滬蓉西山區(qū)高速公路設(shè)計技術(shù)小結(jié)

1、滬蓉西山區(qū)高速公路設(shè)計技術(shù)小結(jié)滬蓉國道主干線湖北宜昌至恩施公路是一條典型的山區(qū)高速公路，地形地質(zhì)復(fù)雜，橋、隧眾多，工程造價高，是目前我國設(shè)計、施工難度最大的山區(qū)高速公路之一。該項目全長180.974公里，共30個施工標(biāo)段，其中特大橋41座54804.397米、大橋156座65440.284米、中橋43座5418.487米，特長隧道8座35288.155米、長隧道7座10671.269米、中隧道11座7362.900米，橋梁占路線比例32.6%，隧道占路線比例27.2%。我院承擔(dān)第110施工標(biāo)段共68.236公里、第2430施工標(biāo)段共63.876公里的勘測設(shè)計及后期服務(wù)工作，本項目于2004年8

2、月20日正式開工，總體情況反映設(shè)計成果良好。根據(jù)滬蓉西設(shè)代工作期間，我院設(shè)計文件中所暴露出的一些問題，現(xiàn)場看到的一些實際情況，以及從施工、管理角度出發(fā)所反映的一些問題進(jìn)行了歸納、總結(jié)，借以引起有關(guān)設(shè)計人員的注意，為我院今后的山區(qū)高速公路設(shè)計提供參考，進(jìn)一步提高設(shè)計質(zhì)量。l 地質(zhì)滬蓉西高速公路存在的主要工程地質(zhì)問題是：崩塌、掉塊、滑坡、溶巖滲漏、塌陷、地下暗河等不良地質(zhì)現(xiàn)象，號稱“集地質(zhì)病害之大成”。雖然在勘察設(shè)計階段，地勘人員進(jìn)行了大量地調(diào)、物探及鉆探工作，但在范圍、方法、勘察深度以及對工程的危害程度和處治方法上還有待進(jìn)一步提高，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：Ø 對外委工作的監(jiān)管還需加強(qiáng)。

3、由于線長、面廣、量大，外委合作充分利用了社會資源，很好地解決了周期短、工作量大的矛盾，但外委單位在合作中也存在不鉆、少鉆或不在線位上鉆的情況，給資料的準(zhǔn)確性造成影響。如劉家坳隧道實際開挖地質(zhì)情況與設(shè)計地質(zhì)情況完全不一致。Ø 勘察深度還需加強(qiáng)。地調(diào)時未對巖溶管道（洞室）進(jìn)行實測，未取得巖溶管道（洞室）的空間形態(tài)、位置和頂?shù)装搴穸葏?shù)，如花石板1#大橋在勘察設(shè)計階段，進(jìn)行了地調(diào)和鉆探工作，在地勘過程中，對巖溶管道的位置進(jìn)行了推測，但未對溶洞進(jìn)行進(jìn)一步的勘測，以至于施工開挖過程中發(fā)現(xiàn)一特大型溶洞，增加了設(shè)計處理的難度?；ㄊ?#大橋溶洞布置圖Ø 勘察方法、勘察成果綜合分析還需加強(qiáng)

4、。如崔壩隧道鉆探已揭示有溶洞，然后采用高密度電法探測，未發(fā)現(xiàn)埋深小于50米的大型溶洞，主要原因是勘察方法針對性不強(qiáng)，應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)特征及工程特點，采用針對性勘察方法進(jìn)行綜合勘探，盡量提高勘察準(zhǔn)確度和精度。如大水井隧道采用深層震法對埋深300米的構(gòu)造裂隙揭示得較為準(zhǔn)確。崔壩隧道溶洞圖Ø 隧道圍巖分類初勘、詳勘的差別較大，水文地質(zhì)勘察與實際出入較大。隧道圍巖在初勘階段定義的圍巖類別在詳勘階段考慮巖溶、水文地質(zhì)的影響普遍降低了一類，同時在施工圖設(shè)計中增加了圍幕注漿處理及抗水壓襯砌，增加了工程造價。實際開挖情況與初勘階段圍巖類別較吻合，水文地質(zhì)分析偏保守，目前大多數(shù)隧道已貫通，根據(jù)水文觀測情

5、況，水壓、水量均較小，因此施工過程中取消了圍幕注漿及抗水壓襯砌。Ø 對滑坡的調(diào)查及施工的影響認(rèn)識還需加強(qiáng)。如魏家洲橋頭滑坡、賀家坪滑坡、10標(biāo)滑坡、張家坡滑坡、施潭壩滑坡、施家梁子滑坡等都是在施工過程中引發(fā)滑坡變形，工程處治每處都是幾百上千萬元。施潭壩滑坡現(xiàn)場圖Ø 巖溶勘察成果與施工勘察成果變化較大。由于巖溶地區(qū)地質(zhì)的復(fù)雜性，詳勘階段鉆探局限性大，不能代表施工樁位的地質(zhì)情況，造成樁基長度的變化較大，以后應(yīng)盡可能在樁位上鉆孔，設(shè)計上應(yīng)對巖溶的不確定性有充分的認(rèn)識，增加處理預(yù)案。Ø 勘察人員對工程地質(zhì)評價及建議適用性還需加強(qiáng)。在地勘成果資料中定性描述較多，定量數(shù)據(jù)不足

6、，不能滿足設(shè)計的需要，設(shè)計人員不好利用。因此地勘成果應(yīng)盡量提供直接用于設(shè)計的地質(zhì)參數(shù)。Ø 設(shè)計人員未能很好地綜合分析并充分利用地勘成果。如勘察階段發(fā)現(xiàn)的巖堆、巖溶漏斗，由于設(shè)計人員認(rèn)識不足，設(shè)計方案未充分考慮不良地質(zhì)的危害性，給工程安全造成一定的安全隱患?？辈煸O(shè)計應(yīng)人員充分認(rèn)識地質(zhì)問題對公路工程的危害性，加強(qiáng)溝通，避免地勘與設(shè)計脫節(jié)。 烏池壩大橋布置圖榨尾灣1#大橋巖溶漏斗示意圖Ø 路線地質(zhì)應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)橫斷面的勘察。如路基切方邊坡、土石比。建議切方路基每10米做地質(zhì)橫斷面，路基增加麻花鉆。l 測量測量反映出來的問題主要是：Ø 橫斷面及中樁高程不準(zhǔn)，造成土石方量不準(zhǔn)、

7、小型構(gòu)筑物標(biāo)高調(diào)整、邊坡級數(shù)增加占地面積加大。Ø 橋墩臺樁位標(biāo)高測量不準(zhǔn)，造成墩臺樁基承臺下挖太深或懸空太多。Ø 擋墻縱斷面測量不準(zhǔn)，造成擋墻基礎(chǔ)下挖太深或懸空太多。Ø 施工現(xiàn)場的變化造成橋梁構(gòu)筑物的調(diào)整。如施工便道、天然氣管道。l 通用圖Ø T梁、空心板未提供計算內(nèi)力，荷載試驗沒有參考數(shù)據(jù)。Ø 預(yù)拱度偏大，與張拉強(qiáng)度、張拉齡期的關(guān)系未作說明。Ø 支座厚度偏小。設(shè)計厚度49 mm只能滿足100米聯(lián)長位移量，設(shè)計中未作說明。Ø 橋梁通用圖中，空心板和T梁支座墊石上均設(shè)有一塊15mm厚的支座鋼板，一方面施工困難，另一方面下鋼板與

8、墊石間連接不好，時間長了易空鼓。建議取消下鋼板。Ø 錨栓尺寸未標(biāo)注。Ø 缺20m空心板錨具、墊板構(gòu)造圖。Ø 連續(xù)空心板支座預(yù)埋鋼板構(gòu)造圖中，邊跨端部預(yù)埋鋼板沿縱向40cm過大。因端部封錨端尺寸為20cm+預(yù)埋鋼板的20cm=40cm，超出設(shè)計的35cm預(yù)制尺寸。Ø 40米T梁通用圖中：鋼鉸線伸長量計算有誤。Ø 40mT梁通用圖：橋面板鋼筋布置圖中N5鋼筋根數(shù)少計了一半。l 總體及路線設(shè)計Ø 征地缺隧道仰坡面積、橋臺堆坡、擋墻堆坡面積。Ø 總體圖、平面圖、縱斷面圖、施工圖不統(tǒng)一，相互矛盾。有的構(gòu)造物在縱斷面圖上有，而其它圖紙上

9、又沒有。Ø 平曲線最小半徑取值偏小。最小半徑R=500米，600米左右半徑較多，（二院最小半徑R=900米），造成橋上超高較大，弦弧差較大，橋梁結(jié)構(gòu)處理較麻煩。Ø 緩圓比過大，規(guī)范規(guī)定回旋線-圓曲線-回旋線的長度比宜為1：1：1，而路線設(shè)計中用到了1：6：1，對線形的組合、順適等都有所影響。Ø 縱斷面采用700米5%接1100米3% 縱坡，較陡，對以后行車安全帶來一定的隱患。大地龍2#大橋平面線位圖石槽大橋平面線位圖沈金淌大橋平面線位圖Ø 路線選線過程中應(yīng)正確理解“地形選線”的原則。如以上幾處平面確實利用了地形，但指標(biāo)較低，路線迂回。另外路線選線時不能為

10、修筑路基而一味地遷就地形，如10標(biāo)沙坪大橋至皮村河大橋之間，原設(shè)計意圖是利用其較緩的地形修筑半填半挖路基。施工后發(fā)現(xiàn)，該段基本上為滑坡（覆蓋層滑動），部分路基填筑或開挖后均出現(xiàn)了明顯的滑坡跡象。結(jié)果還是改成橋梁通過。Ø 路線選線過程中應(yīng)嚴(yán)格貫徹“地質(zhì)選線”的指導(dǎo)思想。如7標(biāo)順層滑及滑坡路段路基改線、改橋3公里。10標(biāo)起點接龍?zhí)端淼莱隹谔?，設(shè)計為半填半挖路基。其挖方段過于靠近山體，而山體為較陡的順層滑巖石，節(jié)理裂隙發(fā)育；填方段位于修筑G318棄渣堆積體上；施工危險而困難。Ø 建議巖溶區(qū)路線應(yīng)盡量沿山坡坡面布線。在巖溶區(qū)，因地勢平坦或低洼處更利于地下水活動，巖溶一般更發(fā)育，因此

11、路線應(yīng)盡量沿山坡坡面或坡腳布設(shè)，減少巖溶的影響。Ø 在保證路基穩(wěn)定的前提下，盡可能采用路堤，合理利用路堤減少棄方，降低對環(huán)境的破壞。尹壁槽加筋路堤圖l 路基路面Ø 說明前后不一致，如：總說明中填石路堤碼砌要求塊石料強(qiáng)度60Mpa，而特殊路基設(shè)計圖中要求塊石料強(qiáng)度30Mpa。Ø 按照“擋墻標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖”，擋墻地基承載力的要求應(yīng)隨墻身高度而不同，而“擋墻斷面尺寸表”中地基承載力取值均為一樣。Ø 有些地層如巴東組和大冶組都有些是軟巖，防護(hù)方案采用框架預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索不合適。Ø 石質(zhì)坡面采用埋入式框架施工較困難。Ø 路基一般設(shè)計圖（四）中填土路

12、基要求擋墻臺背回填碎石，而擋墻設(shè)計圖中均無此數(shù)量。Ø 路堤擋墻與路肩擋墻之間無銜接。Ø 不少涵洞的出口為擋墻，與涵洞重疊部分的擋墻數(shù)量均未扣除。Ø 部分邊坡防護(hù)設(shè)計方案偏弱，造成施工垮塌。Ø 分離式路基為填方，合幅成整體式路基時，應(yīng)結(jié)合路線縱坡及周邊情況認(rèn)真考慮左、右幅交叉處形成的低凹段的排水問題。如1標(biāo)ZK25+170ZK25+400雖設(shè)有中間縱向排水溝，但ZK25+093ZK25+170對應(yīng)中間段落為挖方，中間縱向排水溝標(biāo)高低，挖方邊溝溝底高，水仍然無法排走。Ø 橋梁、橋臺缺邊坡防護(hù)及土石方數(shù)量。Ø 路基防護(hù)單位工程數(shù)量偏少，在通

13、用圖編制時應(yīng)仔細(xì)核對。Ø 由于山區(qū)高速公路園曲線半徑相對較小。對于設(shè)置在小半徑園曲線段的路肩墻、路堤墻，在計算其設(shè)置長度時應(yīng)考慮內(nèi)、外側(cè)弧長變化的影響。（最明顯的為互通區(qū)匝道上的擋墻）Ø 抗滑樁設(shè)計圖缺少樁基檢測管、征地面積，鋼筋含量偏大。Ø 路基防護(hù)設(shè)計圖（十四）“掛網(wǎng)噴射砼防護(hù)設(shè)計圖”單位工程數(shù)量表有誤。l 橋梁Ø 曲線橋樁號問題：按橋型圖上起點樁號和標(biāo)注跨徑推算的橋墩中心樁號與標(biāo)高表中樁號不一致。Ø 坐標(biāo)問題：從施工單位反饋的情況來看，此類問題較多。一是部分坐標(biāo)計算或點繪錯誤。二是施工單位對橋臺背墻前緣旋轉(zhuǎn)某一角度以平行于梁端線的U臺坐標(biāo)

14、不知從何入手。三是斜交曲線橋坐標(biāo)。對于容易引起誤解的部分應(yīng)在橋型圖、橋臺一般構(gòu)造圖上詳細(xì)說明設(shè)計思路，并標(biāo)注出旋轉(zhuǎn)的角度。在坐標(biāo)圖中也應(yīng)給出該部簡圖，并詳細(xì)說明計算基線與路中心線的關(guān)系，相關(guān)坐標(biāo)線與計算基線的關(guān)系。建議坐標(biāo)計算完成后，應(yīng)反算相關(guān)坐標(biāo)間距離以從直觀上檢查所算坐標(biāo)的正確性。Ø 墩系梁：從施工角度看，墩系梁底至樁頂（或承臺頂面、基礎(chǔ)頂面）的距離宜設(shè)計成25cm的整數(shù)倍，以方便施工及模板的利用。左右幅橋墩系梁宜設(shè)置為同一標(biāo)高。Ø 從施工現(xiàn)場反映的情況來看，墩、臺基底懸空的現(xiàn)象較多，從施工角度及山區(qū)實際施工條件看，一般情況下，山區(qū)橋梁墩、臺（U臺除外）基礎(chǔ)應(yīng)優(yōu)先考慮樁

15、基（挖孔樁），除非墩、臺基礎(chǔ)處地質(zhì)條件很好而且縱、橫地勢平坦時才考慮使用擴(kuò)基。Ø 橋型圖設(shè)計時，如遇到樁基頂處地面線較陡的情況，應(yīng)注意考慮樁頂標(biāo)高適當(dāng)降低。因為對于山區(qū)地形，此處極有可能為一陡坎，而縱斷面地面線未能完全反映，結(jié)果造成樁頂部分外露，樁長不足。王家灣3號橋右幅3墩Ø 對于不通航河流及地形較陡的橋墩，基礎(chǔ)承臺宜適當(dāng)抬高，以避免水中承臺的開挖施工及陡坡段的防護(hù)工程。Ø 左、右幅橋梁不等跨時，應(yīng)綜合考慮橋臺與路基的銜接，增設(shè)路肩擋墻。Ø 設(shè)計樁柱式墩時，柱、樁基主筋根數(shù)應(yīng)相同，以保證施工時一一對應(yīng)焊接。Ø 受力狀態(tài)實際為嵌巖樁的，樁長計算

16、多按摩擦樁計算；樁嵌巖過深，樁長過長；一是浪費，二是施工困難。Ø 很多橋臺設(shè)計為樁基肋板臺+錐坡。實踐證明，在地形起伏的山區(qū)肋板臺并不適用。一方面，原設(shè)計的橋臺錐坡因地面線較陡根本無法實施，需增設(shè)擋墻。另一方面，在肋板臺臺前溜坡及兩側(cè)增設(shè)擋墻從設(shè)計上看較為麻煩。建議山區(qū)公路橋臺應(yīng)優(yōu)先考慮U臺，若承載力不太好可考慮設(shè)置樁基U臺。除平緩地段外，應(yīng)盡量少用肋板臺。Ø U臺設(shè)計應(yīng)結(jié)合臺后擋墻一并考慮，U臺臺尾與擋墻相接的，應(yīng)一律取消臺尾4：1坡及襟邊。Ø 同一座橋橋墩型式及直徑不宜太多。橋墩形式以一座橋不超過兩種形式為宜。Ø 橋梁分聯(lián)應(yīng)盡量避免伸縮縫設(shè)置在最高墩

17、頂上。Ø 巖溶地段的橋梁應(yīng)增加巖溶的處理方案。Ø 橋隧相連的特大型橋梁，當(dāng)其邊跨設(shè)計為預(yù)制結(jié)構(gòu)（T梁、箱梁）時；設(shè)計應(yīng)結(jié)合隧道洞口的實際地形充分考慮其施工的可行性。如：有無施工場地，如何預(yù)制、運輸、安裝等等。比較典型的有：魏家洲特大橋、馬水河大橋。Ø 大于70米高墩應(yīng)設(shè)勁性骨架。設(shè)計上應(yīng)考慮高墩的徐變、豎向變形。Ø 對于混凝土箱梁開裂問題宜在說明中增加預(yù)防措施。Ø 豎向預(yù)應(yīng)力大于6米建議采用鋼絞線束，橫向預(yù)應(yīng)力適當(dāng)加大管道內(nèi)徑。l 涵洞、通道Ø 外業(yè)水系調(diào)查時，應(yīng)堅持“逢溝設(shè)涵、逢路設(shè)通”的原則，結(jié)合邊溝或排水溝的設(shè)置情況以及道路的改

18、移情況進(jìn)行增減，并結(jié)合線外水系及消水洞的位置做好線外排水及道路改移設(shè)計。Ø 在山溝中設(shè)置涵洞時，不宜將涵洞設(shè)在正溝中（最低處，承載力一般較低），應(yīng)適當(dāng)往兩側(cè)山坡上靠。Ø 涵洞、通道交角較小時（10°左右），宜盡可能設(shè)成正交，一方面縮短涵長，一方面可方便施工。Ø 涵洞縱斷面布置圖時，注意避免將涵洞一部分放在巖石上，一部分放在填方上，以免不均勻沉降。Ø 同一溝沖流經(jīng)左、右幅涵洞時，應(yīng)檢查左、右幅涵底設(shè)計標(biāo)高的合理性，以保證水流能由高至低順利排出。Ø 注意檢查工程數(shù)量表中各部的建筑材料是否與通用圖一致，如不一致（特殊設(shè)計）時，必須在工程數(shù)量

19、表或布置圖中加以說明，以免產(chǎn)生誤解。Ø 涵洞進(jìn)口為跌井，出口為跌水；而洞口兩側(cè)有居民及農(nóng)田、旱地時，根據(jù)“以人為本”的設(shè)計理念，設(shè)計時應(yīng)考慮此涵兼通道的功能，在跌井及跌水處增設(shè)緩坡踏步，以方便村民上山耕作。Ø 應(yīng)充分利用地質(zhì)資料在設(shè)計中考慮涵洞、通道地基承載力不足時的處理方案，如采用換填處理、碎石樁基礎(chǔ)處理、或采用樁基礎(chǔ)設(shè)計，而不能僅在說明中要求基底承載力大于多少。Ø 涵洞選型宜采用砼材料，不宜選用石拱涵型式。Ø 山區(qū)高速公路通道外業(yè)調(diào)查時，必須認(rèn)真調(diào)查原有道路的功能（過人、農(nóng)用車、汽車）及發(fā)展，對居民較集中的地方適當(dāng)提高通道的凈空，2.7米提高到3.5米，3.2米提高到