兴义环城高速零弃方工程实践

2022-09-24陈雪峰

中国公路 2022年13期

关键词：挖方兴义标段

陈雪峰

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳 550000）

黔西南州兴义环城高速公路（以下简称“兴义环高”）是贵州省高速公路网加密规划项目之一，施工图阶段路线全长62.5公里，路基宽度24.5米，挖方1403万立方米，填方1498万立方米，桥梁64座、隧道26座，桥隧比为56%。

一、设计方案调整

（一）初步设计概况

兴义环高的设计采用两阶段施工图设计。初步设计阶段路线全长61.8公里，挖方1259.7万立方米，填方1227.2万立方米，桥梁58座，隧道29座，桥隧比为64.5%，设有弃土场15个，借土场7个。初步设计土石方量统计，如表1所示。

表1 初步设计弃、借土场统计表

（二）初步设计施工图设计优化工作

仅从数量来看，初步设计的挖填方量相差并不大，但由于土石方挖填方的分布不平衡性，为避免长距离调配土石方，初步设计图纸中弃土场和借土场的数量和规模依然较大。为了有效降低弃土场和借土场的数量，在初步设计基础上，项目公司联合设计单位，在线位调整、结构形式、数量等方面，做了大量的优化工作，显著降低了施工阶段的取弃土场数量。

1.挖方优化为短隧道减少挖方

兴义环高k13+600～k13+820段初步设计为挖方路基，挖方数量为93万立方米，该段位于1-2工区。该工区的挖方量大于填方量，为减少弃方，节约土地资源，保护原始植被和景观，项目公司破除以前“能挖则不隧”的理念，结合填挖平衡进行综合统筹，将高挖方填筑为隧道，通过绒窝寨短隧道通过此处，显著降低了挖方量。

图1 k13+600～k13+820段高挖方调整为绒窝寨隧道

兴义环高k23+298～k23+427段初步设计为挖方路基，挖方数量为36万立方米，该段位于1-4工区，将高挖方调整为隧道，共计减少土石方开挖34万立方米，节约土地11亩，按此原则全线调整5处，共计节约土地131亩。

2.隧道优化为路基解决借方

图2 k23+298～k23+427段高挖方调整为绒窝寨隧道

兴义环高k6+300～k7+948段为灰岩地区，初步设计为540米隧道+路基，欠方约为20万立方米，料场规划在红线外。其中，k6+260～k6+820段原设计为560米隧道，隧道开挖土石方约为9.2万立方米，填挖不平衡，欠方约为20万立方米，料场规划在红线外。优化为路基挖方后，开挖土石方83万立方米，由于此处地材质量较好，开采的41万立方米石头可作加工砂石料，因此料场设置在红线范围内路基上，无需再在线外开采砂石料，剩余弃方用于填方，基本实现了该段的土石方原位平衡，又减少了对红线外生态的破坏。

图3 k6+300～k7+948段初设线位和施工图线位比较及现场

3.桥梁优化为路基解决弃方

兴义环高k18+620～k19+680段为挖方段，该处位于1-3工区的标位，由于该工区存在挖方大于填方的现象，为了消化弃方，减少红线外土地的占用，经与设计商议，确定将1-3工区终点处的坝树1号大桥变更为路基，优化后该段路基可消化填方约15万立方米。

4.优化结果

通过优化，料场尽可能选在红线范围以内，施工图设计较初步设计减少了借土场的数量和规模，但弃土场数量较初步设计变化不大。

（三）施工图施工阶段设计变更减少开挖

为了进一步减少施工图阶段的挖方量，项目公司联合设计通过边坡坡比调整，隧道零仰坡进洞、小净距独立双洞法施工工法，陡坡桥梁高桩承台施工工法，互通三角区减少开挖量等措施进一步减少施工图阶段的挖方量。

1.边坡坡比优化

项目公司采用逐坡踏勘，确定边坡坡比，对于能够优化的边坡，采用较高的坡比，显著减少了开挖和防护数量。

表2 施工图设计弃、借土场统计表

2.隧道零仰坡进洞

隧道广泛采用隧道零仰坡进出洞施工工法，该工法能减少大量的边仰坡开挖，保护原始植被，能充分保障进洞安全，兴义环高全线共104处隧道洞门，其中54处采用了该工法，共计节约土石方开挖8.9万立方米。

3.小净距隧道施工

项目公司联合中南大学，通过科研立项研究，提出了小净距独立双洞法施工工法，首次在高速公路隧道应用了后行洞超前导洞扩挖爆破减振工法，减少了中导洞的开挖。

图4 隧道零仰坡进出洞施工

4.高桩承台施工工艺

陡坡桥梁承台施工一般边坡开挖量较大，对周边生态环境破坏严重，并存在对山体切脚引发坍塌的隐患，该工艺通过提高承台标高改变桥梁基础施工顺序，即先完成桩基施工，后完成施工平台，实现以最小破坏，达到最大程度绿色施工的理念。

图5 旧屋基隧道平面布置图

图6 旧屋基小净距隧道洞门

5.互通三角区

尽可能维持原始的地形地貌，如楼纳互通三角区，仅一处原始山体不开挖，就可减少14万立方米的挖方。

三、施工组织方案

（一）第一次综合调配

图6 高桩承台

图7 互通三角区维持原有地形地貌

兴义环城高速公路根据工程量及环境条件，共划分了7个土建施工标段和两个路面施工标段（以马岭河峡谷为界，一分为二）。根据各施工标段的路基、施工便道、场站建设等填挖工程数量，隧道洞渣、桩基孔渣等弃方工程数量，进行标段内填挖方就近综合调配。

（二）第二次短距离调配

根据各施工标段借、弃方工程数量，灵活通过互通三角区、桥梁闲置区、房建场坪区、服务区等进行土石方调配。

充分利用服务区、停车区等大型场平点进行土石方调节。敬南互通收费站段存在大挖方，且标段内存在弃方，为此，项目公司协调设计单位，提高该处场坪标高，减少开挖工程数量。

景峰互通料场处，处于景峰互通三角区，需要开挖土石方120余万立方米，经专业勘探队伍勘探后，母材各项指标符合《混凝土结构工程施工质量验收标准》要求，根据项目全线砂石料需求量和统筹调配、挖用平衡的原则，将该处作为料场进行集中开采，供就近标段进行调配利用。

充分利用红线范围内的边角洼地、地方道路修复进行有效填平，既解决了排水的问题，也有效分散地消化了部分多余弃方。充分利用隧道洞渣等弃方对互通三角区填筑。

兴义西互通总体欠方27万立方米，利用小店子隧道洞渣8万立方米，毛栗坪隧道洞渣16万立方米，总体平衡。

（三）第三次长距离调配

综合对比长距离调运运输成本和设置弃土场、料场成本，若成本相当，则统筹规划施工进度，提前贯通调运通道，对土石方进行长距离、跨标段统一调配。

1.长距离调配

上补路大桥至马家沟特大桥段（k50+200～k53+000）有弃方9.11万立方米，而洒金互通需要填料，且远运与“弃土场+取土场”方案成本相当。综合比较，采用长距离调配方式可实现挖用平衡。

项目马家沟特大桥小桩号段（k51+000～k52+470）路基有弃方18万立方米，施工图设计弃土场占地9.5亩。而洒金互通段（k53+550～k54+470）为填方段落，需线外开挖26万立方米进行路基填筑，借土场占地26亩。为了统筹土石平衡，调整了倒排工期，提前贯通调运通道，对施工组织设计进行了优化。优化施工组织设计后节约用地72亩，并减少了相关的防护、排水、绿化等工程，节约投资769万元。