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1、第 3 0 卷，第 1 期 2 0 0 5年 3月 中 南 公 路 工 程 Ce n t r a l S o u t h Hi g h wa y En g i n e e r i n g Vo 1 30 No 1 Ma r，2 0 0 5 山區高速公路施工組織設計研 究 周旭，劉義虎，傅波(湖 南 省交 通規 劃勘 察 設計 院，湖 南 長 沙3,1 0 0 1 1)摘要 從 山區高 速公 路 的特 點人 手，提 出了 山區 高速 公路 施工 組 織設 計 的方 法，重點 討 論 了常德 至 張 家 界 高 速公 路第 2 O合 同段 的施工 組 織設 計。關 鍵詞 山 區；高速 公路；施 工2、組 織；設 計；研究 中圖分類號 U 4 1 5 2 文獻標識碼 B 文章編號1 0 0 2 1 2 0 5(2 0 0 5)O 1 0 1 7 4 0 4 De s i g n o f Hi g hwa y Co n s t r u c t i on Or g a n i z a t i o n i n M o u nt a i no u s Re g i ons ZHOU Xu，LI U Yi h u，FU Bo (H u n a n I n s t i t u t e o f C o m mu n i c a t i o n s P l a n n i n g，S u r v e y a3、 n d D e s i g n，C h a n g s h a，H u n a n 4 1 0 0 1 1，C h i n a)Ke y w o r d s m o u n t a i n o u s h i g h w a y；c o n s t r u c t i o n o r g a n i z a t i o n；d e s i gn；r e s e a r c h 常張高速公路是 湖南省省會長沙通 往世界著名 風景 區張家界的高 速公 路 的一 段，該路 在 巖淚 渡至 終點段 長約 5 0 k m的路段，路 線沿澧水河 岸布設，沿 線兩 岸狹窄，地 形 陡峭，全 路段 處 于暴4、雨 集 中 區，河 水 陡漲 陡落，枝柳 鐵路沿南岸通 過，高速公路沿北側 布線，工程量 在個 別合 同段特別集 中，施 工場地 回旋 余地小，如 1 6、1 9、2 0、2 1合 同段，其 中尤 以位于 七里 潭、狗子灘 段(k 1 5 0+9 0 0k 1 5 6+0 0 0)的第 2 0合 同 段最為 突出。該合 同段 有高架橋 9座 共長 5 4 4 0 m，廢方 9 5萬 m ，大 部 分為 平 面和 縱 面分 離 式 路 基 和 高架橋，內部干擾 大，施 工極 為 困難，是 常 張高 速公 路 的關鍵性 和控制性 工程。1 施工組織設計需要解決 的問題 合理 選 擇 路 線、路 基5、 以 及 各 種 構 筑 物 的方 案，方案 的選擇往 往考慮的 因素很 多，它 是一 個綜合 的、復雜的過程，但 在 山 區特別 是地 形、地質 條 件 復 雜的 山區，施工組 織尤 其應 作 為一 個非 常重 要 的 因 素予 以注意。選擇合適 的預制場、拌 合場、棄土場 位置，合 理地劃 分合同段 以方便 工程施工。山 區地 形 橫 坡 陡 峻，修 建 橋 梁 所 需 的 預 制 場、拌合場的場地選 址 困難。山區高速公路 雖大量采 用橋梁 隧道，但 仍避 免不 了高填 深切、土石方量大，受地形條件 限制棄土 場 選址 困難。山區地形 復 雜，往 往 原有 鐵 路、公 路 網絡 非 常落6、后，加之 山區河 流極 不規 則，河 床縱 坡 陡、落差 大，且近年來地方 的非 法開發(如沿河 隨意筑壩)，種 種因素造成施 工所需 的設 備、材 料進 場十分 困難。合理安 排各項工 程 的施 工順 序，避免各 項工 程的施工 干擾，如 路 基和 橋梁、隧道 的施 工 干擾，橋 梁與隧道之 間的施 工干 擾，分 離式 路 基路段 上 路基 和下路基 的施工 干擾 等，施 工 過程 中務必加 強 安全 管理。路基施 工應盡可 能選擇 多個工作 面進行，全 面推進，有序進行。施工場 內設備材 料運輸，山區高速公路 常常 由于場地狹小，施 工設 備、材料在場地 內周轉 運輸擁 擠，因此 場內施工7、便道、便橋 等臨時設施應 予充分考 慮。構筑 物基礎 和下 部構件 砼的供應 方案，根據 場地 的條件 和有 可 能的施 工 能力，混凝 土采 用何 種 拌 和方式，混凝土采用 什么運輸方式 等問題要解決。橋梁 上部構造 的預制 與安裝方案：大 型預制 場集 中預制一般 在施 工 現場 及 附近很 難 尋找，因而 存在構件運距遠、需要專用運梁車來解決運輸問題、安裝時數量大等問題，施工進度很難滿足施 工工期【收稿 日期】2 0 0 3 0 4 1 2 【作者簡介】周旭(1 9 6 9 一)，男，湖南望城人，高級工程師，從事道路橋梁勘察與設計。維普資訊 http:/ 第 1 期 周 旭，等：山區 8、高速 公路 施 工組 織設 計 研 究 l 7 5 要 求。施 工期問 的環境保護 要密切 注意，施 工組織 設計要 防止水土流失，減少噪音 和廢氣污染，杜絕人 員傷亡，切實保護 環境。2常張高速公路第 2 0合 同段施工組織設計 2 1 場地條件 和設計概 況 常德 高速公路第 2 0合 同段 位于慈利 縣境，全長 5 1 k m，路 線 沿澧 水 河 北 岸 布設，為 兩 山夾 一 河 地 形，地面橫坡陡 峭，交通 極不 方便，以分 離式 路基 為 主，主要 以高架 橋 及 隧道 通 過，見 圖 l，圖 l中 主要 構筑物見表 l。本合 同段 合計 有 9座 高 架 橋，單 幅 長 5 49、 4 0 m共 1 9 8孔，隧道 單 幅 2 5 9 m 座，路 基 切石 方 9 4 8萬 m ，填方 9 5萬，隧道 出碴 2 8萬m ，填 切抵消后，廢方 9 6 3萬m 。合 同段 內按 地理 位置分 為七里潭 區和 狗子 灘 區：k l 5 0+9 0 0k 1 5 3+2 0 0七 里潭 高架橋 工程，5座，1 3 2孔，鉆 孔樁，1 8 7根，3 7 l 7 m，砼 1 1 7 1 0 m ，結 構鋼材 1 4 1 0 t；下部 構造砼 1 5 7 6 0 m ，結構鋼材 7 2 9 t；2 0 m空心 板 4 5 3片，砼 5 4 6 5 m ，結構鋼材 1 7 2 9 t；10、T梁 4 4 4片，砼 1 0 2 3 8 m ，結 構鋼材 2 3 2 8 t。k l 5 3+2 0 0k 1 5 6+0 0 0狗子 灘 段高 架 橋工 程：4座，6 6孔，鉆 孔 灌 注 樁 6 3根，5 8 5 m，砼 2 9 6 7 m ，結構鋼材 2 0 9 t；下 部 構造 砼 8 1 9 5 m ，結 構 鋼材 3 6 3 t；T梁 3 9 6片，砼 9 l 3 l m ，鋼材2 0 9 l t。表 1主要構 筑 物表 圖 l 主 要工 程及 施 工組 織 示意 圖 序 號 構筑物名稱 k 1 5 1+1 8 0左半 幅 高架 橋，長 5 2 6 1 1，連 續空 心板 k 11、1 5 1+0 5 0右半 幅 高架橋，長 2 2 3 9，連 續 空心板 Z k 1 5 2+4 O O高架橋，長 1 5 6 7 0 1，連續 T梁 Y k 1 5 2+1 5 5高 架橋，長 1 5 1 6，連續 T梁 Y k 1 5 2+7 l 0高 架橋，長 9 2 8 2 8，連續 T梁 Z k 1 5 4+3 6 3高 架橋，長 1 1 4 6 5，連續 T梁 Y k 1 5 4+5 5 0高 架橋，長 5 4 9，連續 T梁 Z k 1 5 5+0 9 5高 架橋，長 1 6 6，連 續 T梁 Y k 1 5 5+O 9 O高 架橋，長 1 6 6，連續 T梁 Y k l 5 12、4+1 4 6 5隧道，長 2 5 9 由此 可見，由于 2 0合 同段地勢 陡峭，交通不 便，公路、橋梁、隧道 交錯，左右兩 幅路基分離等，造成 工 程規模 大，施 工難度、施 工 干擾 大，該 合 同段施 工組 織具有 以下難 點：設 備 材 料進 場 的場 外 運輸；設備 材料 的場 內運 輸；基礎和下部構造 砼拌和澆筑；空心 板和 T梁預制，砼拌 和場 的選 擇；路、橋 施 工的 協調 配合。2 2合 同段 的 劃分 原第 2 0合同段為 k 1 5 0+9 0 0k l 5 6+0 0 0，但為 施工 預制場地 考 慮，將 合 同段 終 點 由 k 1 5 6+0 0 0移 至 k 13、1 5 6+4 0 0。2 3 大 型 設 備 及 材 料 進 場 大型設備 及材 料進 場 交通，設“三 路兩 橋”保 證 暢通。便道 l：利 用 張慈線(原 省道 1 8 0 1)在 陽河 新 修 便道 進 獅 渡 溪 架 便 橋 l(長 約 3 0 m)過 溪，沿 河 至 k 1 5 l+4 5 0處(長 約 8 k m)進整 幅 路基，解決 、高架 橋下 部構造、材 料、設備 進場 問題，在 l 5 l +4 5 0處，若確 有便道 無法施 工 時，可建臨 時性 沿 河 棧橋，保證便道 進場。該便道 材料設備進場 距離短，可 以避開河 中洪水 威脅，避免 便 道要 求 利用 車渡 過 14、河等優 點。便道 2：接便 道 l 過“汽車 渡 口”跨 澧水、沿原 鐵 路施工 便道、架設 一 座長 約 2 0 0 m 的便橋 2回跨澧 水至北岸 k 1 5 3+4 O O處(便 道長約 l l k m)，為避免水 位對便橋威 協，便 橋采用“組 合式 鋼 浮箱組 合浮橋”方案，兩岸設中、低水位碼頭與之配套，該方案可滿 足河水 聚漲時，便橋 隨 時解體 靠岸。本便 道用 以滿 2 3 4 5 6 7 8 9 維普資訊 http:/ 1 7 6 中南公路工程 第 3 0卷 足、高架 橋 的材料 和設 備進 場 要求 以及 大部廢方運輸。便道 3：利用 張 家 界 至 k 1 5 8地方 道15、 路，延 長 至 k 1 5 6新建 4 k m便 道。整 修 現有 便 道 約 8 k m，解決 、高架橋 和狗子 灘段 路基 材 料設 備 以及 廢方 運 輸，并且解 決預制場材料 的運輸問題。另外增建臨 時 碼頭 3個：狗子 灘 便 橋兩 端 各 1 個，k 1 5 1+7 0 0下河碼頭 1個。同時也 不排除水路 材 料運輸 方案。對 場外 汽 車便 道要 適 當拓 寬，增設 避 車臺，適 當硬化，確保 暢通。便橋要 滿 足 3 2 0推 土機 和 2 5 t 載重汽車通行。2 4場 內運 輸 本合 同段施 工場 內運 輸 十分 困難，比場 外運 輸 更難解決。a 采用便道和棧橋相結合16、 的方案。在場內開 辟 約 34 k m汽車便 道，用便道 和棧橋 全段 貫通，供 汽車、吊車通行，轉運設備 和材料。能修建便 道處就 修便道，修便道十分 困難處則搭設鋼棧 橋。b 部分便 道和浮 吊相結 合 的方案，將 獅渡溪 便 道延伸到 k 1 5 2+0 0 0，狗子 灘便 橋 端，將 便道 延伸 到 Z k 1 5 3+0 0 0和 Z k 1 5 4+7 7 8，橋位末端 和起點，在七里 潭段和狗子灘段 分 別設 一 臺浮 吊，解 決 無便 道地 段 的設備轉運。浮 吊船可采用 鋼浮箱或舟橋船 組。c 充分 利用現有沿 河小路 進 行改造，建一 條寬 度 1 5 m左右 的小便 道17、，供 場內人力運輸用。2 5路基施 工 路基施 工按進場便 道作 為主線施工切 人點多點 鋪開，在保 證 安 全 的前 提 下 先 上 幅 后 下 幅，向前 推 進。通過上述 設置 的便橋、便道，可 以采取 3個切人 點：k 1 5 1+6 O O、k 1 5 3+4 0 0、k l 5 6+0 0 0，由此 3點進入 路線打開場 面，逐 步鋪開。a k l 5 1+6 O O。左 幅路 基 1 7 2 m，右 幅路 基 9 1 3 m，稱為七里 潭 路 基施 工 區，打 開 場 面 后，分 為 2個 工作 面，一面前進，一 面向后 開進；除去利用方后，剩 余的 1 3萬m 土石 方，通過 獅18、 渡溪 便 道 1、便 橋 1運 往 陽和鄉廢 方造 田地段(棄土場 1)。b k l 5 3+4 0 0。左幅 5 9 0 m，右 幅 8 4 5 m，稱 為狗 子灘路基施 工 區，兩幅路基高差較 大，平 面位置上隨 著路線前進方 向，兩 幅路 基拉 開距 離 逐漸 增 加。路 基設備經 過狗子灘便橋進 入現場，待左 幅路基(下路 基)開挖至一定場 面后，斜 向修筑場 內便 道進入右幅 路基，形 成 4個 工作 面，分別 向前 和 向后 推進，該 區 域內多余土石方 1 9萬m=I，一部分石碴可用于維修便 道，剩余部分可通過狗子灘便橋運出，擬廢于對岸外 灘邊緣棄土場棄土場 3。如不被接受，只19、有再經過 汽 車渡 口及老便道 2轉便道 1，廢 于棄土場 1。由于 運距加 長，渡船很 慢，勢 必要增加運輸 車輛或在渡 口 再架便橋。c k 1 5 5+1 7 0k 1 5 6+0 0 0，稱 為 木榔 溪 路基 施 工 區，土石 方 比較 集 中，多余 5 1萬 m (上 下 兩 幅路 基，高差不大)，該 區段關 系到 預 制場 運梁 的通 道 問 題，需集 中力量進行 搶工，預 制場 可 以用 去 土石方 8 1 0萬m ，剩余 4 0余 萬m 土石 方，通 過便 道 3運 往 k 1 5 8附近 的棄土場 3。至 于 k 1 5 5+0 0 0處 左 右兩 幅 不太 長的路基廢方 20、1 萬 多 m ，也運至棄 土場 3。2 6廢 方 處 置 本 合同段共廢方 約 9 6萬m ，如何消化 是工程 難 點。以運路外就 近廢 土場為 主堆 放，平整壓實，防護 好 后復 土造 可耕 地。分 3個棄 土場 處理，各棄土 場 必 須做好防護、排水、整形，最后 復土 變可耕地，達環 保要求。其他不 排 除橋下 廢 方，在 不妨 礙水 土保 持 的基礎處設小 型廢 土場。廢 土場 1：獅 渡溪 灘地，上下 灘頭 開 闊地，砌 好 圍堤可容納 2 0、1 9兩合 同段廢方約 3 0萬m=I。廢 土場 2：k 1 5 3+4 0 0前后地 段盡量利 用地 形解 決 本區路基 隧 道 廢 方，21、確有 困難 時 通 過 k 1 5 3+4 0 0 處便 橋卸澧水南岸 沿河帶，可為居 民起 防洪堤作 用，并可在寬堤上 造地。廢土場 3：k 1 5 8大型 山谷棄 土場，運 距 3 k m，可 容 5 0萬m 。2 7橋 梁施 工 2 7 1 預制場 所有上部 構 造 空心 板 和 T梁 全 部 集 中 于 k 1 5 6 +0 0 01 5 6+4 0 0預 制 場預 制，共 計 T梁 8 4 0片，空 心板 4 5 3片，總體 積 2 5萬m ，分批 預 制，用 專用 運 梁車運 至 現 場，整 個 預 制 1 5個 月 完 成。在 k 1 5 6+0 0 0k 1 5 6+4 0 022、處設置一 大型預制場集 中預制 主要 考慮 以下 因素：a 該處 4 0 0 m路段大都為路堤，地勢較平緩、寬 闊，考慮路堤右側加 寬，可 建成 1 2 0 0 01 5 0 0 0 m 的 大型預 制場，能滿 足 8 4 0片 T梁 和 4 5 3片 空心 板 梁 預制場地 的要求。b汽 車 可 從 張 家 界 通 k 1 5 8附 近，從 k 1 5 8至 k 1 5 6+0 0修建便道 容易，因此，預制 場、拌 和站 的設 備和材料，便于從 張 家界 運到 預制 場，運 距較 短，不 受洪水和枯水 期的影響。c T梁和空 心板 同時 預制，預 制 工期能 滿 足要 求。維普資訊 http23、:/ 第 1 期 周 旭，等：山區高 速公 路 施工 組 織設 計研 究 l 7 7 d 僅使用一套拌和預制場設備，可提高模板利 用 率，節省拌 和設備和龍門 吊等設 備，并可合理調 配 用 電。e 集 中拌 和、預制，便于管理，確保質 量。f 場 地建設 可 為本 合 同段 消 化 81 0萬i n 棄 方，為將來 路面施工提供一 座大型拌 和場地。2 節 約 出有 限 的地 方 為 基礎 和 下 部 構造 施 工 提供拌 和場地，減少 預制與其他施工 環節 的干擾。2 7 2 拌 和場 高架橋下部構 造砼 總體 積 4 5萬i n ，比上部 構 造量多一倍。在 構造 物 中，下部 構 造施24、 工進 度影 響 整個工 期，應盡量 多開工作面，挖孔樁與機 械成孔樁 相結合，在枯水 期搶做 基 礎，對單 幅 橋 應先路 后橋，對雙 幅橋應先 左后 右。施 工 考慮 以 中、小 型拌 和場 配合使用，砼運輸 以泵 送 為 主，配 合普通 提升 設 備。主要拌 和場有：a k l 5 6+0 0 04 0 0處，為預制場 服務。b k 1 5 1+5 0 0長 1 5 0 i n整 幅路 基 先期 施工 并拓 寬作 為拌和場，供應 5 0 0 i n范圍 內部分 基礎、下部 構 造 的混凝 土。c 部分橋梁基礎 和下部 構造 的施 工，建議 沿河 選擇適 當地形，在七里 潭 段 和狗 子灘25、段 各設 一 座 移 動式 水上拌和站，為其他各墩 基礎、下部構造供 應泵 送砼，解決施 工盲點供應 問題。d 利 用 k 1 5 3+6 0 09 0 0段 隧道 棄 方 和本 段路 基棄方，填 平 附近 小 山谷 作輔 助拌 和場，供 應 前 后 5 0 0 i n范 圍內基 礎和下部構造 及隧道砼。2 7 3 T梁 和空心板 安裝 T梁 和空 心板 考 慮用 4 0 t、7 0 t 架 橋 機安 裝，先 安裝左 幅 T梁，再安裝右 幅 T梁，在 安裝 右幅 T梁的 同時安 裝 左右 幅 空 心板 梁。上部 構造 安 裝 在 k 1 5 5 +2 0 01 5 6+4 0 0路基初 步成 26、型后開始 架梁，整個 上 部 構造 1 8個月完成。2 8 隧 道 施 工 狗子灘隧道 2 5 9 m，屬 小 型隧 道，從施 工 順序 和 排 除干擾及土石 出渣 等 問題，施 工 由下游 向上游 推 進，此 隧道一 般工 期需要 34個月 時 間，考 慮其 他 因素，整個開工 到完工預計 7個 月時間。可等 1 5 3+4 0 0至隧道 進 口段 路 基 初 步成 型 后，迅速 組 織設 備 進場，展開 隧道 施工 工 作。利 用 隧道 棄方 和 本段路 基棄方，填平 附近 小 山丘作 輔 助拌 和場 做 為 隧道襯 砌砼拌石 場。2 9施 工 干 擾 施 工方 案 注意減 少路 橋施 工27、干 擾，達 到 緊密的 協調一致。尊重 自然 和 客觀，盡 量在 枯 水期 間搶 基 礎工 程，單 幅橋先路后橋，路基施 工到一定程 度后才 開工 橋梁工程；雙 幅橋 梁，則先 左 后 右，上 下 配合施 工。在 雙幅道 路施 工 中，可 采取 如 下措施：由上 至 下先切除危 險原 始部分土石方，當形成 平 臺后停 工；在上方形成 平臺，確 不影響本方安 全情 況下，可進行 擋土墻工作；當擋土墻 工作不影 響下方安全情 況下，可進 行下幅橋下 部工 程；可 根據 實 際情 況縱 向錯位 施 工。2 1 0 其 它事項 本合 同段不宜 分包，否則協 調、配合十分 困難；棄土場 和便 道等場地，28、均屬重要 環節，業 主要提前與 地方 政府和水利 等 有關 部 門做好 協 調工 作，并 及時 辦理各 種手 續；本 合 同 段施 工 干擾 大，安 全 應 放首 位，確保 工程順 利進 行；本 合 同段 的廢 方進 入 2 1 合 同段 k 1 5 8附近，2 1合 同段 應予 配合，不得 設 卡或采 取其 它人為阻工行 為。3 結語 山區高 速公 路施 工方 案設計 是一 個 系統 的、龐 大 的工 程，牽 涉面廣，需 要 考慮 的因素 多，為 此本 文 結合工 程分析，提 出了 山區 高速 公路 施工 組 織 的方 法，以供我 國西部 高速公路 建設 借鑒。參考文獻 【1 廖金德，莞深高速公路路面施工經驗 J 中南公路工程 2 0 0 2 (1)，2 丁 清 淺談西部地區公路工程項 目可行性研究 J ，中南公路 工程 2 0 0 2 (1)、維普資訊 http:/