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 山区高速公路施工组织设计研 究 周旭，刘义虎，傅波(湖 南 省交 通规 划勘 察 设计 院，湖 南 长 沙3,1 0 0 1 1)摘要 从 山区高 速公 路 的特 点人 手，提 出了 山区 高速 公路 施工 组 织设 计 的方 法，重点 讨 论 了常德 至 张 家 界 高 速公 路第 2 O合 同段 的施工 组 织设 计。关 键词 山 区；高速 公路；施 工2、组 织；设 计；研究 中图分类号 U 4 1 5 2 文献标识码 B 文章编号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 常张高速公路是 湖南省省会长沙通 往世界著名 风景 区张家界的高 速公 路 的一 段，该路 在 岩泪 渡至 终点段 长约 5 0 k m的路段，路 线沿澧水河 岸布设，沿 线两 岸狭窄，地 形 陡峭，全 路段 处 于暴4、雨 集 中 区，河 水 陡涨 陡落，枝柳 铁路沿南岸通 过，高速公路沿北侧 布线，工程量 在个 别合 同段特别集 中，施 工场地 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、狗子滩 段(k 1 5 0+9 0 0k 1 5 6+0 0 0)的第 2 0合 同 段最为 突出。该合 同段 有高架桥 9座 共长 5 4 4 0 m，废方 9 5万 m ，大 部 分为 平 面和 纵 面分 离 式 路 基 和 高架桥，内部干扰 大，施 工极 为 困难，是 常 张高 速公 路 的关键性 和控制性 工程。1 施工组织设计需要解决 的问题 合理 选 择 路 线、路 基5、 以 及 各 种 构 筑 物 的方 案，方案 的选择往 往考虑的 因素很 多，它 是一 个综合 的、复杂的过程，但 在 山 区特别 是地 形、地质 条 件 复 杂的 山区，施工组 织尤 其应 作 为一 个非 常重 要 的 因 素予 以注意。选择合适 的预制场、拌 合场、弃土场 位置，合 理地划 分合同段 以方便 工程施工。山 区地 形 横 坡 陡 峻，修 建 桥 梁 所 需 的 预 制 场、拌合场的场地选 址 困难。山区高速公路 虽大量采 用桥梁 隧道，但 仍避 免不 了高填 深切、土石方量大，受地形条件 限制弃土 场 选址 困难。山区地形 复 杂，往 往 原有 铁 路、公 路 网络 非 常落6、后，加之 山区河 流极 不规 则，河 床纵 坡 陡、落差 大，且近年来地方 的非 法开发(如沿河 随意筑坝)，种 种因素造成施 工所需 的设 备、材 料进 场十分 困难。合理安 排各项工 程 的施 工顺 序，避免各 项工 程的施工 干扰，如 路 基和 桥梁、隧道 的施 工 干扰，桥 梁与隧道之 间的施 工干 扰，分 离式 路 基路段 上 路基 和下路基 的施工 干扰 等，施 工 过程 中务必加 强 安全 管理。路基施 工应尽可 能选择 多个工作 面进行，全 面推进，有序进行。施工场 内设备材 料运输，山区高速公路 常常 由于场地狭小，施 工设 备、材料在场地 内周转 运输拥 挤，因此 场内施工7、便道、便桥 等临时设施应 予充分考 虑。构筑 物基础 和下 部构件 砼的供应 方案，根据 场地 的条件 和有 可 能的施 工 能力，混凝 土采 用何 种 拌 和方式，混凝土采用 什么运输方式 等问题要解决。桥梁 上部构造 的预制 与安装方案：大 型预制 场集 中预制一般 在施 工 现场 及 附近很 难 寻找，因而 存在构件运距远、需要专用运梁车来解决运输问题、安装时数量大等问题，施工进度很难满足施 工工期【收稿 日期】2 0 0 3 0 4 1 2 【作者简介】周旭(1 9 6 9 一)，男，湖南望城人，高级工程师，从事道路桥梁勘察与设计。维普资讯 http:/ 第 1 期 周 旭，等：山区 8、高速 公路 施 工组 织设 计 研 究 l 7 5 要 求。施 工期问 的环境保护 要密切 注意，施 工组织 设计要 防止水土流失，减少噪音 和废气污染，杜绝人 员伤亡，切实保护 环境。2常张高速公路第 2 0合 同段施工组织设计 2 1 场地条件 和设计概 况 常德 高速公路第 2 0合 同段 位于慈利 县境，全长 5 1 k m，路 线 沿澧 水 河 北 岸 布设，为 两 山夹 一 河 地 形，地面横坡陡 峭，交通 极不 方便，以分 离式 路基 为 主，主要 以高架 桥 及 隧道 通 过，见 图 l，图 l中 主要 构筑物见表 l。本合 同段 合计 有 9座 高 架 桥，单 幅 长 5 49、 4 0 m共 1 9 8孔，隧道 单 幅 2 5 9 m 座，路 基 切石 方 9 4 8万 m ，填方 9 5万，隧道 出碴 2 8万m ，填 切抵消后，废方 9 6 3万m 。合 同段 内按 地理 位置分 为七里潭 区和 狗子 滩 区：k l 5 0+9 0 0k 1 5 3+2 0 0七 里潭 高架桥 工程，5座，1 3 2孔，钻 孔桩，1 8 7根，3 7 l 7 m，砼 1 1 7 1 0 m ，结 构钢材 1 4 1 0 t；下部 构造砼 1 5 7 6 0 m ，结构钢材 7 2 9 t；2 0 m空心 板 4 5 3片，砼 5 4 6 5 m ，结构钢材 1 7 2 9 t；10、T梁 4 4 4片，砼 1 0 2 3 8 m ，结 构钢材 2 3 2 8 t。k l 5 3+2 0 0k 1 5 6+0 0 0狗子 滩 段高 架 桥工 程：4座，6 6孔，钻 孔 灌 注 桩 6 3根，5 8 5 m，砼 2 9 6 7 m ，结构钢材 2 0 9 t；下 部 构造 砼 8 1 9 5 m ，结 构 钢材 3 6 3 t；T梁 3 9 6片，砼 9 l 3 l m ，钢材2 0 9 l t。表 1主要构 筑 物表 图 l 主 要工 程及 施 工组 织 示意 图 序 号 构筑物名称 k 1 5 1+1 8 0左半 幅 高架 桥，长 5 2 6 1 1，连 续空 心板 k 11、1 5 1+0 5 0右半 幅 高架桥，长 2 2 3 9，连 续 空心板 Z k 1 5 2+4 O O高架桥，长 1 5 6 7 0 1，连续 T梁 Y k 1 5 2+1 5 5高 架桥，长 1 5 1 6，连续 T梁 Y k 1 5 2+7 l 0高 架桥，长 9 2 8 2 8，连续 T梁 Z k 1 5 4+3 6 3高 架桥，长 1 1 4 6 5，连续 T梁 Y k 1 5 4+5 5 0高 架桥，长 5 4 9，连续 T梁 Z k 1 5 5+0 9 5高 架桥，长 1 6 6，连 续 T梁 Y k 1 5 5+O 9 O高 架桥，长 1 6 6，连续 T梁 Y k l 5 12、4+1 4 6 5隧道，长 2 5 9 由此 可见，由于 2 0合 同段地势 陡峭，交通不 便，公路、桥梁、隧道 交错，左右两 幅路基分离等，造成 工 程规模 大，施 工难度、施 工 干扰 大，该 合 同段施 工组 织具有 以下难 点：设 备 材 料进 场 的场 外 运输；设备 材料 的场 内运 输；基础和下部构造 砼拌和浇筑；空心 板和 T梁预制，砼拌 和场 的选 择；路、桥 施 工的 协调 配合。2 2合 同段 的 划分 原第 2 0合同段为 k 1 5 0+9 0 0k l 5 6+0 0 0，但为 施工 预制场地 考 虑，将 合 同段 终 点 由 k 1 5 6+0 0 0移 至 k 13、1 5 6+4 0 0。2 3 大 型 设 备 及 材 料 进 场 大型设备 及材 料进 场 交通，设“三 路两 桥”保 证 畅通。便道 l：利 用 张慈线(原 省道 1 8 0 1)在 阳河 新 修 便道 进 狮 渡 溪 架 便 桥 l(长 约 3 0 m)过 溪，沿 河 至 k 1 5 l+4 5 0处(长 约 8 k m)进整 幅 路基，解决 、高架 桥下 部构造、材 料、设备 进场 问题，在 l 5 l +4 5 0处，若确 有便道 无法施 工 时，可建临 时性 沿 河 栈桥，保证便道 进场。该便道 材料设备进场 距离短，可 以避开河 中洪水 威胁，避免 便 道要 求 利用 车渡 过 14、河等优 点。便道 2：接便 道 l 过“汽车 渡 口”跨 澧水、沿原 铁 路施工 便道、架设 一 座长 约 2 0 0 m 的便桥 2回跨澧 水至北岸 k 1 5 3+4 O O处(便 道长约 l l k m)，为避免水 位对便桥威 协，便 桥采用“组 合式 钢 浮箱组 合浮桥”方案，两岸设中、低水位码头与之配套，该方案可满 足河水 聚涨时，便桥 随 时解体 靠岸。本便 道用 以满 2 3 4 5 6 7 8 9 维普资讯 http:/ 1 7 6 中南公路工程 第 3 0卷 足、高架 桥 的材料 和设 备进 场 要求 以及 大部废方运输。便道 3：利用 张 家 界 至 k 1 5 8地方 道15、 路，延 长 至 k 1 5 6新建 4 k m便 道。整 修 现有 便 道 约 8 k m，解决 、高架桥 和狗子 滩段 路基 材 料设 备 以及 废方 运 输，并且解 决预制场材料 的运输问题。另外增建临 时 码头 3个：狗子 滩 便 桥两 端 各 1 个，k 1 5 1+7 0 0下河码头 1个。同时也 不排除水路 材 料运输 方案。对 场外 汽 车便 道要 适 当拓 宽，增设 避 车台，适 当硬化，确保 畅通。便桥要 满 足 3 2 0推 土机 和 2 5 t 载重汽车通行。2 4场 内运 输 本合 同段施 工场 内运 输 十分 困难，比场 外运 输 更难解决。a 采用便道和栈桥相结合16、 的方案。在场内开 辟 约 34 k m汽车便 道，用便道 和栈桥 全段 贯通，供 汽车、吊车通行，转运设备 和材料。能修建便 道处就 修便道，修便道十分 困难处则搭设钢栈 桥。b 部分便 道和浮 吊相结 合 的方案，将 狮渡溪 便 道延伸到 k 1 5 2+0 0 0，狗子 滩便 桥 端，将 便道 延伸 到 Z k 1 5 3+0 0 0和 Z k 1 5 4+7 7 8，桥位末端 和起点，在七里 潭段和狗子滩段 分 别设 一 台浮 吊，解 决 无便 道地 段 的设备转运。浮 吊船可采用 钢浮箱或舟桥船 组。c 充分 利用现有沿 河小路 进 行改造，建一 条宽 度 1 5 m左右 的小便 道17、，供 场内人力运输用。2 5路基施 工 路基施 工按进场便 道作 为主线施工切 人点多点 铺开，在保 证 安 全 的前 提 下 先 上 幅 后 下 幅，向前 推 进。通过上述 设置 的便桥、便道，可 以采取 3个切人 点：k 1 5 1+6 O O、k 1 5 3+4 0 0、k l 5 6+0 0 0，由此 3点进入 路线打开场 面，逐 步铺开。a k l 5 1+6 O O。左 幅路 基 1 7 2 m，右 幅路 基 9 1 3 m，称为七里 潭 路 基施 工 区，打 开 场 面 后，分 为 2个 工作 面，一面前进，一 面向后 开进；除去利用方后，剩 余的 1 3万m 土石 方，通过 狮18、 渡溪 便 道 1、便 桥 1运 往 阳和乡废 方造 田地段(弃土场 1)。b k l 5 3+4 0 0。左幅 5 9 0 m，右 幅 8 4 5 m，称 为狗 子滩路基施 工 区，两幅路基高差较 大，平 面位置上随 着路线前进方 向，两 幅路 基拉 开距 离 逐渐 增 加。路 基设备经 过狗子滩便桥进 入现场，待左 幅路基(下路 基)开挖至一定场 面后，斜 向修筑场 内便 道进入右幅 路基，形 成 4个 工作 面，分别 向前 和 向后 推进，该 区 域内多余土石方 1 9万m=I，一部分石碴可用于维修便 道，剩余部分可通过狗子滩便桥运出，拟废于对岸外 滩边缘弃土场弃土场 3。如不被接受，只19、有再经过 汽 车渡 口及老便道 2转便道 1，废 于弃土场 1。由于 运距加 长，渡船很 慢，势 必要增加运输 车辆或在渡 口 再架便桥。c k 1 5 5+1 7 0k 1 5 6+0 0 0，称 为 木榔 溪 路基 施 工 区，土石 方 比较 集 中，多余 5 1万 m (上 下 两 幅路 基，高差不大)，该 区段关 系到 预 制场 运梁 的通 道 问 题，需集 中力量进行 抢工，预 制场 可 以用 去 土石方 8 1 0万m ，剩余 4 0余 万m 土石 方，通 过便 道 3运 往 k 1 5 8附近 的弃土场 3。至 于 k 1 5 5+0 0 0处 左 右两 幅 不太 长的路基废方 20、1 万 多 m ，也运至弃 土场 3。2 6废 方 处 置 本 合同段共废方 约 9 6万m ，如何消化 是工程 难 点。以运路外就 近废 土场为 主堆 放，平整压实，防护 好 后复 土造 可耕 地。分 3个弃 土场 处理，各弃土 场 必 须做好防护、排水、整形，最后 复土 变可耕地，达环 保要求。其他不 排 除桥下 废 方，在 不妨 碍水 土保 持 的基础处设小 型废 土场。废 土场 1：狮 渡溪 滩地，上下 滩头 开 阔地，砌 好 围堤可容纳 2 0、1 9两合 同段废方约 3 0万m=I。废 土场 2：k 1 5 3+4 0 0前后地 段尽量利 用地 形解 决 本区路基 隧 道 废 方，21、确有 困难 时 通 过 k 1 5 3+4 0 0 处便 桥卸澧水南岸 沿河带，可为居 民起 防洪堤作 用，并可在宽堤上 造地。废土场 3：k 1 5 8大型 山谷弃 土场，运 距 3 k m，可 容 5 0万m 。2 7桥 梁施 工 2 7 1 预制场 所有上部 构 造 空心 板 和 T梁 全 部 集 中 于 k 1 5 6 +0 0 01 5 6+4 0 0预 制 场预 制，共 计 T梁 8 4 0片，空 心板 4 5 3片，总体 积 2 5万m ，分批 预 制，用 专用 运 梁车运 至 现 场，整 个 预 制 1 5个 月 完 成。在 k 1 5 6+0 0 0k 1 5 6+4 0 022、处设置一 大型预制场集 中预制 主要 考虑 以下 因素：a 该处 4 0 0 m路段大都为路堤，地势较平缓、宽 阔，考虑路堤右侧加 宽，可 建成 1 2 0 0 01 5 0 0 0 m 的 大型预 制场，能满 足 8 4 0片 T梁 和 4 5 3片 空心 板 梁 预制场地 的要求。b汽 车 可 从 张 家 界 通 k 1 5 8附 近，从 k 1 5 8至 k 1 5 6+0 0修建便道 容易，因此，预制 场、拌 和站 的设 备和材料，便于从 张 家界 运到 预制 场，运 距较 短，不 受洪水和枯水 期的影响。c T梁和空 心板 同时 预制，预 制 工期能 满 足要 求。维普资讯 http23、:/ 第 1 期 周 旭，等：山区高 速公 路 施工 组 织设 计研 究 l 7 7 d 仅使用一套拌和预制场设备，可提高模板利 用 率，节省拌 和设备和龙门 吊等设 备，并可合理调 配 用 电。e 集 中拌 和、预制，便于管理，确保质 量。f 场 地建设 可 为本 合 同段 消 化 81 0万i n 弃 方，为将来 路面施工提供一 座大型拌 和场地。2 节 约 出有 限 的地 方 为 基础 和 下 部 构造 施 工 提供拌 和场地，减少 预制与其他施工 环节 的干扰。2 7 2 拌 和场 高架桥下部构 造砼 总体 积 4 5万i n ，比上部 构 造量多一倍。在 构造 物 中，下部 构 造施24、 工进 度影 响 整个工 期，应尽量 多开工作面，挖孔桩与机 械成孔桩 相结合，在枯水 期抢做 基 础，对单 幅 桥 应先路 后桥，对双 幅桥应先 左后 右。施 工 考虑 以 中、小 型拌 和场 配合使用，砼运输 以泵 送 为 主，配 合普通 提升 设 备。主要拌 和场有：a k l 5 6+0 0 04 0 0处，为预制场 服务。b k 1 5 1+5 0 0长 1 5 0 i n整 幅路 基 先期 施工 并拓 宽作 为拌和场，供应 5 0 0 i n范围 内部分 基础、下部 构 造 的混凝 土。c 部分桥梁基础 和下部 构造 的施 工，建议 沿河 选择适 当地形，在七里 潭 段 和狗 子滩25、段 各设 一 座 移 动式 水上拌和站，为其他各墩 基础、下部构造供 应泵 送砼，解决施 工盲点供应 问题。d 利 用 k 1 5 3+6 0 09 0 0段 隧道 弃 方 和本 段路 基弃方，填 平 附近 小 山谷 作辅 助拌 和场，供 应 前 后 5 0 0 i n范 围内基 础和下部构造 及隧道砼。2 7 3 T梁 和空心板 安装 T梁 和空 心板 考 虑用 4 0 t、7 0 t 架 桥 机安 装，先 安装左 幅 T梁，再安装右 幅 T梁，在 安装 右幅 T梁的 同时安 装 左右 幅 空 心板 梁。上部 构造 安 装 在 k 1 5 5 +2 0 01 5 6+4 0 0路基初 步成 26、型后开始 架梁，整个 上 部 构造 1 8个月完成。2 8 隧 道 施 工 狗子滩隧道 2 5 9 m，属 小 型隧 道，从施 工 顺序 和 排 除干扰及土石 出渣 等 问题，施 工 由下游 向上游 推 进，此 隧道一 般工 期需要 34个月 时 间，考 虑其 他 因素，整个开工 到完工预计 7个 月时间。可等 1 5 3+4 0 0至隧道 进 口段 路 基 初 步成 型 后，迅速 组 织设 备 进场，展开 隧道 施工 工 作。利 用 隧道 弃方 和 本段路 基弃方，填平 附近 小 山丘作 辅 助拌 和场 做 为 隧道衬 砌砼拌石 场。2 9施 工 干 扰 施 工方 案 注意减 少路 桥施 工27、干 扰，达 到 紧密的 协调一致。尊重 自然 和 客观，尽 量在 枯 水期 间抢 基 础工 程，单 幅桥先路后桥，路基施 工到一定程 度后才 开工 桥梁工程；双 幅桥 梁，则先 左 后 右，上 下 配合施 工。在 双幅道 路施 工 中，可 采取 如 下措施：由上 至 下先切除危 险原 始部分土石方，当形成 平 台后停 工；在上方形成 平台，确 不影响本方安 全情 况下，可进行 挡土墙工作；当挡土墙 工作不影 响下方安全情 况下，可进 行下幅桥下 部工 程；可 根据 实 际情 况纵 向错位 施 工。2 1 0 其 它事项 本合 同段不宜 分包，否则协 调、配合十分 困难；弃土场 和便 道等场地，28、均属重要 环节，业 主要提前与 地方 政府和水利 等 有关 部 门做好 协 调工 作，并 及时 办理各 种手 续；本 合 同 段施 工 干扰 大，安 全 应 放首 位，确保 工程顺 利进 行；本 合 同段 的废 方进 入 2 1 合 同段 k 1 5 8附近，2 1合 同段 应予 配合，不得 设 卡或采 取其 它人为阻工行 为。3 结语 山区高 速公 路施 工方 案设计 是一 个 系统 的、庞 大 的工 程，牵 涉面广，需 要 考虑 的因素 多，为 此本 文 结合工 程分析，提 出了 山区 高速 公路 施工 组 织 的方 法，以供我 国西部 高速公路 建设 借鉴。参考文献 【1 廖金德，莞深高速公路路面施工经验 J 中南公路工程 2 0 0 2 (1)，2 丁 清 浅谈西部地区公路工程项 目可行性研究 J ，中南公路 工程 2 0 0 2 (1)、维普资讯 http:/