建设、监理、施工、检测等参建单位的“一岗双责”落实情况,质量与安全不分家,安全为质量护航,
质量为安全保障。

2.2监理、检测、施工单位技术管理人员
针对监理、检测、施工单位技术管理人员,建议设置进场考核门槛,业主统
一组织培训后进行闭卷考试和能力答辩,综合考核不及格的要求项目部更换以确
保在场技术管理人员素质满足工作需求;后期施工过程中可结合阶段重点,不定
期进行考核以保持管理队伍执行力。

2.3施工设计图优化工作
考虑《两阶段施工图纸》设计方案存在差、错、漏、碰等情况。

建议利用临
建工程期间,组织施工、监理单位(必须本项目建设期在场)技术负责人全标段
踏勘后召开《两阶段施工图纸》差、缺、错、漏等问题集中优化讨论会并形成正
式文件;此项工作宜结合设计单位技术交底会同步开展,“两会变一会”,不建议
在未经现场踏勘、未全面核查施工图纸的情况下,盲目召开设计单位技术交底会议。

结合笔者管理经验,设计图纸优化核查重点如下:
⑴优化圆管涵,若核查标段范围内圆管涵工程数量较少,建议取消圆管涵调
整小型预制盖板涵。

⑵优化统一结构形式,分标段统计全线桥梁桩基、墩柱、盖梁、预制梁板、
现浇梁板结构形式,尽量统一结构形式,一便于施工质量技术安全交底管理,二
提高模板周转利用率节省造价,同时提高模板可替换性提高功效(尤其桥标)。

⑶核查明涵护栏预埋钢筋,其端头盖板与混凝土护栏底座位置是否冲突是否
遗留基础预埋钢筋。

⑷核查高填方路基涵洞进、出口坡率是否与相应位置边坡坡率一致,与路基
横断面图一致。

⑸核查在已建高速公路中分带落墩的桥梁,系梁(或承台)标高是否满足已
埋设的通信管线需求。

⑹核查在新建中分带落墩的桥梁墩柱尺寸及防撞措施是否结合中分带宽度及
护栏综合设计考虑,避免外漏影响行车安全。

⑺收费广场前、称重台排水往往遗漏设计或未考虑与周边排水系统顺接,导
致雨水汇集后直接流入车道或导致称重台下积水易致设备失灵。

建议建设单位收
集各板块图纸(土建、路面、房建、机电、交安等),核查交叉作业区域是否存
在设计遗漏或位置冲突或排水系统无法顺接等问题以便提前优化。

⑻核查跨河跨江桥梁主墩桩基位置是否落在水中,而设计按陆上桩基考虑;
⑼注意核查路堑高边坡征地边界是否满足设计施工要求,高填路堤与挖方路
堑衔接位置、桥台耳墙与挖方路基衔接位置是否遗漏锥坡衔接设计。

⑽陡峭边坡承台标高是否埋设过深,导致开挖量较大而形成台前不利陡坡。

2.4土石方调配问题
原设计对土石方调配过于理想,未考虑特长桥梁、(特)长大隧道等隔断影响,难以就近调配,导致线外运距较远,建议设计单位考虑大型结构物的隔断影
响因素考虑调配设计,同时要求施工单位结合现场情况编制合理的施工组织计划。

2.5地方“三改”工程复查
⑴原设计“三改”方案大多与现场不符,无法满足当地村民需求,阻工频繁,
影响路地和谐。

建议清表后,立即组织当地政府、涉事村委(队)、施工单位、
设计单位联合现场踏勘,重新补充完善和修订符合现场实际需求的“三改”方案,
及时完善工作督办表跟进落实(见表1)。

⑵注意核查涵洞(尤其过水涵、通道涵)进出口位置、标高是否与当地原有
沟渠、道路顺接,避免三改工程量。

表1 XX高速公路XX合同段地方“三改”工作督办样表
3路基工程管控要点
3.1排查高液限土质
项目进场清表后,应组织试验室对沿线土源进行全面排查(尤其挖利用土源),掌握土源分布及大致工程量,做好基础收集工作,为后续土石方调配及高
液限土处治方案提供数据支撑。

3.2软基换填
软基换填原设计采用隧道洞渣换填以期到达资源合理利用和控制造价的目的,但实际施工工序证明隧道出渣时间严重滞后于软基换填施工阶段,考虑为路基填
筑提供工作面,需对软基换填材料进行变更调整,导致变更量大费用高。

建议后
续项目设计应结合详细地勘资料、实际施工工序等因素,合理设计软基换填材料。

3.3高填高陡路堤
⑴高填高陡路堤失稳多与基底承载力不足及基底积水有关,首先现场踏勘辅
以“航拍”手段全面排查并记录高填高陡路堤段落实际地形地貌,通过轻型动力触
探结合挖探手段查明基底承载力是否满足设计要求,进而制定合理处治方案。

⑵针对横向陡坡高填高陡路堤,建议低处坡脚设置护脚或挡土墙,以提高路
堤稳定性。

⑶针对小于100m的高填高陡路堤,为有效减少工后沉降,除采用振动压路
机碾压外,建议采用动力固结法(重力强夯)处理,而采用液压强夯或高性能压
路机其补强效果不佳且过程监控困难。

⑷针对山谷“鸡爪”地形容易积水问题,建议沿自然沟底设置大尺寸碎石盲沟
将积水及时排出以降低水位,避免基底软化,提高路堤整体稳定性。

3.4全风化花岗岩砂性土质边坡
⑴全风化花岗岩砂性土质路堤边坡原设计第一级边坡采用三维网植草防护,
工程实践证明即便三维网植草生长茂盛情况下,在路面路缘石未施工前,因降雨
汇集硬路肩范围,砂性土质软化膨胀,在自重作用下出现大面积滑塌。

建议首先
做好临时排水,普通路堤段落第一级边坡采用预制人字形骨架植草防护,针对横
坡较大路堤段落,低侧砂性土路堤边坡建议采用M7.5浆砌片石护坡防护。

⑵全风化花岗岩砂性土质路基,无论填方路基还是挖方路基均可能出现压实
度满足要求而弯沉值检测不合格情况。

根据施工经验,路堤段落可以在最佳含水
量下进行液压强夯补强处治降低弯沉值,而路堑段落通过补强效果不佳建议换填20cm厚的未筛分碎石或置换15cm厚掺2~5%水泥的路基填料处治。

⑶风化岩填料高路堤段落,普通绿化防护难以成活,导致施工过程边坡受雨
水冲毁坍塌情况频发,建议针对此类高边坡采用黏土包边处理,极易塌方区域采
用M7.5浆砌片石护坡,绿化考虑开天窗种植灌木。

⑷全风化花岗岩路堑边坡不易失稳,但极易被冲刷成梳齿状深沟,建议施工
过程中及时施工平台截水沟,施工平台设置成内倾状,平台边缘采用5cm高度预
制拦水条,拦水条与平台截水沟外边缘之间8cm厚砂浆硬化。

3.5煤系地层路堑边坡
煤系地层路堑边坡,无论高路堑还是一般路堑边坡都极易失稳,采用普通人
字形骨架+植草、锚杆格梁+植草、锚索格梁+植草防护效果均不理想。

⑴具备卸载放缓条件的(如反坡路堑、二级以下路堑),建议首先考虑放缓
边坡卸载处理,将高路堑变更为一般路堑,并设置超宽平台;考虑此方案将涉及
征地面积较大情况,可以考虑卸载后边坡堑顶截水沟以内范围纳入红线征地,其
他区域只补不征,覆盖清表种植土(提前规划存储)并移交地方恢复原貌,此即
可解决煤系地层高路堑失稳问题,又不至于破坏环境且增加土地种植面积。

⑵若不具备放缓边坡条件的(如仰坡路堑、征地困难),建议坡面、平台、
坡脚采用竖向钢花管注浆加固,同时坡脚竖向钢花管顶部设置护脚墙,护腰固脚,同时完善堑顶截水措施,避免雨水自坡顶渗入造成边坡内部煤系岩软化滑塌。

3.6水位较高路堑挖方路基
粤北山区部分挖方路基水位较高易导致路基底部渗水软化,建议挖方路基根
据渗水范围设置纵、横向碎石盲沟以降低水位,避免路槽长期浸泡,导致路基下
沉路面开裂。

3.7重视路堑非典型断面防护
⑴原设计路堑高边坡仅对最高点段落进行强防护处治,结合实际工程情况,
部分页岩、炭质泥岩等不良地质边坡常常在端部两侧次坡区域而非最高点段落出
现滑塌,建议设计应根据边坡岩性适当加长不良地质路堑边坡的强防护范围。

⑵路堑边坡格梁底部建议增设护角以加强格梁整体稳定性。

⑶针对不良地质顺层岩质边坡及含岩土交界滑动面的边坡应高度关注加强防
护。

3.8提前启动小型构件预制
边坡开挖要求“开挖一级、防护一级”,但往往因为小型预制构件施工滞后,
导致边坡防护不及时,雨季极易造成边坡病害。

建议施工单位进场后提前启动小
型构件预制工作,根据工程量分布情况,利用三集中场地沿线提前存储,边坡开
挖或填筑后及时进行防护、永临排水。

3.9超高重力式挡墙基础优化
因地形需要设置高度≥6m的重力式挡墙的,建议结合实际地形将基础设计成
台阶式扩大基础,既便于施工且降低造价,但基础须进行配筋设计。

3.10锚杆、锚索施工质量监控
锚杆框架梁、锚索框架梁作为地质欠佳边坡的主要防护形式之一,锚索长度、注浆饱满度、张拉质量、预应力损失等直接影响边坡稳定性,此隐蔽工程建议委
托第三方施工过程中随机进行锚杆锚索无损检测。

3.11桥梁范围路堑
桥梁范围内部分路堑边坡容易遗漏开挖和防护设计,亦易遗漏桥梁梁底检修
通道边坡开挖工程量。

建议针对桥梁范围二级(含)以上路堑边坡进行稳定性验算,以确保边坡加固措施安全可靠,避免危及桥梁结构安全。

3.12边沟、排水沟及人字形骨架工艺优化
原设计边沟、排水沟及人字形骨架采用浆砌材料,而实际施工过程中砂浆质量、座浆饱满度、石块尺寸、铺砌厚度等均难以控制,往往导致验收不合格,建
议采用适合运输尺寸易于搬运带楔口的“空心”预制块。

3.13路基排水永临结合
⑴南方施工雨季时间长且降雨量大,路堤边坡冲毁时有发生(尤其砂性土质
边坡),不仅造成经济损失,修复困难且质量难以保障。

建议路基填筑过程与边
坡急流槽(含踏步式急流槽)同步施工,在路基边缘设置可重复利用的预制件作
为拦水梗(可提前预制路面拦水缘石),拦截后在急流槽(含踏步式急流槽)位
置开口将汇水引排至坡脚线外自然水系。

待土建路基标高填筑到设计标高后,在
路基边缘利用土路肩范围设置拦水梗并采用砂浆抹面,以防止雨水下渗冲刷边坡。

⑵因粤北山区山体汇水量较大,建议结合实际情况,适当加大加密急流槽
(含踏步式急流槽)的结构尺寸及拦水肋条的高度,避免因断面过小导致汇水外
溅掏空急流槽进而冲毁边坡。

⑶边沟下渗沟侧壁应采用渗水土工布,底部及边沟30cm应采用防水土工布,以利于路基及边坡渗水进入渗沟快速排出。

3.14填平区征地类别及排水方案
⑴考虑到填平区属于线外工程,建议按只补不征处理,填平后移交地方复垦。

⑵要求施工单位填平区与主线路基尽量同步施工,不良地质路段主线碎石盲
沟应穿过填平区作为排水通道,以避免路基积水无法排出。

3.15重视取(弃)土场施工
⑴随着水保环保要求越来越严格,应高度重视取(弃)土场挡渣墙、排水及
绿化工程,建议针对高度大于20m的取(弃)土场或弃土(渣)方量大于50万
m3的弃土(渣)场进行稳定性评估。

⑵针对起到主线高填路堤反压作用的弃土(渣)场,边坡稳定性分析应考虑
沿冲沟方向最不利断面进行加密测量。

⑶弃土(渣)场宜就近设置,但严禁施工单位将弃土(渣)场设置在桥位附
近及山谷上游,以免弃土(渣)造成侧压或弃土滑塌影响桥梁桩基或墩柱结构安全。

4桥梁工程管控要点
4.1斜坡地段桥梁桩基3D要求
设计规范要求位于山区斜坡地段的桩基有效桩长应从桩顶侧向土体厚度不小
于3D(桩径)作为桩顶有效桩长起算界面(见图1),在施工过程中,受山高密
林等影响,清表后实测地面线往往与设计不符,加之施工便道及平台开挖等综合
影响,普遍存在因桩基3D要求终孔时桩基终孔标高降低,桩长增加,导致已按
原设计绑扎钢筋笼返工处理。

建议加强桩基作业平台施工监管,不得随意开挖,
在桩基开挖钢护筒埋设后,监理单位组织测量监理工程师、施工单位测量人员及
时复测位于斜坡地段实际横断面地形图,经业主代表审核后提交设计单位,由设
计单位提前给出准确桩底标高,以有效避免钢筋笼返工,提高工效,降低成本。

图1斜坡地段有效桩长起算3D要求示意图
4.2特殊桥位桩基施工
⑴针对特殊涌水桥位桩基建议一桩一探,并提供地下水、暗河位置走向等资料,当桩身侧壁出现集中涌水,建议采用钢护筒跟进处理;当桩底出现集中涌水,建议采用原桩位作为泄水桩,变更桩基扁担梁处理。

⑵针对岩溶桥位桩基建议一桩一探,配合CT、管波、EH4等勘察手段明确岩
溶发育情况确定桩基类型,特殊溶洞(单洞长度大于8m或串珠状溶洞总长度大
于16m)应组织专家召开方案评审会确定合理处治方案。

不建议直接进行简单注
浆处治,可能导致处治费用极高。

⑶针对跨域既有高速公路的岩溶区域桥梁,为避免桩基施工对既有营运高速
地基稳定影响建议采用钢混叠合梁直接跨越。

⑷针对横向陡坡半桥半路段落,路肩墙襟边宽度安全范围内严禁开挖便道;
有条件的项目建议采用全桥方案,以避免挡墙失稳风险。

⑸针对位于陡坡路段桩基,应考虑开挖施工作业平台对原有地貌破坏和山体
扰动影响,设计单位应考虑对陡坡桩基的边坡防护工程量;位于国道、省道及景
区等视觉美观要求的道路陡坡桩基,除考虑防护工程外,还需考虑适合地形的绿
化防护方案。

⑹针对位于江河(尤其航道)桥位桩基,应与相关部门沟通,在满足通航、
排洪等要求下,尽量提高承台或系梁设计标高以确保施工安全。

4.3水上钻孔灌注桩钻渣处理
由于水上钻孔桩施工平台空间有限,设置常规泥浆循环池和沉淀池较为困难,建议由项目统一规划采用泥浆钻渣分离循环过滤钢箱,设备尺寸根据桩基尺寸而定,其具备体积小、成本低、重复利用等特点。

4.4重视墩柱垂直度控制
交竣工检测验收对桥梁垂直度检测要求较高,一旦不满足规范要求则整改困难,建议施工过程严控桥梁墩柱垂直度,根据施工经验,高墩柱因多方重点管控
垂直度控制较为理想,反而矮墩柱因高度较低往往被忽视,容易造成垂直度超差
问题。

4.5山区高速钢筋笼运输
山区高速公路多位于深山沟壑中,施工便道多盘山而绕,对于钢筋笼半成品
运输制约较大,按设计尺寸运输难以确保到场半成品质量。

建议设计单位结合实
际情况设计6m节段钢筋笼图纸,加强箍间距适当加密。

4.6盖梁施工卸架装置
盖梁卸架装置较为常用机械千斤顶、砂漏等方式,而机械千斤顶抗倾覆差,
砂漏遇水易固结难以掏出等问题,建议采用“四瓣”组合钢楔块,配合对拉精轧螺
纹钢,具有安全易拆卸,可重复利用、抗倾覆等特点(见图2)。

4.7预制梁场技术管控要点
⑴预制梁箱混凝土浇筑过程中易出现内模上浮,影响顶板厚度、净保护层等
设计参数精度,根据施工经验,建议采用φ22以上精轧螺纹钢制成钢凳,采用槽
钢或工字钢焊接成压杆,压住钢凳,压杆两端安装可调节螺旋杆件,5m/道,可
有效解决内模上浮问题(见图3)。

图4翼缘板“止浆带”图5液压自行走外模
4.9桥面系管控要点
⑴线性设计时曲线横坡变坡点尽量不要设置在桥面范围,否则施工难度大且
易导致排水不畅,路面积水。

⑵核查匝道桥梁现浇箱梁波纹管与钢筋是否冲突问题,如横梁钢筋与预应力
钢绞线锚具、纵向钢筋起弯位置与纵向预应力钢绞线等。

⑶纵坡较大路段桥梁,建议提前核查梁板架设与台背位置坐标是否存在冲突,过程严控桥台台背缝隙预留宽度,避免梁体架设时与桥台台背墙冲突。

⑷匝道桥搭板及埋板,其宽度与桥面净宽保持一致,而匝道桥往往转弯半径小,弧度大,导致搭板埋板与两侧路缘石安装线型顺接不上,需要补充边部混凝
土或一侧路缘石安装在搭板上。

建议针对匝道桥,提前放样,搭板与埋板按放样
浇筑。

⑸现浇梁顶往往未设置整体化层,导致桥面标高、平整度控制不理想,建议
考虑增加现浇梁桥面整体化层。

⑹小曲线半径桥梁基础坐标建议由设计单位给出具体外移值,否则施工单位
自行计算数据存在争议,影响梁板预制及架设精度,可能导致梁板局部位置冲突。

4.10混凝土护栏控制
⑴交竣工验收检测对混凝土护栏外露高度要求较为严格,中华人民共和国行
业标准《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG F80/1-2017)规定护栏断面高度允许偏差±10mm。

受桥梁线型(尤其弯桥)、工艺误差、安装误差、整体化层施工误差、路面
摊铺误差等影响,容易导致护栏外露高度无法满足规范要求。

结合管理经验,建
议后须高速公路桥梁混凝土护栏高度在满足设计标准高度前提下,适当加高
2~3cm(一般情况下,要求护栏高度不得低于设计高度)以抵消施工累加误差影响,确保路面摊铺后护栏高度不低于设计高度,但对于桥标而已,可能会增加部
分费用,建议招标文件中予以适当考虑。

⑵整体式匝道桥内侧护栏按通用图设计实际因护栏间隙不足无法施工,建议
设计成整体式匝道桥内侧中央宽护栏。

⑶中央分隔带落墩的桥梁,注意完善中央分隔带与桥梁墩柱之间护栏衔接设计。

4.11重视桥下覆绿工作
“绿色公路”已成为全国高速公路建设追求目标,若梁板架设后再要求施工单
位进行绿化,受桥下水源、遮阴等因素影响,绿化效果很难实现。

建议在桥梁墩
柱完成后,盖梁施工或梁板架设前,提前调查本地喜阴植被(高大乔木除外),
利用雨季有利条件,提前进行桥下覆绿工作。

5涵洞工程管控要点
5.1山区高填路堤涵洞基地处置
考虑工程造价及涵洞结构安全,部分山区高速高填路堤大多将通道涵标高提高,涵洞基础位于填方路堤中,往往因涵洞基底处理不当导致涵洞不均匀沉降,涵洞墙体开裂等病害。

建议此类涵洞基础换填透水材料夯实处理(渗水严重路段可兼做小型盲沟作为渗水通道),将分离式基础变更为整体式基础,涵洞基础严禁位于半填半挖地段,涵洞基础加强配筋,涵洞墙身适当配筋,不建议采用素混凝土。

5.2台前沉降预埋
⑴涵台前常发生“跳车”病害,建议在涵洞基底、台背预留注浆孔,后期发生
不均为沉降可以进行高压劈裂注浆加固处理;具备条件的项目,施工阶段可直接进行台前路基注浆加固。

⑵建议明涵墙后设置牛腿及搭板以有效减少营运台后路基沉降导致台前“跳车”问题。

5.3涵洞洞口红线征地不足问题
位于填挖交界处涵洞,涵洞基坑开挖致降低坡脚高程,坡脚线外延导致原红线征地不足,建议设计单位应结合实际地形适度考虑此问题。

5.4排水沟通过人行(兼排水)涵洞设置
排水沟与人行(兼排水)涵洞交叉位置多存在设计盲点,排水沟在涵洞口处断开,只有一侧能够与涵洞内排水沟顺接,建议设计考虑提前在涵洞洞口铺砌下方预埋过水管涵。

5.5通道涵设置应考虑地方需求
进场清表后结合“三改”实勘工作,针对地方原有大型车辆通行道路横穿新建
高速的,应与地方进行充分沟通,实地勘察研究设置大型通道涵的必要性,与地方签署确认“三改”方案协议后再组织设计施工,避免各方意见不同导致的不必要的返工。

6隧道工程管控要点
6.1隧道洞门明暗洞桩号再确定
山区高速隧道洞口多位于山涧陡坡且被密林覆盖,导致设计阶段仰坡地面线测量精度不足,若按原设计施工容易出现过多削切山体现象;建议清表后对仰坡进行加密复测,适当调整明洞交界桩号,减少山体开挖及原有环境的破坏。

6.2隧道洞门端墙
⑴隧道洞门施工因工作面要求不可避免需增大开挖范围,导致端墙基础施工须进行回填处理,建议对在隧道洞门端墙基础注浆加固处理。

⑵隧道洞门端墙混凝土属于大体积混凝土结构,原设计无配筋,结合实际经验,端墙基础一旦出现不均匀沉降,无配筋端墙极易出现贯通竖向裂缝,墙后积水外渗,影响结构美观,建议后续设计对端墙混凝土增加防裂配筋设计。

6.3隧道车行横洞
隧道车行横洞不建议与隧道正洞洞身纵向垂直设置,不利于大型车辆转弯及疏导交通。

6.4隧道斜井
特长隧道若采用斜井进洞,因其断面小,施工空间不足,往往影响进度,为安全快速施工斜井,建议斜井内每隔150m设置加宽段,以提供施工车辆错车、。

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