杭甬高速公路拓宽施工技术

一、工程简述
杭甬高速公路全长145公里，于1996年全线建成通车。随着沿线经济快速发展和杭衢及上三高速公路的建成通车，交通量急速增长，双向四车道已不能满足运营的需要，根据交通量情况，实施分段拓宽。一期拓宽从红垦立交到沽渚立交，全长43.8公里，采取两侧加宽的方法。原TRANBBS设计为拓宽成双向六车道，2002年底经论证后变为带港湾停车带的八车道。行车道宽2×（350㎝+3×375㎝），中央分隔带为250㎝，左侧路缘带2×50㎝，硬路肩2×50㎝，土路肩2×50㎝，每500m左右在外侧增设3m宽应急停车带。
1.1工程主要特点
1.1.1窄小场地、深厚软土地基
本次拼宽路基一般路段每侧只有4.5m，施工场地狭窄不适宜大型施工机械作业。本路段全线软土叠合最大厚度40m以上，软土厚度20m以上路段占76%，在如此深厚的软基上进行拼宽工程，在国内尚属首例。本路段采用了六种处理方式：一般预压、等载预压、砂砾垫层、塑料排水板结合等载预压、路堤桩结合土工隔栅、土工隔栅等。
1.1.2新老路堤不均匀沉降
老路堤沉降已基本稳定，控制新老路堤不均匀沉降是一项重要的课题。本工程沉降观测标的类型和埋设与一般工程有所不同， a、路肩沉降观测桩为砼小方桩，设在老路堤路肩上；b、水平型沉降管采用高精度测斜管水平放置于拼宽路堤底部； c、位移边桩采用砼小方桩埋设于路堤护坡道外侧或桥头路堤前缘；d、测斜管采用高精度测斜管埋设于路堤护坡道外侧或桥头前缘，观测整个软土层的水平位移情况。
1.1.3新老桥梁的拼接
杭甬高速公路车流量大，不允许较长时间对高速公路局部半幅全封闭，因此对新老桥梁湿接缝的施工提出了较高的要求，50#钢纤维混凝土要求12小时强度达到35Mpa，施工组织安排以及施工的时间都要合理安排。
1.1.4确保高速公路正常运营下的施工组织
杭甬高速公路是浙江的经济大动脉，交通量非常大。本工程是在高速公路正常运营前提下进行的拓宽工程，进行施工的同时必须确保高速公路畅通，给组织施工带来很大的困难，需交警和路政管理部门的大力配合。
二、路基施工
2.1窄小场地的施工组织
因施工场地狭窄，平地机不便作业，需配备足够的人工辅助推土机平整作业，提高路基平整度，有利于路基压实。全线设施工便道和通向路基的横向坡道，并在河沟处设置便桥，以满足施工车辆进出。
2.2场地清理
在征地边桩内侧挖出临时排水沟，排水沟的深度和宽度要保证在当地雨季排水畅通，路基不被水浸，施工场地流水不排入农田或污染自然水源，不应引起淤积，阻塞和冲刷。
对原路堤的边坡，挖向内倾斜2%-4%的台阶，为解决施工台阶内倾的积水问题，挖横向临时排水沟。路堤边坡开挖采取逐段清表、挖除、填筑，同时段落不能过长。在天气较好时抓紧施工，雨季施工时尽量压缩工作面，采取适当措施防止台阶部位坍塌。
2.3进行清表后原地面填前压实和老边沟的回填
2.4埋设沉降标
按设计图纸要求埋设水平沉降管和路肩沉降桩及测斜管。
2.5宕渣填筑
宕渣用自卸汽车运到施工路段，填筑实行水平分层、纵向分段，材料采用网格控制法，松铺厚度控制在40㎝以内。用推土机或平地机进行整平，再用人工修整。
2.6碾压
压实机具采用重型压路机。碾压遵循由低至高的原则，普通路段碾压由外侧向老路方向碾压，有超高的曲线路段由弯道内侧向外侧碾压。碾压时前后轮迹须重叠，对于压路机碾压困难的位置采用小型压实机具来压实。
2.7为了保证新老路搭接处的施工质量，采取措施如下：
2.7.1边坡开挖时对坡面上不适宜路基填筑的材料要清理干净，否则将留下沿边坡坡面方向的结合薄弱面，很难保证新老路基的有效结合。
2.7.2为使新老路基结合紧密，有意识地将拼接面处的新老填料进行适当掺配，以形成密实结构，易于压实。
2.7.3按照软土地基的沉降要求，调整上料速度，避免填筑过快，造成沉降速率大，出现路基失稳，甚至将老路面纵向拉出裂缝的情况发生。
2.7.4将新老路基结合部位列为压实度重点检测区域，加大压实度检测频率，保证结合部位压实效果良好，新老路基结合紧密。
三、桥梁施工
3.1施工放样
在拓宽桥梁放样前，先进行详细调查，包括老桥跨径宽度标高等能否和拓宽设计图相对应，特别是跨径和基础的偏位，要详细记录，出入较大应通知设计、监理，以便及时解决。
3.2下部施工
3.2.1钻孔平台尽可能少地侵占路基边坡和桥下通道，桥台锥坡拆除时采用适当防护措施，确保桥头路基不坍陷。
3.2.2下部构造施工应注意与老桥的接顺问题，老桥在施工中墩台可能出现横轴线的偏位，到了拓宽部分变得严重，因此在施工时要对每座桥梁应进行详细的核对，根据情况来调整拓宽部分相应位置。
3.3桥梁上部的施工
3.3.1搭板坍空处理
老桥搭板大部分坍空，处理方法是，将周围已经破损的防护重新砌好，在做好防渗漏的基础上，对坍空部分压水泥砂浆，压浆机选用活塞式，能保持足够的压力。
3.3.2新老桥梁板湿接缝的拼接
a老护栏拆除
护栏拆除根据中央分隔带开口的分布情况进行，选择在两个开口之间的桥梁作为拼接缝施工段落，在要凿除护栏旁的硬路肩处设防撞砂包。护栏凿除采用风镐凿除的方法。
b钢板粘贴
先在老梁外侧沿水平方向钻孔，用毛刷等将孔中粉尘清扫干净、吹干，采用环氧树脂粘胶种植高强膨胀螺栓。在老桥梁板侧面粘贴钢板处及钢板与梁板的接触面均匀涂上环氧树脂粘胶。
c钢筋绑扎
将拼宽桥内边板外侧露出的预埋钢筋调正到与钢板上的焊接钢筋同一平面进行焊接。为增强新老桥梁的联接性，可将老梁板上的护栏座钢筋扳弯，与钢板上的焊接钢筋、新梁板上的预埋钢筋焊接。
d拼接缝模板
桥梁纵向拼接缝模板易选用竹胶板，根据每跨各段的尺寸进行加工并编号，才能保证模板与新老梁板吻合，不致于漏浆。为防止混凝土上下面的温差形成裂纹，宜在竹胶板下放一层木板，中间夹一层泡沫板。
e混凝土浇筑
混凝土浇筑前，要对机械进行检查和调试，每个作业组的机械设备都要有应有急处理办法，才能使混凝土的浇筑不致因机械故障造成中断。
f养护
为提高混凝土的早期强度，在混 凝土浇筑完成后，及时用帐篷罩住，其上再盖上帆布或彩条布，里面安放温度计，用电烤灯或碘钨灯加热，根据湿度和温度情况，每隔一段时间给混凝土面洒水一次，在保湿的同时还要防止混凝土被烤坏。
四、路面施工
沥青面层下面层为7㎝粗粒式沥青混凝土、中面层为6㎝中粒式沥青混凝土和4㎝SBS改性AC-13改进型细粒式上面层；路面基层为水泥稳定碎石，根据路基干湿类型的不同，为40㎝和34㎝；层间设置沥青封层；路面底基层为20㎝级配碎石。
4.1总体施工方案
路面施工首先将老路的路侧波形护栏拆除，标志牌等交通设施移至拓宽部分的相应位置，挖除老路土路肩和部分硬路肩。总体施工安排上有别于新建公路。主要区别是高速公路的通车影响、施工安全、施工场地狭小的限制等对路面施工影响很大，同时为了减少对原车道运营车辆的行车安全影响，老路的挖除不能全线整体进行，最长不能超出单侧8公里，不得双侧同时施工。拓宽路面施工总体安排只能分段施工，施工段内逐层需实施流水作业。
4.2路面施工放样
先以50M整桩号和曲线控制点恢复老路的中心点，以此点放出两侧控制边点并标识和加密边桩。考虑到拓宽部分路面的顶面必须与原路顺接，因此施工中各层的标高控制采用相对高程来控制各层的顶部标高。
4.3老路部分的挖除
先拆除路侧旧护栏、立柱，同时放样出硬路肩的开挖线，用切割机将沥青混凝土部分进行切缝，切缝深为10㎝。
土路肩的挖除采用挖掘机挖除，挖除时应避免挠动老路的基层。硬路肩的沥青混凝土采取人工用风镐凿除的方法，主要为了防止破坏切割缝。
4.4路面施工方法
4.4.1底基层施工：底基层由一个作业队进行施工，级配碎石混合料采取在拌和场用装载机集中拌和，采用摊铺机铺筑，保证了水泥稳定碎石基层施工的工作面。
4.4.2基层施工：水泥稳定碎石基层材料采用稳定土拌和机集中场拌，水稳碎石的摊铺采用自动伸缩摊铺机施工，摊铺机施工时外侧采用基准钢丝法调平，内侧走滑撬来控制摊铺标高，以原老路面层顶作为基准。水泥稳定碎石基层分两层施工，采取两层同时施工。
4.4.3沥青面层的施工：沥青混凝土下面层粗粒式沥青混凝土采用外侧均采用基准钢丝调平，内侧依靠老路采用铝合金基准梁调平，使标高、纵、横坡度符合设计要求；中上面层仅在老路侧采用滑靴调平，同时采用自动横坡仪控制横坡，以达到与原路面接顺的目的。
4.5拓宽部分与老路接缝处理
4.5.1老路基顶层处理
因老路中央分隔带未设排水结构，在施工中发现老路基的填筑材料较差，特别是顶层以下80㎝范围填料含粘土较多，致使中央分隔带的雨水外排极慢，大部分雨水长时间滞留于老路基中，新老路结合处的路基顶层经常性处于潮湿状态，弯沉大大超标，局部出现弹软、翻浆，施工中对严重段落翻挖50-60㎝，轻微路段翻挖30-40㎝后，用级配碎石设置纵横向盲沟；顶层30㎝用翻挖料掺3.5%水泥拌和均匀压实，使其压实度达到设计要求。
4.5.2底基层和基层
原路硬路肩结构层因仅设置了34-40㎝二灰碎石基层和沥青面层。拓宽部分的底基层和部分老路基、基层相接，挖掘机挖除后的老路基层断面参差不齐，压路机对结合部的压实不能到位，专门组织人工用锤夯击，用较细的混合料补料再夯击，直到夯击至锤击沉陷量很小时表示已密实，再用压路机对接缝处静压一遍，以消除锤击时少量混合料外移形成的不平整。
水泥稳定碎石下基层的施工时，对纵缝的处理采用同底基层相同的方法，上基层高出原路的基层面普遍在8㎝左右，在上基层摊铺时，摊铺机铺筑时该处松铺值和正常断面不一，所以将挡板适当内移5-10㎝，在铺筑后人工对接缝处混合料的厚度进行调整、整平，以达到横坡一致、高程满足设计要求。
4.5.3沥青混凝土面层
新老路的接缝采用切割机进行切缝后保证了接缝的顺直，利于压路机的碾压；为了使新老沥青混凝土能很好的粘结，在沥青混合料摊铺前安排人工对切缝清理后，待风干后人工涂刷乳化沥青粘层油。上面层需与老路面接顺，纵缝碾压尤其重要，施工中按规范对横缝冷接缝碾压要求进行纵缝的碾压，起到了预期的效果。
五、高速公路安全施工组织
5.1施工安全管理措施
5.1.1对施工人员进行安全交底和安全教育，使其充分认识施工安全的重要性。施工人员必须穿反光衣，若非施工的必要，所有施工人员不得攀登高速公路，更不得横穿高速公路或在其上逗留。施工车辆不得随意停放在高速公路上。
5.1.2施工期间，安全主管现场值班，成立专门的安全小组，看守施工路段，负责施工区的交通安全维护。
5.1.3要事先通知高速公路管理部门及高速公路交警，按批准的时间、范围进行施工。严格按施工要求设置警示牌、限速牌、反光锥和其他安全设施。
5.1.4加强与高速公路交警和管理处部门的联系，听取交警和管理部门关于安全管理的建议和意见，以便及时纠正安全隐患，确保高速公路交通安全和施工安全。
5.1.5及时向交警和管理处上报施工计划，合理安排、以确保按计划实施，如计划有变动及时通知交警和管理处。
5.1.6制定安全处罚措施，对工作失误造成事故者根据情节给予处罚，严重者直至追究刑事责任。
5.2桥梁安全施工组织方案
拆除老护栏时，除按要求设置施工标志、标牌外，在老护栏内侧的硬路肩处设置防撞砂包，高度不得低于原护栏。另在要拆除护栏的路段，每间距10m放置反光水马一只，起到行车诱导作用。在每个要拆除的护栏起讫点，设置频闪灯一只，频闪灯安放在老的波形护栏上及防撞砂包外侧。
5.3路面安全施工组织方案
路面施工时对老路硬路肩封闭，采用水马路障设在距老路硬路肩位置处，每15m设置一只，同时根据实际需要设置标志、路栏及太阳能频闪灯等安全措施。施工区施工车辆进出口设专人负责指挥施工车辆，进行相应的交通维护。尽量减少施工车辆在高速公路上停留的数量和时间，根据施工的需要进行合理配置。
七、结束语
杭甬高速公路一期拓宽已完工全部通车。根据试验路运营的效果和开通路段的通车情况，拓宽路堤稳定性良好、沉降量在预期的范围内；桥梁拼接的整体性效果较好，拼缝处无裂缝；路面拼宽部分总体质量较好，和老路的接缝处结合良好，无明显的下沉、开裂。
近十几年来高速公路的建设发展迅猛，成绩骄人，但是公路交通流量增长势头更快，在一些经济发达地区的交通压力仍然很大，将原有高速公路进行拓宽作为缓解交通流压力的一种措施，和新建高速公路比较其优势是：节约占地、投资少等。在未来几年中高速公路拓宽的建设市场将会很大，本文对杭甬高速公路拓宽施工情况进行了简要介绍，供参考，不妥之处望指正