中国交通报 | 毫米级工艺!高性能路基奠定高品质贵平

信息来源 :  中国交通报 贵平公司 作者 : 贵平公司 发布时间 :  0次阅读

群山巍峨,环抱四方;绿水悠悠,萦绕其间。从有着“避暑之城”美誉的贵阳出发,驱车前行,抵达充满神秘色彩的“天文小镇”平塘。一路上,山地起伏连绵,绿水蜿蜒相连。 

这里,相互连通的不止是如诗如画的山水,更有那纵横交错、四通八达的公路网。如今,贵州交建集团投资建设的贵阳至北海高速公路贵阳至平塘(黔桂界)段项目(简称贵平高速)建设如火如荼,路网延伸,为这片美丽的土地带来新的机遇与活力。

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贵平高速线路起于乌当区羊昌镇,止于黔桂省界云阳关,顺接天峨至北海高速公路,路线全长174公里,设计时速100公里,是贵州目前在建投资额度最大、线路最长的高速公路项目,由贵州交通建设集团有限公司(简称贵州交建集团)组建的贵平高速公路有限公司(简称贵平公司),全面负责项目建设和运营管理工作。

“截至今年9月,项目全线路基工程已完成92%、桥梁工程已完成75%、隧道工程已完成95%,二期工程正在有序推进。”贵平公司党支部书记、董事长陈永刚介绍,贵平高速建成通车后,贵阳至平塘的车程将由3小时缩短至1.5小时,对提升国家高速公路主要通道通行能力、推进贵州交通强国西部示范省建设、加快黔中经济区建设等具有重要意义。

深谋远虑 匠心打造贵平路基

“合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土。”这句话深刻地揭示了打好基础的重要性。在高速公路建设中,路基是整个工程的关键,高速公路路基必须具备足够的强度、稳定性和耐久性,才能承受不断变化的动静荷载,有效延长高速公路的使用寿命,真正实现“平安百年”的建设目标。

在贵平高速T18标的建设现场,挖掘机挥舞着铁臂,将土石精准地转移到运输车辆上,强夯机每一次夯击都发出沉闷而有力的声响,施工班组紧密配合,路基施工井然有序。看见眼前的场景,贵平高速T18标二工区工区长郭艺感慨万分。

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“为打造平安百年品质工程,贵平高速对路基的强度、沉降和稳定性控制有着极为严格的要求,‘毫米级’工后沉降控制是保障车辆安全、平稳运行的关键。”郭艺在施工现场介绍,T18标位于构造溶蚀地貌单元低中山U形沟谷地带,桥隧比在80%以上,其中六硐隧道附近有一段高47.48米的高填方路基,这给项目施工带来了巨大挑战。

为保证项目进场后能经济、快速、高效地运行,项目前期对整个合同段的现有交通状况、周边电力设施、工程地理环境、工程地质特点等情况进行了详细的踏勘和调查,按贵平公司下发的施工标准化管理指南及相关资料,确保T18标施工现场平面布置符合科学性、合理性、安全性、经济性。

在项目建设初期,贵平公司便针对整个项目开展了全面深入的地质勘察和工程设计,准确了解各施工区域的地形地貌、地质条件、水文情况等,为各标段编制施工组织设计提供准确的数据,从而保障各项施工方案均能指导现场施工。

“各标段编制施工计划需报贵平公司进行集中审核分析,并针对各标段不同地质环境,统筹考虑资源利用、工序衔接、总体进度等因素,科学合理组织施工,做到各道工序衔接顺畅,全线进度均衡,质量大幅度提升,安全稳固可靠。”贵平公司副总经理、总工程师敖登榜介绍,由于不同标段的地质条件不同、路基填筑材料来源存在差异,因此贵平公司要求各标段科学分析路基填筑材料的物理力学性质、均匀性、稳定性等参数,并根据相关规范要求制定出各种填筑材料的施工方案和施工计划,报相关质量管理部门审批后实施,确保全线路基质量大幅度提升从而实现各项既定目标。

贵州的地质环境复杂多样,喀斯特地貌广布,山峦起伏,沟壑纵横。这种独特的地形地貌给高速公路路基建设带来了巨大的困难。

在路基施工填方与挖方的有效衔接上,贵平公司要求各标段严格规划好施工顺序,确保挖方路段产生的合格填料能够及时用于填方路段,避免填料的浪费和二次转运。对于不同施工队伍负责的相邻标段,贵平公司建立起有效的沟通协调机制,明确交接面的施工标准和时间节点,确保工程进度的均衡性。目前,贵平高速全线174公里的土石方资源均得到有效利用,基本实现填挖平衡。

精益求精 质量引领贵平标准

高性能路基是路基高质量建设的基本要求,也是贵平公司打造平安百年品质工程目标的基础。贵平公司秉持“贵有匠心·天成地平”建设理念,以质量创优为核心,通过路基工程的精细化管理,强化贵平高速路基性能,提升路基工程的使用品质,延长使用寿命,以建设路基“一次投入、永久受益”和路面“三十年不大修,十年不罩面”的品质工程为目标,奋力前行。

“我们眼中的高性能路基具备上下边坡整体稳定,路基工后沉降小、强度高、耐久性好的特点,能够为路面提供稳定、坚实、持久支撑。”贵平公司副总经理陶俊表示,对于贵平高速而言,高质量意味着高标准。贵平高速将高性能路基性能指标划分为三大项,即稳定性、沉降和强度,从这三个维度共同发力,打造“贵平路基”,缔造“贵平品质”。

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稳定性主要看的是路基稳定安全系数,它是衡量路基稳定性的一个重要指标,是路基在各种外力作用下保持稳定状态时,抗滑力与滑动力的比值。“简单来说,稳定安全系数就是用来评估路基在面临可能导致失稳的因素时,其抵抗破坏的能力大小,较高的稳定安全系数意味着路基发生滑坡、坍塌等破坏的可能性较低。”陶俊介绍,针对贵平高速斜坡地基路堤,贵平公司将其稳定安全系数由设计规范要求的1.30(正常工况)/1.20(非正常工况)提高至1.35(正常工况)/1.25(非正常工况),提高程度为0.05,可保障贵平高速路基在复杂的地质条件中和恶劣的自然环境下,尤其是在山区的软弱夹层斜坡路段,也能保持良好的稳定性。

路基沉降是指路基在施工完成后或在使用过程中,由于土体的压缩、固结以及外部荷载等原因,导致路基表面产生垂直向下的位移。贵平高速针对高路堤、软基路段等特殊路基,采用工后沉降、沉降速率,联合控制路基沉降情况。

对于高路堤的工后沉降,贵州省规定路床顶面沉降量(沉降与填筑高度之比)不大于5‰,而贵平高速将高路堤的工后沉降控制标准提高至不大于3‰。

另一方面,贵州省规定高路堤的沉降速率为雨季每月不大于10毫米、旱季每月不大于6毫米。贵平高速沿线地质较好,路基填料多为开山石渣,路基成型后的沉降速率相对较小,因此贵平公司将高路堤的沉降速率控制标准提高至路基连续2个月的月沉降量不大于3毫米。

我国软土地区路基的工后沉降控制标准要求是,高速公路和一级公路的一般路段、涵洞与路基接合部、桥头与路基接合部的工后沉降量分别要控制在300毫米、200毫米和100毫米以内。贵平高速沿线软土地基多为浅层软土,结合项目的软土地基状况与处置措施,贵平公司进一步提高了软基路段的工后沉降控制标准,将软土地基的一般路段、涵洞与路基接合部、桥头与路基接合部的工后沉降控制标准提高至分别控制在150毫米、100毫米和50毫米以内。

同样的,软基路段的路堤沉降速率设计规范规定值为路面铺筑时路基连续2个月的月沉降量不大于5毫米,而贵平高速将软基路段的沉降速率控制标准提高至路基连续2个月的月沉降量不大于3毫米。

路基强度控制方面,贵平公司从填料CBR(加州承载比)和路基弯沉两个方面强化控制。

“对于路基填料来说,CBR值反映了填料抵抗局部压入变形的能力,这个值是通过对特定尺寸的试件进行贯入试验得到的,CBR值越大,表明填料的强度越高,抵抗变形的能力越强。”贵平高速高性能路基建造技术咨询现场技术负责人李鹏表示,填料性能是保证路基强度(模量)的基础,路基模量主要取决于路床和上路堤,模量与填料CBR有着良好的正相关性,贵平高速将路床CBR由设计规范的“上路床大于等于8”“下路床大于等于5”,提高至两者均“大于等于20”;上路堤CBR由设计规范的“大于等于4”提高至“大于等于5”。

弯沉是指在规定的标准轴载作用下,路基或路面表面轮隙位置产生的垂直变形,以“0.01毫米”为单位。弯沉值越小,说明结构的承载能力越强,抵抗变形的能力也就越好。

贵平高速路基交工验收采用后轴轴载为150千牛的加载车进行路基顶面弯沉检测,且提出了弯沉代表值“小于等于150(0.01毫米)”的控制标准,较设计标准中的180(0.01毫米)提高了16.7%。

值得一提的是,贵平高速在4个标段路床顶面均分别进行了单后轴轴载100千牛、150千牛、200千牛三种轴载的弯沉检测,通过定点标识,在同一点进行检测,累计检测弯沉数据2982个。根据弯沉检测结果,路床顶面在后轴轴载150千牛时的弯沉代表值均小于等于110(0.01毫米)。

工于至善 细节成就贵平品质

在贵平高速T19标,路基宽阔且平整,上边坡绿化区域的自动喷淋灌溉系统正喷洒出细密的水雾,滋润着新栽的绿植,为这片土地再添一抹生机与活力。

“平整路基的背后是精益求精的态度,尤其是在台背、涵背、墙背等关键点位,这些结构物过渡段作为路基填筑的薄弱部位,易出现桥头跳车等病害,在贵平公司的指导下,我们采取了一系列严格措施,保障关键点位的建设质量。”贵平高速T19标工程科科长何峰介绍。

致广大而尽精微。在贵平高速建设中,贵平公司对三背回填等关键环节进行明确要求。三背回填应采用硬质、中硬质的水稳性好的级配碎石填筑,路基压实度应不小于96%;压实层厚不应超过150毫米,粒径应小于100毫米,无法采用大型机械碾压时,应适当减薄碾压层厚;边角应采用小型设备碾压密实,不得留有碾压死角;碾压部位狭窄时,可采用贫混凝土等材料回填;涵洞两侧应对称分层回填压实;台背每填筑1米宜采用液压夯补压……变隐患点为安全点,变薄弱点为建设亮点,这是贵平高速的建设之道。

贵州山水万般美,却给高速公路建设带来诸多挑战。水是影响路基稳定性的关键因素之一,若路基排水不畅,地表水会渗入路基内部,导致土体软化、强度降低,在车辆荷载的反复作用下,容易出现路面裂缝、沉陷等病害,严重影响道路的使用寿命和行车安全。

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在贵平高速建设过程中,一方面,在路堤边坡设置完善的防排水系统,有效地防止了地表水渗入路基和地基,为路基的稳定奠定了坚实基础。另一方面,贵平高速在贵州省内创新大规模应用中央分隔带分设型混凝土预制护栏,帮助高速公路运营期有效排水。

“普通波形梁护栏设计使用年限为15年,而混凝土护栏具有更长的使用年限,从而更加节约维护成本。其特殊的结构设计,也保证了中央分隔带里管线不被雨水浸泡,增加了管线的使用寿命。”贵平高速T19标生产副经理陈登亮表示,普通波形护栏其安装方式为打入式或埋置式,会破坏原有路面结构层,导致雨水下渗,浸泡路基,从而引发沉降等病害,而分设型混凝土预制护栏则很好地避免了这些问题。

同时,贵平公司提前谋划,打造了分设型混凝土预制护栏智慧生产厂区,整个厂区由智慧生产线、钢筋加工区、智能化控制室及室外成品存放区组成,为贵州省首次引进,包含全自动布料系统、收面抹光系统、RGV入窑及出窑摆渡运输系统、蒸汽养护窑、全自动拆钢模系统、真空取成品吊装系统、钢模自清洁及喷涂脱模剂系统组成,减少了传统人工脱模搬运对构件造成的损伤,杜绝了安全事故,实现了产能大幅提升。

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泰山不拒细壤,故能成其高;江海不择细流,故能就其深。从填料的选择到施工工艺的执行,从设备的操作到质量的检测,每一个步骤都凝聚着建设者的心血和智慧,贵平高速建设者用实际行动诠释了工匠精神的内涵,为品质工程的建设注入了强大的动力。