南京机场高速公路建设体会.docx
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南京机场高速公路建设体会
南京机场高速公路建设体会
田鸿发钱国超
【南京机场高速公路建设指挥部南京210005】
摘要:
本文从路基、路面、桥涵、排水防护、交通工程安全设施以及环境整治与绿化诸方
面系统、全面地论述了机场高速公路建设中的技术关键、管理经验、质量水平与经济效益。
关键词:
路基路面桥涵排水防护环境整治绿化技术管理质量效益
南京机场高速公路全长28.756km,于1995年6月28日开工,1997年6月28日正式竣工通车,历时两
年,经过广大建设者顽强拼搏,团结奋战,克服了工期短、技术难度大、质量要求高的困难,高标
准、高质量、高效益地完成了建设任务。
经来自全国各地15位知名专家评议,工程总体水平为“国内
领先,国际先进,代表了目前我国高速公路建设新水平”。
南京机场高速公路气势宏伟,色彩斑斓,景观丰富,充满了现代化气息。
建设者无不以其一流的
质量、一流的设施而自豪,道路使用者无不以其路面平整、环境优雅、功能齐全而赞叹。
它为我省改
革开放的进程画上了绚丽的一笔,它为今后全省高速公路的建设树立了光辉的典范。
它无愧于“省门
第一路”的称号。
驾车在机场高速公路能使你精神焕发,疲劳顿消,能使你心情舒畅,流连忘返。
南
京机场高速公路之所以取得如此辉煌的建设成就,关键在于:
(1)领导重视。
建设伊始,厅党组就提出
了“高质量、高标准、高效益建好省门第一路”的要求。
建设期间,省、厅领导多次亲临现场指导工
作,厅长兼总指挥徐华强每次总是在工程最关键的时候亲自坐阵指挥,明确奋斗目标,制定攻坚方
案,作出重要指示,要求全体建设者、工程技术人员牢牢树立质量第一的观点,要求在质量问题上要
有如临深渊,如履薄冰之感。
要以高度的责任感和历史使命感建好“省门第一路”;要把机场路建成
“精品工程”。
严格的要求,殷切的期望既是鼓舞,也是动力和压力,这为机场路的建设管理工作指
明了方向。
(2)团结协作,分工明确,把质量放在第一位。
机场路设计、施工、监理、建设单位都是省
交通厅内部直属单位,建设过程中齐心协力,团结拼搏,投入了最精干的队伍,最先进的设备和技
术,这充分说明了交通系统职工是一支特别能战斗的队伍。
建设指挥部各级领导人员知识化、年轻
化,思想统一,明确分工,目标明确,各司其职,有令必行,有行必果。
(3)在工程建设过程中,指挥
部采用了超常规管理模式。
在工程质量管理方面突出了一个“狠”字;在处理施工过程中技术问题及
信息反馈方面突出一个“快”字;在抓各项工程外观质量时突出一个“精”字;在抓变更设计、抓环
境整治方面体现一个“美”字。
工程建设指挥部几位指挥几乎每天都深入现场,既当指挥员,又当战
斗员,同时也是质量监督员。
认真负责的精神,深入细致的工作,保证了机场路工程每一道工序、每
一个质量细节都在严密有序的监理之中,任何影响工程质量、产生质量事故隐患的苗头都会被及时发
现,并及时坚决地予以制止。
精心设计、精心施工、精心管理,保证了机场路精品工程目标的实现。
无论是质量方面,还是设
施方面,机场高速公路都可以与世界发达国家最好的高速公路相媲美。
可以说机场路是一条与国际接
轨的高速公路,其建设水平突出之处主要表现在以下几个方面:
(1)路面平整、色泽均匀、行车舒适。
路面平整度均方差达到了0.55mm(沪宁高速公路为0.68mm),
远小于规范要求的1.8mm,达到了当前我国高速公路平整度最好水平。
(2)交通工程三大系统(监控、通信、收费)一步到位,采用了西班牙设备和技术,与主体工程同步
完成。
监控中心是目前我国高速公路功能最全、规模最大的集监控、收费、通信于一体的现代化的交
通控制中心。
全线设有CCTV系统、紧急电话系统、交通流检测系统、气象检测系统、收费系统等。
全
线31部遥控摄像机能对全程实现监控;收费系统包括人工、IC卡、不停车收费三大部分,总体水平达
到国内领先,国际先进。
(3)重视环境设计与整治,使机场路成为一条环境路、景观路、花园路。
全线在征地范围内认真进
行环境设计整治,在保护自然生态环境的同时,尽可能改善环境,形成自然风光,丰富沿线景观。
同
时在征地范围内遍植花草树木,体现三季有花、四季常绿、郁郁葱葱的绿化指导思想,做到层次分
明,远近结合,错落有致,景观丰富。
形成了一条色彩缤纷的绿化带,使高速公路与周围环境、绿化
实现了有机的结合。
(4)桥梁结构设计标新立异,雄伟壮观。
全线跨线桥结构形式多样,每一座跨线桥都是一个景点。
特别是通过变更设计建造了一座全省唯一的斜腿刚构桥,美观新颖,与周围环境融为一体。
禄口高架
桥,全长2.38km,是目前全省最长的高架桥,线形优美,质量优良。
机场互通立交结构合理有新意,
宏伟壮观,且外观质量好,堪称精品工程,受到国内外知名专家的高度赞扬。
(5)照明工程别具一格,气势不凡。
全线头尾1/2路程设置照明系统。
低杆灯采用了英国进口设
备,灯杆纤细,灯具美观独特。
高杆灯采用了意大利进口设备,形式多样,美观大方,照度均匀,特
别是球形高杆灯,在亚洲尚未见使用,给机场路增添了光彩和现代化气息。
(6)服务区、监控中心、收费站建筑设计典雅大方、新颖独特,代表了当代建筑新水平,服务区功
能齐全,集餐饮、购物、娱乐、游览于一体,使机场路更具魅力,给机场路增添一景,增加了吸引
力。
(7)工程质量创一流,上水平。
南京机场高速公路路基稳定,路面平整,强度均匀,路面实测平均
弯沉小于0.08mm,远小于设计要求的0.34mm标准。
虽然有14座桥头处于软基地段,但在工期只有两年
的情况下,使桥头沉降趋于稳定,基本上解决了桥头跳车的问题。
交通安全设施,包括隔离栅、防眩板、防撞护栏、标志标线精心设计,精雕细琢,其线形与高速
公路充分协调一致,无粗糙、伪劣之感,达到了令人满意的程度。
综上所述,如果没有上级领导的重视和支持,没有全体建设人员发扬“团结拼博、无私奉献、争
创一流”的精神,没有对质量、对技术高度重视,就不可能在工期紧、任务重、技术难度大的情况下
取得这样的成就。
结合南京新机场高速公路的建设经验,现就建设过程中在质量、进度控制、技术方案制定方面的
一些做法结合实例谈一些自己的体会。
1路基工程
1.1填前处理
填前处理是保证路基稳定,减小路基沉降,保证路基压实度达到设计要求的关键。
填前处理包括
排水、清表、清除树根、杂草、垃圾以及清淤、填前压实等。
经验表明,如果不将沟塘淤泥彻底清
除,不将含水量大的耕植土清除或晒干辗压,即使路基处于无软基地段,不均匀沉降也是不可避免
的,因为路基底部未清除的淤泥或含水量大的耕植土在路基荷载的作用下将产生固结或干缩,从而使
路基不均匀沉降,导致路面产生纵横向裂缝、涵洞桥头处产生明显的跳车现象。
为保证路基稳定,机
场路在填前处理方面着重抓了以下几项工作:
(1)在全线基底范围彻底清除表土,一般清除10cm耕植土。
因基底含水量大,第一层填土辗压后出
现弹簧的必须重新翻挖换填,最大翻挖清除厚度达150cm,如:
K3+200~400段,K16+400~600段。
(2)在基底以外两侧开挖深度大于80cm的排水沟并沟通水系,以降低地下水位,减小地表土含水
量,保证雨后路基范围内不积水。
(3)进行基底填前辗压,辗压前基底要尽可能晾晒干,局部含水量无法降低、压路机无法辗压的采
用挖除换填或掺灰稳定办法,基底压实度要求大于88%,压路机应大于8t。
(4)彻底清除河、沟、塘内淤泥,要求一直清到下面天然地基土。
回填采用碎石土,石块粒径不大
于15cm或者采用5%剂量石灰土,分层回填压实,压实厚度分别为50cm及30cm,采用振动压路机,或21t
三轮压路机进行辗压。
(5)彻底清除暗塘回填土及淤泥。
机场路在基底处理过程中发现暗塘暗河沟多处,主要是六七十年
代“农业学大寨”时平整土地,造田形成的,暗塘中的淤泥及回填土因处于自然压密状态,含水量
大,可压缩性极大,若不处理必将严重影响路基的稳定(估计相当一部分高速公路纵向裂缝产生与此有
关),因此指挥部一是要求各监理组加强填前辗压的检查,向当地群众了解过去地形及其变迁的情况;
二是坚决、彻底挖除暗沟,挖除回填厚度最大达10m。
(6)全线路基底部40cm采用掺5%剂量石灰处理或填以碎石土。
实践证明,这一措施对于农田洼地段
是十分必要的,一方面可以减小农田水、地下水对路基的侵害,减少不均匀沉降,提高路基水稳定
性,另一方面可以提高上层路基的压实度。
1.2软基处理
软土地基处理是南京新机场高速公路的一大技术难题,由于机场路工期只有2年,而根据以往高
等级公路建设经验,要使软基段路基沉降稳定至少要有6个月至2年的预压期,如何在如此短的工期内
使路基沉降稳定,尽可能减少桥头跳车现象,为减少工后沉降需采用合理的软基处理方案,是保证机
场路路基稳定、桥头沉降稳定的关键。
南京机场高速公路地质情况十分复杂,全线有软土地基22段,计6.15km,其中2.77km因软土地基
较深(大于15m),采用建桥跨过,4.38km采用不同方案进行了软基处理,涉及14个桥头。
根据连云港新
墟一级公路、宁连公路、沪宁高速公路以及其它省内外高等级公路软土地基处理经验,通过对地质资
料认真的研究分析并对沉降量及工后沉降情况反复的计算论证,我们对原设计文件中软基处理设计进
行了大胆的变更(详见表1)。
为了保证软土地基处理的效果,在软基施工、路基施工中采取了一系列的措施,主要包括:
(1)加快软基处理工程施工,保证有足够的沉降预压期。
为此,指挥部要求在1995年11月底前全面
完成软基处理施工任务。
为高质量、高速度地按期完成软基处理施工任务,施工单位加大了设备、人
员力量投入,高峰时全线共投入了48台粉喷桩施工机具,形成了一股软基处理热潮。
监理组也加强了
监理力量,坚持一人盯一台机子,严格控制每延米水泥用量,保证软基处理质量及效果。
(2)在所有软土段设置沉降标,定期观测路基施工期间沉降量,绘制沉降曲线,分析路基沉降及稳
定情况,全线共设置沉降标47个、25个断面。
(3)对于采用等载、超载预压的路段,要求预压土方必须在1996年元旦前完成填筑,并要求一般路
段至少预压6个月,桥头(已打粉喷桩)至少预压3个月,同时观测每月沉降量,当连续3个月的沉降量小
于8mm时才能卸载进行路面基层施工。
软土地基变更设计一览表 表1
序号
桩 号
软土层厚(cm)
原 设 计
变 更 设 计
备 注
1
K5+565~590
4.5
塑板桩处理
超载1米预压(有粉砂层)
桥头
2
K11+625~695
6.0
粉喷桩处理
K11+625~655不变
K11+655~695等载预压
桥头
3
K12+680~830
4.5
砂垫层土工布等载预压
基底铺40cm碎石土后正常施工
4
K16+400~500
5.0
砂垫层土工布等载预压
取消处理
5
17+400~650
2.0
砂垫层土工布等载预压
铺一层土工布后按正常施工
6
20+260~21+200
8.2
桥头30m粉喷桩,其余塑板桩
取消塑板桩改为砂垫层土工布等载预压
7
K21+260~500
2.5
砂垫层土工布等载预压
取消处理
8
K26+056760
10.0
粉喷桩处理
桥头30m采用粉喷桩,其余采用垫层双层土工布超载预压
主线收
费站区
9
K27+815~875
11.0
未处理
采用粉喷桩处理
原地质钻探未
发现
10
K28+305~490
10.0
未处理
采用粉喷桩处理
原地质钻探未发现
说 明
因地下软土层厚度变化很大,所有粉喷桩处理段桩长实行动态控制,要求打入硬层50cm,另所有有软基桥头除打粉喷桩外,另超载1m进行预压。
(4)所有打粉喷桩的路段都必须以打入硬层为限。
(5)路基施工优先安排软土段,以争取预压时间。
经过各施工单位艰苦奋战,软基处理及堆载预压都严格按计划完成,从而保证了预压时间。
从施
工期间沉降曲线分析以及从通车近半年软土段实测沉降情况来看,南京机场高速公路软基处理方案是
适宜的,成功的。
具体沉降量数据详见表2~3。
总结南京机场高速公路软基处理的成功经验,可以得出以下几个有价值的结论:
(1)采用超载预压的方式是一种行之有效的加速路基沉降、减小工后沉降、降低工程造价的软土处
理方法,特别是在软土中有夹砂的情况。
①K25+100~450为主线收费站区段,原设计为粉喷桩处理,工程量15万延m,经对地质资料认真分
析研究,考虑软土层上部分为粉砂层且路基宽度很大,另外考虑到收费站区填筑用土,故该段软基处
理果断地改粉喷桩处理为超载预压1m处理,既缩短了工期,又节省了大量投资,沉降曲线表明超载预
压3个月路基即基本趋于稳定,卸载后1年的沉降量仅2cm。
②K19+700~K19+920原设计为塑料插板桩,经分析,改为土工布砂垫层等载预压,经预压6个月后
沉降亦基本稳定,通车后测得的沉降数据说明,沉降亦已基本稳定。
③所有有软土的桥头,不管是否打粉喷桩,在桥头30m范围内一律采用超载1m、预压3个月处理。
这是考虑到工期只有两年,为尽可能减少桥头跳车现象采取的一项非常措施,从通车后桥头跳车状况
发展的情况来看,采取这一措施既是经济的,也是有效的。
(2)采用粉喷桩处理软土地基,特别是对减少桥头跳车现象仍然是一种合理有效的方法。
根据沉降
曲线分析,粉喷桩在打入硬层、保证质量的前提下,沉降能很快稳定。
一般工后沉降不超过5cm,或基
本上不沉降。
施工期间主要地段沉降量观测 表2
序号
桩 号
软基处理方式
填土高度(m)
总沉降量(mm)
路面结构施工时月
沉降量(mm)
备 注
1
K2+111
粉喷桩加超载预压
4.0
80
2
桥头
2
K2+380
砂垫层土工布等载预压
3.0
250
5
3
K5+525
粉喷桩加超载预压
4.5
65
2
桥头
4
K6+970
粉喷桩加超载预压
4.2
30
1
桥头
5
K11+635
粉喷桩加超载预压
3.9
40
0
桥头
6
K12+740
碎石土40cm
3.5
65
2
7
K13+900
粉喷桩间距2m
5.5
115
2
8
K14+040
粉喷桩加超载预压
5.5
150
0
桥头
9
K15+280
粉喷桩
4.0
120
3
10
K15+700
粉喷桩
3.5
120
5
11
K15+940
粉喷桩加超载预压
5.5
120
1
桥头
12
K20+900
土工布砂垫层等载预压
6.2
280
5
13
K20+975
粉喷桩加超载预压
5.5
50
1
桥头
14
K26+065
粉喷桩加超载预压
5.5
125
0
桥头
15
K26+250
土工布砂垫层超载预压
4.5
225
5
站区
16
K26+620
粉喷桩间距2m
6.5
130
3
17
K27+210
粉喷桩间距1.2m
4.0
65
2
18
K27+850
粉喷桩间距1.5m
4.2
115
2
19
K28+420
粉喷桩间距1.5m
4.0
70
1
20
K28+740
塑板桩
5.5
400
3
通车以来5个月桥头及主要路段月沉降量情况表 表3
序 号
桩 号
填土高度(m)
本月沉降量(mm)
累计沉降量(mm)
备 注
1
K2+111
4.0
0.5
2.0
桥头
2
K5+533
4.5
1.0
6.0
桥头
3
K5+565
4.5
0
1.0
桥头
4
K6+970
4.2
0
1.0
桥头
5
K11+635
3.9
0
1.0
桥头
6
K12+740
3.5
0
3.0
等载预压
7
K14+040
5.5
0
2.0
桥头
8
K15+940
5.5
0.5
6.0
桥头
9
K20+900
6.2
1.0
2.0
等载预压
10
K20+975
5.5
0.5
3.0
桥头
11
K21+014
5.5
1.0
8.0
桥头
12
K26+055
3.5
0
1.0
收费站区
13
K26+280
3.5
0
1.0
收费站区
14
K27+850
4.2
0
3.0
粉喷桩
15
K28+420
4.2
0
3.0
粉喷桩
16
K28+740
5.5
0.5
7.0
塑板桩
(3)对于非桥头段软基,应认真研究软土性质以及软土层分布特性及硬壳层厚度等,据此确定不同
的处理方案,在不影响路基稳定,不影响行车舒适性,不产生明显的不均匀沉降的情况下,应尽可能
少处理或简化处理措施,既可节省投资又可缩短工期。
例如K12+680~830段,硬壳层厚2.5~3.0m,软
土层厚4.5m,虽然计算沉降超过30cm,但考虑硬壳层的作用,实际沉降量将远小于此值,故不作处理
(见表1)。
(4)施工过程中应注意是否有地质报告中未探明的软土段。
K27+815~875及K28+305~490段软土是
在清淤过程中新发现的。
为慎重起见,进行了补钻,经补钻发现,一处为一条横穿机场路的软土深
沟,宽度只有50m,中心软土层最厚达11m。
另一处软土层是一斜面,路基左侧无软土,而路基右侧软
土层厚达10m,经研究决定这两处软基全部采用粉喷桩处理,从处理效果来看,沉降得到有效的控制。
可想而知,如果这两处软基不被发现,路基将产生怎样的后果。
1.3 路基压实及压实度控制
路基压实时严格控制压实厚度不大于20cm,填方段压实度:
路槽以下80cm、150cm及150cm以下分
别为95%、93%、90%,零填及下挖段路槽以下必须向下处理80cm,压实度达95%以上,并要求尽可能超
压。
压实机械必须采用重型压路机,采用振动压路机时,必须有重型三轮压路机配合,这是因为振动
压路机对路基边缘无法压实,在路基不平整,路基土比较干硬的情况下不易压实均匀。
采用50t振动压
路机能起到事半功倍的效果,但仍需注意施工工艺,防止辗压死角。
机场路路槽底以下80cm采用掺7%剂量消石灰处理,这对提高路基路面整体强度及水稳定性是十分
有利的。
而在土质条件较好的情况下仅做40cm低剂量灰土仍能取得较好的效果。
压实度检测除要求严格按验收标准规定的频率进行验收外,在检测前我们还要求压实后的路基要
光洁平整,基本无轮迹印。
更不允许有“弹簧”现象,否则必须予以换填或掺灰处理。
对于掺灰处理的路基,要求严格控制掺灰剂量及掺灰后辗压成型时间(不超过3天)。
最后一层掺灰
路基建议采用“宝马”机械粉碎拌和。
桥头、涵洞、通道回填要求全部采用5%剂量石灰土,回填时监理必须旁站,压实度要求大于一般
路基2个百分点。
为打好路基工程这一仗,1995年10月15日,徐华强厅长在机场路建设工作会议上提出了“大干75
天,完成65%”的奋斗目标,至1995年12月30日机场路已实际完成路基总土方量的85%。
1996年春节前
全部完成了路基施工及等超载预压土方施工任务,由于施工期间基本无雨,加之各施工单位、监理组
严格质量要求,保证了路基质量的可靠性。
这可以从反开挖施工后的涵洞通道路基断面情况得到证
实。
压实层次清楚,无不密实层。
路基工程完成后对全线路基弯沉测定结果,路基平均弯沉为
0.65mm,最大弯沉1.01mm,最小弯沉0.35mm,远小于设计允许的3.24mm值。
这为路面整体强度的提高
奠定了基础。
2 路面工程
2.1 二灰土底基层的施工
底基层是路面结构的重要层次,起到承上启下的作用,它对抗裂、抗水害、提高路面使用寿命有
着重要作用。
原机场路底基层结构为二灰,考虑到施工难度,造价,同时考虑到机场路土质较好,经
研究决定将二灰结构改为二灰土结构,二灰土的配比为石灰∶粉煤灰∶土=8∶24∶68%。
土的塑性指数
要求IP=12~18。
为了统一二灰土施工程序,确保二灰土施工质量,指挥部专门下达了《二灰土底基层施工指导意
见》,要求做到:
(1)石灰必须充分消解,土块必须严格粉碎(最大颗粒径小于1.5cm),拌和必须充分均匀。
(2)严格控制压实时间和压实时的含水量。
为说明二灰土成型时间对二灰强度的影响,指挥部中心
试验室进行了对比试验,将拌和好的二灰土(石灰剂量8%)松散地堆放在试验室内。
测定每天有效灰剂
量的衰减,连续5d有效剂量的测定结果分别为4.5%,3.7%,3.2%,2.5%,2.1%。
由此可见,在二
灰土施工时要求从二灰土掺灰拌和至辗压成型不得超过24h。
二灰土辗压时的含水量对二灰土干缩开裂
的产生影响很大。
因此,要求严格控制二灰土辗压含水量,要求不超过最佳含量的1%,并要求在压实
度及成型能保证的前提下尽可能降低辗压含水量。
(3)养护问题必须引起高度重视,成型7d以内要求保湿养生,并封闭交通。
7d以后养护以二灰土层
不产生明显裂缝为原则。
当强度达不到要求(7d强度大于0.5MPa,28d强度大于1.0MPa),或无法取出芯
样,或表面松散未成型,或裂缝深度超过1/4层厚时一律推掉重做。
2.2 二灰结石基层的设计与施工
二灰结石基层是保证沥青路面强度,稳定性及耐久性的关键结构层,尽管省内外二灰结石结构在
高等级公路中的使用已有相当长的历史,沪宁高速公路,宁连、宁通一级公路的建设也积累了比较成
功的经验,但二灰结石的抗裂问题仍然是一个没有很好解决的、也是广大道路研究工作者所一直关注
的问题。
为了尽可能地减小机场路二灰结石产生开裂的可能性,减少沥青路面反射裂缝,提高使用寿
命,指挥部对二灰结石结构设计十分重视,在总结省内外成功经验的基础上,提出了既要保证二灰结
构强度满足设计要求(7d龄期强度大于0.85MPa),又要尽可能增加二灰结石中石料(集料)的含量的设计
原则,要求二灰结石结构为嵌锁密实型结构,即骨料与骨料之间互相嵌锁,形成骨架,骨架之间的空
隙经二灰填充。
据此可以理论上计算不同级配填满空隙所需要的二灰含量。
同时严格控制二灰结石成
型时的含水量。
这样可以最大限度地减少裂缝的产生,同时又不至于使二灰结石在摊铺时产生离析。
根据这一要求,委托东南大学进行了二灰结石配合比设计,最后确定采用的生产配合比为:
石灰5%,
集料含量82%,粉煤灰13%,集料的级配见表4。
二灰结石集料级 表4
筛孔尺寸(圆
孔筛)(mm
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