魏松濤，王 松

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司)

山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)中，路線在跨越自然沖溝時(shí)，一般認(rèn)為當(dāng)路基中心填方高度超過20m時(shí)，宜和橋梁做方案比選。但在一般設(shè)計(jì)中，普遍認(rèn)為橋梁跨越方案安全省事，風(fēng)險(xiǎn)小，就直接采用橋梁方案。實(shí)際上，對(duì)于地質(zhì)情況較好，雖填方高度超過20m，但溝底縱坡較為平緩的“U”形溝谷，為消化路基和隧道廢方，考慮路基方案可能比橋梁方案更經(jīng)濟(jì)。

四川省達(dá)(州)陜(川界)高速萬源段在建設(shè)過程中，由于沿線人口稠密，山高溝深，而沿線隧道、路基挖方棄方較多，造成了施工棄土困難，施工進(jìn)度滯后。經(jīng)過對(duì)水文、地質(zhì)、環(huán)境評(píng)價(jià)以及質(zhì)量、安全、工期、效益等多方面因素分析和論證，最終決定對(duì)吳家河2#大橋進(jìn)行橋梁改路基優(yōu)化設(shè)計(jì)，以消化棄渣，節(jié)約投資。

1 工程概況

吳家河2#大橋位于達(dá)陜高速白沙互通中，為跨越吳家溝布設(shè)。由于所處路段為分離式路基，該橋分為左右線兩座大橋，其中部分里程位于加減速車道變寬段上。右線橋起訖里程為YK34+438.97～YK34+654.47，橋梁全長(zhǎng)215.5m，橋跨組成為4×30m+3×30m，第一聯(lián)上部采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁，第二聯(lián)上部采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。下部0#橋臺(tái)采用簡(jiǎn)易橋臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ);7#橋臺(tái)采用柱式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。左線橋起訖里程為ZK34+451.03～ZK34+636.53，橋梁全長(zhǎng)185.50m，橋跨組成為3×30m+3×30m，第一聯(lián)上部采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁;第二聯(lián)上部采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。下部0#橋臺(tái)采用柱式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ);6#橋臺(tái)采用簡(jiǎn)易橋臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。左右線橋墩均采用柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

橋位區(qū)地形呈寬闊“U”字形，起伏較大，北岸自然坡角為20°～30°，南岸自然坡度為40°～50°。兩岸斜坡體均穩(wěn)定，未見明顯滑移現(xiàn)象。路線設(shè)計(jì)高距地面10～31m，橋址地質(zhì)情況由上往下依次為8～10m厚第四系亞粘土(Qel+dl4)、10～30m厚三疊系下統(tǒng)嘉陵江組(T1j)強(qiáng)風(fēng)化泥巖、弱風(fēng)化泥巖。橋位區(qū)的大沖溝無地表水系。

2 施工存在的問題及優(yōu)化方案的提出

由于吳家河2#大橋小樁號(hào)方向接白沙互通路塹挖方區(qū)，大樁號(hào)方向接吳家河隧道，按照原橋梁方案，施工單位提出存在以下問題。

(1)吳家河隧道的施工便道設(shè)置在南側(cè)岸坡上，橋梁樁基施工與吳家河隧道施工存在相互干擾問題，尤其是棄渣運(yùn)輸和材料運(yùn)輸，工期難以保證。

(2)左線第一聯(lián)和右線第二聯(lián)上部均采用了預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，施工時(shí)需要搭設(shè)較高的滿堂支架，而橋址區(qū)土層較厚，含水量較大，為保證橋梁施工質(zhì)量和安全，需要對(duì)地基進(jìn)行特殊處理，施工周期較長(zhǎng)。

(3)白沙互通均為路塹挖方，廢方量較大，棄土困難。

基于以上困難，施工單位提出了如果將橋梁取消，改為路基方案通過，可以很好地解決上述問題。經(jīng)過多次研究和反復(fù)論證，最終確定了吳家河2#大橋“橋改路”的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路。

3 橋改路方案可行性分析

吳家河2#大橋橋下吳家溝在路線區(qū)域內(nèi)溝底平均縱坡僅為8.26％，遠(yuǎn)小于路基設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的陡坡路堤臨界值1∶2.5，故對(duì)于填筑路基而言，原地面相對(duì)平緩，適宜填筑路基。路線左側(cè)溝底平均縱坡收斂較快，在擬填平區(qū)域內(nèi)溝底縱坡為30.61％，利于收縮坡腳，且填平后施工中可作為施工臨時(shí)場(chǎng)地，竣工后復(fù)耕利于當(dāng)?shù)孛癖姼N。路線右側(cè)溝形較為寬闊，溝底平緩，縱坡約為6.25％，底寬約30～70m，可設(shè)置棄土場(chǎng)，對(duì)高路堤坡腳形成反壓，增加路基穩(wěn)定系數(shù)和安全儲(chǔ)備。

由于溝中心處路基中樁最大填土高度達(dá)32.76m，沉降問題成為本優(yōu)化方案的控制因素。但隨著高路堤設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的日趨成熟，沉降問題可通過地基處理、采取土石混填、鋪設(shè)高強(qiáng)度土工格柵、超載預(yù)壓、加強(qiáng)施工控制等多種工程措施來降低，再加上鋪筑路面前預(yù)留足夠的沉降期，該問題便可迎刃而解。

綜上所述，吳家河2#大橋完全具備橋改路方案的可行性。

4 橋改路優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

(1)填筑方式及防護(hù)形式:路基采用整體式土石混填。邊坡采用折線形，第1～3級(jí)坡率分別采用1∶1.5、1∶1.75、1∶2.0，分級(jí)高度為8.0m和12.0m，邊坡平臺(tái)寬4.0m;路線左側(cè)溝谷填至與路基齊平，并設(shè)置向外3％橫坡，路基右側(cè)坡腳設(shè)置棄土場(chǎng)反壓，增強(qiáng)路基穩(wěn)定性;右側(cè)第1、2級(jí)坡面采用拱形骨架植草防護(hù)。

(2)降低沉降措施:由于溝底地基土為含水量較高的亞粘土，對(duì)此范圍內(nèi)地基采用擠密碎石樁處治，樁頂填筑級(jí)配較好的片碎石，兼做盲溝。路床底及分級(jí)平臺(tái)處鋪設(shè)3層雙向土工格柵，間距1m，并采用重錘補(bǔ)強(qiáng)，以降低路基不均勻沉降。

(3)排水工程:路基左側(cè)填平區(qū)域設(shè)置環(huán)形排水溝，路線右側(cè)填方邊坡平臺(tái)上設(shè)置平臺(tái)截水溝，YK34+438.466填挖交界處設(shè)置1.5m×1.5m鋼筋混凝土蓋板涵以排除路基匯水。

5 效益評(píng)價(jià)

吳家河2#大橋原橋梁方案造價(jià)1682.86萬元，調(diào)整為路基后，總造價(jià)縮減至1366.13萬元，減少投資316.7萬元。路基還可消耗45.6萬方棄渣，減少棄土場(chǎng)一處，可節(jié)約投資約300萬元。寬闊的路基場(chǎng)地還可作為T梁預(yù)制場(chǎng)，存梁期梁板還可對(duì)路基提供超載預(yù)壓，有效消除路基沉降，縮短了施工周期，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

此外，橋梁調(diào)整為路基后改變了原溝谷處的地貌，路基左側(cè)填平區(qū)域?yàn)楫?dāng)?shù)孛癖娞峁┝烁N場(chǎng)地，同時(shí)公路兩側(cè)景觀效果也得到了改善，社會(huì)效益和綜合效益顯著。

6 結(jié)語

山區(qū)高速公路在跨越溝底縱坡較為平緩的“U”形溝谷時(shí)，選擇路基方案通過，雖然填方高度超過了20m，但通過水文、地質(zhì)和環(huán)境評(píng)價(jià)以及質(zhì)量、安全、工期、效益等諸多方面分析以及地基處理、采取土石混填、坡腳棄土反壓、鋪設(shè)高強(qiáng)度土工格柵、超載預(yù)壓、加強(qiáng)施工控制等多種工程措施可確保高路堤穩(wěn)定，且相比橋梁方案更為經(jīng)濟(jì)合理。

吳家河2#大橋2009年10月開始按優(yōu)化設(shè)計(jì)方案施工，路基填筑于2010年8月填筑完畢。而后為橋梁預(yù)制場(chǎng)、路面拌合站等提供了良好的施工場(chǎng)地，既降低了路基的工后沉降，又方便了主線其他工程的順利推進(jìn)，確保了達(dá)陜高速公路2011年底通車的總工期目標(biāo)。經(jīng)過兩年的運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)和雨季的洪水考驗(yàn)，目前路基穩(wěn)定，路面行車狀態(tài)良好，周邊生態(tài)景觀宜人，“橋改路”方案取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院.萬源(陜川界)至達(dá)州(徐家壩)高速公路詳細(xì)工程地質(zhì)勘察報(bào)告[R].西安:中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院，2007.

[2] 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院.萬源(陜川界)至達(dá)州(徐家壩)高速公路施工圖設(shè)計(jì)文件[R].西安:中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院，2007.

[3] 唐良健.萬源(陜川界)至達(dá)州(徐家壩)高速公路吳家河2號(hào)橋橋改路變更設(shè)計(jì)[R].西安:中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，2009.