山区高速公路初期施工技术分析
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作者: 姓立斌 赵海权
在山区修建高速公路是改变山区落后面貌造福于民的工程,但是高速公路的修建必然要改变山区原有的自然环境和质态环境,其较之于平原地区高速公路建设尤甚。因而在工程建设之初就要对山区高速公路建设地质、山区高速公路的质量控制做好探讨和规划。否则必然会引发一系列包括水土流失在内的环境问题,严重的将引发环境灾害,如滑坡、崩塌、泥石流等等,给当地造成巨大的人员伤亡和财产损失。这样就违背了建设的初衷,这在只重建设不顾环保的过去时有发生、教训极为惨痛。要预防和防治这些问题的发生必须根据工程的特点在建设之初预见到工程建设可能引发的环境问题,在工程设计施工中采取有效措施加以预防,把山区高速公路真正建成绿色之路、环保之跌、福民之路。
一、山区高速公路的工程技术特点
1、地形起伏大,高填深挖地段多。
2、地质、水文、气候条件复杂,地质灾害多发。
3、弯、坡、斜桥和高架桥梁众多,长大隧道明显增多。
4、防护工程数量大,型式多,高边坡防护需要综合采用多项防护技术。
5、公路长、大纵坡较多,平面半径偏小,整体线形指标较低。
6、环保问题突出。
二、山区高速公路施工地质要求
山区要建设一条兼顾交通、环保、生态等方面要求的高标准的山区高速公路,应该重视和加强地质工作。地质工作应贯穿于设计、施工和运营的全过程。对地质现象和规律的认识(岩土工程勘察工作)是由面到线、由线到点、由表及里、由粗到细、由宏观到微观,逐步深入的,根据不同阶段应采取不同的方法和手段。
1勘察设计阶段
地质条件是客观存在的,山区高速公路在自然地质环境中穿行,并对地质环境进行改造,应该认识地质规律,尊重地质规律,在设计中充分考虑地质因素,遵循地质原则,从源头上尽量减少山区高速公路对自然环境的破坏,并且为施工和运营提供良好的条件。
2贯彻地质选线的原则
山区公路地质选线主要受到地形和不良地质现象的制约,主要的不良地质现象有滑坡、泥石流、岩崩、岩溶、岩堆(坡积层)、软弱土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土、水害、采空区以及强震区(高地应力)等。本阶段应尽可能详细地收集区域构造地质、岩石地层、水文地质、工程地质、地震地质、环境地质等方面的资料,利用遥感资料(卫片和航片),编制中比例尺(1:5万或1:10万)工程地质图和地质灾害(不良地质现象)分布图,图上标注大的地质构造(主要是断层)、重大的地质病害体,分析区域性的地质灾害发生条件,进行初步的地质灾害评估,配合路线方案设计,进行必要的现场踏勘和重点路段的调查,反复对比,优选出工程地质条件最好、地质灾害最少、工程建设对地质环境的不利影响最小的路线走廊带,真正贯彻地质选线的原则。
3施工图设计阶段――详查工点地质条件
通过初步设计阶段的各种地质工作,已经基本查明路沿线的地质条件,但是工作深度和广度还不够。本阶段应详查工点地质(桥位、隧道、深路堑、高填路堤、陡坡路堤、支挡构造物),进行重要工点1:2000地质测绘。采用调查、测绘、槽探、坑探、钻探、物探等综合勘察手段。查明场地岩土体组成、性质、分布以及风化层、不良地质、特殊性岩土等工程地质条件在路线纵横方向的变化。
4 施工阶段――遵循信息化施工、补充勘察、动态设计原则
由于地质条件的复杂性和勘察周期的制约,有些复杂场地(岩溶、破碎带、岩性纵横向差异大的地区)或地形困难场地(陡坡、鱼塘等)在设计阶段难以布置充分的勘察工作量,无法查清场地详细工程地质条件。在施工期间,可以进行补充勘察,如对岩溶发育区或岩性差异大的场地逐桩钻探,对原进场困难场地通过施工便道进场钻探。施工中发现新的地质问题也要补充勘察。应该把施工期间的勘察工作视作设计期间勘察工作的重要补充。
三、山区高速公路的质量控制
1、高填路堤的质量控制
控制高填路堤的施工质量主要是确保高路堤的稳定性。高路堤稳定性的影响因素主要有:路基填料、边坡坡度、地基性质和水文状况,所以在高路堤填筑时采取的主要质量控制措施为:(1)设计时,应对高路堤进行稳定性验算;(2)高路堤填筑前仔细进行工程地质勘察,彻底处理下卧层确保地质承载能力;(3)通过试验检测选择适宜的路基填料;(4)严格执行路基施工规范,加强对密实度的控制与检测;(5)加强对高路堤的沉降观测与监控;(6)加强高边坡的超前防护。
2、桥梁施工的质量控制
除了传统的质量控制外,对桥梁特别是大型桥梁采取施工控制措施。桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键措施之一,也是桥梁建设的安全保证。大型桥梁施工控制是一个施工→量测→判别→修正→预报→施工的循环过程,施工控制的最基本要求是确保施工中结构物的安全,其次必须保证结构物的外形和内力状态符合设计要求。影响桥梁施工控制的因素主要有结构参数、施工工艺、施工监测、结构分析计算模型、温度变化、材料收缩与徐变、施工管理等,所以,必须建立完善、有效的控制系统才能达到预期的控制目标。
3、公路隧道的质量控制
根据公路隧道建设的实践,应将隧道开挖及初期支护质量、隧道防排水施工质量、隧道施工监控测量作为主要质量控制目标,公路隧道的质量控制必须重视以下几个关键问题。
(1)严格实施信息化施工。
公路长大隧道主要按新奥法设计与施工,新奥法是一种现代先进设计与施工一体化方法,基本特征是采用现场监控、量测信息来确认和修正预设计的依据,并对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序、初期支护参数等进行合理调整
(2)加强隧道地质勘察,超前预报水文地质情况。
为减少隧道施工的盲目性和事故发生率,保证隧道工程施工的顺利进行,应对开挖工作面前方一定距离工程、水文地质条件进行验证,及时超前预报,有的放矢地采取应对措施。预报内容是尽可能采取各种手段探明前方可能出现的坍塌、冒顶、涌水、溶洞、断层、瓦斯等地质灾害,并分析其对工程施工的影响程度。
(3)安全生产,制定险情预案。
隧道是具有一定危险性的地下工程,必须建立健全一系列安全生产管理制度和组织管理体系,层层检查落实,每个生产环节都要严格遵守国家和行业有关的安全生产法律、法规、标准和规范,确保人员和工程安全。
(4)综合治水。
隧道病害大多与水有关,隧道施工中防水、治水直接关系到工程质量和隧道的运营安全。公路隧道防排水是一项系统工程,总体上应遵循“以排为主,防、排、截、堵相结合”的综合治理原则,对地表水、地下水妥善防治。
四、山区高速公路的质量监督措施
1、加强质量保证体系的监督
这里所说的质量保证体系,实质上就是质量保证体系与行为和意识的统一,与合同履约的统一。在工程合同中,对业主、监理工程师、承包商在工程质量上的权利和义务予以了非常明确的规定。质量行为的检查,就是对这些承诺的核实。行为的规范,是质量保证的基本要素。
2、加强山区高速公路重点和难点的质量监督
山区高速公路具有鲜明的特点,相应地我站把这些工程技术难点作为质量监督工作的重点。在路基工程方面,注意了高填深切等关键部位的质量控制;长大隧道工程方面主要抓了开挖、防水、支护工程的质量控制;桥梁工程着重在预应力、混凝土、钢筋工程及桩基、地基承载力的质量控制,抓了不同结构的加载程序;对高边坡防护着重注意了超前的意识;在环境保护方面引进了环境工程监理。
3、加强质量检测监测工作
试验检测工作是工程质量管理中的一项重要内容,它不仅是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的重要手段,而且也是指导施工、控制工程质量的重要技术保证。因此,质量监督工作应有先进、科学的检测手段,才能保证其权威性、公正性和科学性。
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