高速公路改扩建路基拼宽施工技术

2024-04-24张宇祥

工程机械与维修 2024年1期

张宇祥

摘要：为提高高速公路改扩建路基拼宽施工质量，结合工程实例，对京港澳高速公路改扩建路基拼宽施工的难点进行了总结，从施工准备、原地面处理、台阶开挖、路床加固、排水防护等方面对其施工技术进行了分析，并提出了相应的质量和安全控制措施。工程实践表明：此施工技术有效确保了项目的顺利实施，施工过程中未出现明显的质量和安全事故，取得了较好的经济和社会效益。

关键词：改扩建；公路路基；拼宽施工；沉降；质量控制

0 引言

随着国民经济的快速发展，高速公路建设进入快速发展阶段，交通量迅猛增长，原有高速公路通行能力已不能满足日益增长的交通需求。为提高高速公路运营服务水平，国家加大了对高速公路改扩建工程的投入力度。但高速公路改扩建由于受到原有公路路基宽度和施工标准的限制，新旧路基拼接难度较大，容易在路基拼接后产生病害。为了减少路基拼宽过程中安全事故的出现，提高施工质量，需要进一步研究和探索路基拼宽新技术。本文结合京港澳高速公路改扩建工程进行研究和探索，提出了一套适合于本工程的路基拼宽技术。

1 工程实例

京港澳高速公路JGATJ-2标段位于湖北省孝感市大悟县、孝昌县境内，起止桩号为K1047+900～K1079+997.32，

路线全长32.099km，路线总体呈北南走向，往南跨越澴水河，经大悟服务区，新建阳平互通与S243相接，至下朱家湾村下穿麻安高速。改建大悟南枢纽互通后，再上跨澴水河，至小河镇改建既有小河互通，止于孝昌县小河镇沙窝村。

全线按双向八车道高速公路进行改扩建，设计速度120km/h，主要包含路基工程、路面工程、桥梁工程、交叉工程、交通安全设施工程、绿化工程、沿线设施工程、机电预留预埋、房建区场平等工程。

2 高速公路改扩建路基拼宽施工难点

对高速公路改扩建路基拼宽技术进行改进，有利于优化公路服务水平，减少车辆拥堵情况，优化公路整体布局，从而满足新时代经济发展和日益增加的交通量需求。

京港澳高速公路改扩建的路基拼接宽度适中，老路基宽度为26m，加宽后路基宽度为42m，最大填方高度达10.7m。桥梁拼接部位与既有桥梁刚性连接，施工难度大。本工程路基拼接处治段范围内，存在多处浅层软弱地基，不同类型的软基填土高度变化大、填土含水量变化大，在施工过程中若处置不当易出现路基翻浆、路面开裂、新老路基结合部位沉陷等病害。

3 高速公路改扩建路基拼宽施工要点

3.1 施工准备

在施工前，需要对路基红线内的地下管线、光缆、地面附着物等进行确认，尤其要重视地下暗埋管（高压线、水管、燃气管等）的具体位置和埋深。路基在填筑前，应对路基红线范围内的耕植土进行清除。清除的耕植土应设置临时堆土场，进行集中堆放，若短期不用应做好篷布覆盖，防止水土流失。在边坡坡脚外侧开挖临时排水边沟，用于红线范围内降水的集中收集，以确保路基填筑过程中场地不会积水。

3.2 原地面处理

原地面处理包括清除表土、清除树根和草皮等，同时对原地面进行人工平整，对原地面进行压实处理。

清除表土一般用推土机或平地机将表土层全部铲除，挖至原地面以下30cm，再用大型压路机进行碾压。一般在路基两侧挖一条横沟，将树根挖出运到路基两侧的弃土场。对于树根较多的地方，可先将树根挖出，然后再将树根运走。

在路槽两侧50cm范围内，将表土全部铲除，然后用人工将草皮清理干净。由于草皮下面的土层较薄，一般可不用机械进行清除。采用大型压路机进行碾压施工，碾压前应先检查地基情况，并根据试验路段的试验结果确定压实参数。施工过程中严格控制松铺厚度及含水量等指标。

3.3 台阶开挖

台阶开挖应先进行原地面处理，再由低处向高处开挖，从坡脚处开始向坡顶逐步进行开挖。对于原有旧路两侧的边坡，要先按设计要求进行开挖，然后再由低处向高处开挖，边开挖边修整。对于原路两侧的路堑边坡，要先按设计要求进行开挖，然后再由低处向高处开挖，从坡脚处开始向坡顶逐步进行开挖。

台阶高度不得小于1.0m，台阶宽度不得小于1.0m，台阶分层每层压实厚度不得超过25cm。台阶的施工應按规定顺序分层进行，若一次挖出的土方无法运至下一层时，可在未挖除的台阶上先留作临时堆土场，待下一步施工时再挖除。

临时堆土场必须堆放整齐，并用土袋或石渣等材料覆盖严密，以防雨淋和潮湿。在台阶边坡上设置安全防护措施。路堤填筑时，应严格控制松铺厚度和分层压实度，避免超填、欠填，严格按规范控制每层压实厚度。对于采用机械碾压的路基区域，应保证路堤每层压实度不小于94%。

3.4 路床加固

对加宽部分的路床进行加固，使其达到设计标准，以提高加宽部分的承载能力和稳定性。加宽段路基宽度取16m，路床顶面高程取16m，由试验段确定加宽宽度。加宽段路基填筑采用分层填筑、分层碾压，每层厚度为30cm。

根据试验段结果确定土工格栅的规格、铺设长度和铺设方式等。土工格栅采用8mm×40mm×5mm，与填料同步铺设。在路基拓宽部位进行纵向搭接，搭接长度为2m。在搭接部位进行纵向接缝的设置，沿路堤纵向每隔6～10m设置一道水平接缝。新老路基结合处应加铺沥青混凝土面层，路面结构层厚度不小于50cm。

3.5 边坡防护

拼宽路基段路基施工完成后，应及时进行边坡防护，以防止边坡失稳。在对原有路堤和路基进行加高时，应避免破坏原有的边坡防护结构。当加宽路堤的高度超过原有路堤高度时，为防止原路基边坡失稳，应对加宽路堤的坡脚和边坡支护结构进行加强。同时，为了保证新旧路基衔接部位不被雨水侵蚀，应在新旧路基之间设置防护带。为了减少新建路堤与原有路堤之间的差异沉降，可采用土工格栅作为新老路基的过渡层，来调整和控制新旧路基之间的沉降差异。

在保证地基承载力、稳定性及填筑厚度等技术指标的前提下，结合施工现场情况，选择适宜的填料。为保证路基填料符合要求，应进行现场取样检测。在拼接施工过程中，应按照设计要求进行路基沉降观测，及时处理发现的问题。在拼接施工完成后，应及时对原路堤和拼宽路堤进行检测，对存在的问题及时处理。当出现较大沉降时，应根据沉降观测资料分析采取有效措施进行调整和控制。

4 高速公路改扩建路基拼宽施工质量控制措施

4.1 路基填料控制

对于路基施工，路基填料的来源非常重要，应合理选择路基填料。对于路基取土，应尽量选择项目周边取土，便于施工，减少运输成本。若填料不满足路基施工要求，则需要根据现场实际需求和试验结果，采用灰土换填的方式进行处理。

路基填料土工试验结果如表1所示，击实试验结果如图1所示，承载比试验结果如图2所示，路基填料的自由膨胀率如图3所示。经详细分析，最后决定采用素土+4%的石灰掺量作为换填用土。

4.2 旧路基边坡台阶拼宽控制

新老路基拼宽台阶施工质量，是提高道路改扩建质量的重要保证。对旧路基边坡台阶拼宽施工技术要求如下：

台阶尺寸应按要求进行开挖。重型压路机碾压不到的台阶内侧部位，需要采用小型振动夯机辅助压实，并夯压密实，以保证压实度满足要求。台阶自下而上逐层开挖，在完成台阶开挖后，及时填筑新路基。台阶坡面要求设置倾角，防止台阶积水得同时也便于施工期排水。

台阶开挖时，若老路堤出现渗水或路堤不稳定的情况，应及时报告现场监理，在监理同意的基础上可继续施工。若需要采取处理措施，应加固老路堤后再继续施工。拼宽路基路床顶部高程，应以施工时实测的老路路面高程顺接来控制，以避免老路拼宽部分的路面由于沉降而导致路面加厚。

4.3 新老路基拼接应满足路堤整体刚度要求

结合本项目特点，在确保拼接刚度要求的前提下，对施工中沉降较大的部位，采用土工格栅作为加筋材料进行处理。具体包括：对原有路堤基础进行处理，采用土工格栅与原路堤结合的方式进行加筋处理；对原路堤填筑层厚度较大部位，地基处理后沉降较大部位、坡脚处，沟槽开挖后的边坡等位置的新旧路基进行接茬处理，采用土工格栅作为加筋材料，采用砂垫层作为新旧路基间的过渡层。

4.4 路基沉降控制

公路改扩建工程路基拼接完成之后，会存在路基沉降问题，改扩建路基的沉降会对路面纵坡、横坡以及平整度产生不利影响。路基拼接完成之后，最大主应力位置并不处于新老路基顶部结合处，而应处在偏向新拓宽路段约1m范围内。

5 路基拼宽施工安全控制措施

5.1 加强从业人员安全教育和安全交底

为了保证施工人员的生命安全，必须加强对施工人员的安全教育和安全交底。在路基拼宽施工前，需要组织施工人员进行专项培训，尤其要对涉路施工交通安全进行重点讲解，让施工人员认识到涉路施工质量和安全的重要性。在路基拼宽施工过程中，需要通过经常性的教育方式来提高施工人员的安全意识。

5.2 建立健全安全管理体系和规章制度

根据本工程特点及项目管理实际，建立健全安全管理体系规章制度，从项目经理到每一位从业人员，都要明确自己的岗位职责和安全生产责任，层层签订安全生产责任状，并要做到与经济利益挂钩。坚持以人为本，实行安全生产一票否决制。定期不定时对施工质量和安全生产情况进行检查，发现问题及时整改。

5.3 特种作业人员需持证上岗

对于吊装和机械操作等特种人员，均需要持证上岗，严格执行操作流程，统一指挥并配合手势操作，以对讲机联系并现场指挥。作业过程中需保持谨慎，多观察，避免发生碰撞。若施工现场出现碰撞或其他故障，要根据操作流程上报，严禁未经批准擅离工作岗位。

5.4 完善涉路施工安全保通设施

高速公路改扩建施工与新建施工最大的区别，就是边通车边施工，不可控因素多，风险大。在正式施工前，须制定专项保通方案，经高速公路交警、路政和运营管理单位进行审核通过，严格按照通过的方案进行警告区、上游过渡区、工作区、下游过渡区和终止区设置。专业保通人员要24h对交安设施进行巡查，保证现场施工有序，确保既有高速车辆通行顺畅。

6 結束语

随着交通量的不断增加，原有的公路设计通行能力难以满足要求，导致其在路网中的地位与实际运输能力不匹配，所以当前公路改扩建项目逐年增大。路基拼宽技术对整个公路改扩建工程的建设质量都起着至关重要的作用，本文结合具体工程实例，主要分析了路基拼宽施工的关键技术。工程实践表明：此施工技术有效确保了项目的顺利实施，施工过程中未出现明显的质量和安全事故，取得了较好的经济和社会效益，可为类似工程实践提供参考和借鉴。

参考文献

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