1208期 第1107期 本期开刊时间: 2012-09-04 星期二
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为建设精品工程强筋壮骨
----------榆绥高速公路优化设计扫描      
新闻作者:记者 安立广 通讯员 吕 凡
    在工程建设中,也许稍微的留心,减少的就是永久的遗憾;仔细的斟酌,带来的是质量、进度的保证;反复的对比,能显著地降低工程的造价;微小的变化会产生出其不意的效果。
 
    起于毛乌素沙漠边缘、穿越黄土梁峁沟壑和无定河河谷,所经区域地质状况复杂,施工环境恶劣;9次跨越无定河、11次上跨(下穿)包西铁路,5次跨国(省)道和高速公路,桥梁、隧道数量多……这就是建设中的榆林至绥德高速公路的基本情况。
    要在这样的现实条件下将榆绥高速公路建设成为一项精品工程,对建设管理者而言是没有退路的挑战,消除这些“拦路虎”成为建设者们必须面对的实实在在的难题。从2009年6月全体参建人员进驻工地现场开始,榆绥高速公路建设管理处的工程技术人员就从路基、桥隧、路面等分项工程优化设计入手,坚持动态设计理念,严格落实省厅关于“设计三阶段核查”的有关要求,在施工过程中,定期、不定期邀请相关专家实地指导施工,组织工程技术人员、设计人员联合办公,从降低成本、强化质量、惠及民众、安全环保等方面全面进行优化设计,有效地控制了工程投资,提升了建设品质,保证了工程建设的有序推进。
 
路基――强基固本
    榆绥项目地处陕北毛乌素沙漠与黄土高原的过渡地带,分别经过沙漠区、黄土梁峁沟壑区和河谷区三个地貌单元。路基填料的选用直接关系着整个榆绥高速公路的质量、进度和成本控制。主线80公里的路基工程根据沿线的实际情况,设计填料有风积沙、素土以及隧道弃渣三种主要类型。沙漠区主要集中在前30公里,直接选用风积沙作为路基填料,因地制宜、成本低廉;台背回填采用水坠风积沙工艺,质量可靠。黄土沟壑路段路基填料原设计为素土填筑,施工过程中根据全线填土CBR值强度不足的现状,按照专家意见,将原设计的素土填料优化为3%石灰改良土,有效地提高了路基填料的强度。结合部分河谷路段盛产砂砾的特点,在不显著增加工程造价的基础上,将部分路段的路基和路床填料优化为了砂砾,加快了施工进度,保证了工程质量。
    在特殊路基处理方面,榆绥项目按照先试验、再总结,进而推广的步骤因地制宜的对全线各不良地质路段的地基处理方案进行优化,保证了工程质量和处理效果,最大限度地降低了工程造价。全线沿河路基多为盐渍土和软地基,原设计为挖除地表下50厘米盐渍土换填碎石+100厘米碎石隔断层。施工过程中,针对地下水位较高,土基湿软,呈软塑状,大型机械无法进入场地作业的实际,经现场多次试验,将处理方案调整为手摆片石100厘米,用22吨的振动压路机碾压挤淤,待路基稳定后,其上设置50厘米的碎石隔断层,路基成型后采取堆载预压的施工措施,该优化方案不仅降低了工程造价,而且提高了处治效果,得到了专家的肯定。
    榆绥项目进场后,按照省厅相关文件精神,对全线的高填方路基进行了逐段落核查,为避免高填方路基引起的沉降,根据专家意见将填高超过20米的K48+710~770段路基优化为7×20米预应力砼连续箱梁,使全线的路基填土高度均不超过20米。原设计K67+154.7上盐湾高架桥与K68+090无定河大桥之间路基填筑长度为267.8米。该路段为盐渍土地基,设计方案为原地面采用换填150厘米碎石进行处理,路基填筑高度6-8米。因该段路基填料须跨210国道进行远距离调运,国道车流量严重饱和、经常拥堵,造成土方调运困难,存在安全隐患。经过技术、经济比较,将此段路基优化为桥梁,即K67+154.7上盐湾高架桥与K68+090无定河大桥合并为无定河高架桥,在不显著增加工程造价的前提下,消除了质量和安全隐患。
 
桥隧――消除隐患
    榆绥项目主线桥梁全长28公里,箱梁、T梁、板梁、现浇、钢构等各种常见形式均有分布。在桥梁工程优化中,榆绥项目不仅重视桥型及上部跨径、组合形式的优化,为了保障今后的运营安全,还重点对桥梁的下部结构、岸坡防护,桥头防排水等容易产生桥梁病害的部位重点进行设计核查。例如K34+757蔡家沟大桥,该桥位处冲沟深且坡面陡,中间为水库,设计在该处采用40米箱梁进行跨越,下部为40米高薄壁空心墩。两侧坡面因岩石风化和水流冲刷滑塌严重,4#、5#墩桩基外露,根据现场地形情况,采取了降低承台标高,提高墩身高度的方案,仅此一项核查就节省圬工防护工程费200余万元,而且保证了对水库的顺利跨越,施工完成至今桥下的岸坡一直稳定。
    K90+565杨家砭铁路高架桥位于米脂县城周边,原设计以交角146度跨越包西铁路,受铁路在建复线和既有线影响,原设计的50米简支T梁方案已无法跨越双线铁路。得到铁路部门对设计方案不予批复的意见,榆绥管理处的工程技术人员与设计人员多次踏勘现场,积极与铁路部门沟通联系,最终确定了主桥上部结构为56+90+56米预应力混凝土变截面连续箱梁的设计方案。以最快的速度,较短的周期明确了变更方案,保证了跨越铁路桥梁的尽快开工。
    由于榆林市周边煤矿采空区较多,桥梁桩基施工时,管理处要求监理、施工单位实施地质情况跟踪观测,同时依据工程地质勘查资料,在工程类比、建模计算、专家论证的基础上,针对实际情况,分别采取不同的治理措施。K16+907青云村大桥桥下采空区范围较大,采用间歇式全充填注浆、注砂工艺处治;韩家畔大桥采用加强桩基,穿透采空区、人工封堵巷道的方案处治;路基下部的采空区由于范围较大,处理成本较高,在反复论证的基础上采取了设置沉降观测点,定期观测的监测方案。各路段采空区在处理过程中始终遵循安全第一,万无一失的方针,要求工期再紧也要保证处理效果,不留缺陷,确保运营后的安全。
    榆绥项目全线共有6座隧道,单洞全长20公里,且多为黄土隧道,施工难度大,要求高。为了保护隧道原有地表形态,依据“早进晚出”的原则,通过适当增加隧道长度和设置明洞降低了洞口边仰坡的高度,减小洞口边仰坡防护工程量,避免形成长期安全隐患。每座隧道进洞前,管理处组织设计、施工、监理单位对每个隧道洞口逐一进行排查,确定了洞门里程、明暗洞交界桩号及进洞方案,对存在偏压的米脂一号隧道左线进口、南沟隧道右线出口还设置了反压挡土墙。依据“一洞口一设计”的原则,结合现场地形、地貌,对隧道洞门逐一进行了优化设计,确保隧道洞门与自然环境、景观相协调。
    在桥隧相连、隧隧相连的路段,为了保证行车的顺适,榆绥项目也对部分原设计方案进行了优化。袁家砭隧道出口与三十里寨隧道进口相距65米,为了防止车辆出入隧道时光线突变和冬季降雪影响行车安全,在两座隧道之间的桥梁上方设置了遮阳棚。遮阳棚支架采用工字型钢,有效降低了桥梁恒载;棚体采用天蓝色半透明阳光板,有效降低了棚内亮度,又与外界光色一致;棚洞下部留有换气孔道,保证了隧道与外界的气体交换。
 
路面――着眼应用
    在榆林――这个因煤而充满活力的区域最常见的景象就是堵车,而210国道榆林至绥德段的堵车更是司空见惯。排列两行的拉煤车、准备拉煤的车蔚为壮观,堵成了一种常态,如果不堵反而显得不正常。平行于210国道修建的榆绥项目,建成后必然要经受这种重载车流量的检验。如何能够有效避免和减少重载交通对道路的破坏,提高沥青路面的使用性能和使用寿命,榆绥高速公路建设管理处着力优化路面结构,经省厅批准,将原设计4厘米细粒式改性沥青混凝土上面层(AC-13)优化为4厘米沥青玛蹄脂碎石(SMA-13),该项设计优化将全面提高榆绥高速公路的路面抗滑耐磨、抗疲劳、抗车辙、减少低温开裂等能力,为陕北地区今后大面积施工SMA路面创造了先例,推进SMA路面在全省的大面积使用。
    目前我省的路面设计硬路肩处下面层均为级配碎石,但榆绥项目工程技术人员经过细致调查,认真分析,提出了分幅设计的理念。根据上下行交通荷载严重不均衡的实际情况,将重载交通量较大的榆林至绥德方向下面层优化为通铺ATB-30粗粒式密级配沥青碎石,保证了上行线方向各结构层的连续统一,更好的应对重载交通的考验。同时对下行线的超高段外侧也进行了设计优化,通铺ATB-30沥青碎石,防止雨水进入路面层间,难以排出。
    像这样的优化设计的事例在榆绥项目数不胜数……
    设计是工程的灵魂!如今贴近实际、因地制宜、吸收借鉴等优化设计思路在榆绥项目已经扎根,而动态设计对提高质量、加快进度起到的巨大作用正在充分体现。正如项目负责人所说,在工程建设中也许稍微的留心,减少的就是永久的遗憾;仔细的斟酌,带来的是质量、进度的保证;反复的对比,能显著地降低工程的造价;微小的变化会产生出其不意的效果。

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