路桥建设 高速公路停工项目复工技术设计研究 卢小超 谭光辉 江苏南京 江西萍乡 江苏省交通科学研究院股份有限公司２１００１７，｛江西省高速公路投资集团有限责任公司萍乡至洪口界高速公路建设项目办公室３３７０００２ 摘要：针对高速公路停工项目的复工技术设计，分析了停工现状，提出了复工技术设计的总体设计思路和设计重点，论述了已施 工工程全面质量检测的基础作用，并提出了质量检测的方法。 关键词：公路，复工技术，质量检测 １．项目概况 江西省萍乡至洪口界高速公路全长３３．７９６ｋｍｏ本项目于２００６年１０月底开 工建设，于２００７年下半年停工，至今已停工近６年的时间。２０１３年，项目启动复 工技术设计工作。 现场踏勘调查发现，由于长时间停工，环境影响和人为破坏等对项目已 施工工程造成了非常大的影响。根据项目现场实际情况，复工技术设计首先 对已施工工程质量进行全面检测评估，以此作为复工技术设计的基础，通过 检测评估对已完工工程进行质量评估，根据质量评估结果进行缺陷工程的修 复设计工作。 ２．项目复工前现状 ２．１路基现状 路基大部分路段已经施工。停工后，由于部分填筑路基及开挖路堑长时 间暴露在自然环境中，受雨水冲刷及人为活动（在边坡上肆意开挖取土、在路 基上随意倾倒垃圾等）的影响，路基呈现诸多病害及问题，——路基存在主要 病害及问题有： ①路基水毁严重， ②路基积水严重， ③路基表面杂草丛生、垃圾废料成堆， ④人为对已施工边坡肆意开挖取土，对边坡稳定性构成威胁。 ２．２桥梁现状 项目停工以来，由于对已建结构没有采取必要的保护措施，项目区域内杂草 丛生、水土流失、垃圾遍地、非法盗取现象普遍。桥涵及构造物的典型病害如下： ①灌注桩成孔后未浇筑且无防护的情况较多，灌注桩浸泡在水中，钢筋 锈蚀严重。 ②桥梁下部结构部分墩身、承台完成浇筑，部分墩身模板还未拆除、钢筋 锈蚀非常严重，桥台、立柱内的预埋筋已被割掉。 ③已完成的预制梁板堆放在现场，部分被水浸泡、铰缝预埋筋有缺 失、部分粱张拉压浆未封锚、锚头及锚垫板锈蚀严重、部分Ｔ梁反拱严重。 ④已建部分涵洞排水不畅，大部分通道内积水现象严重。 ２．３隧道现状 已施３２４座隧道，洞身已进行初期支护，主要病害为： ①隧道洞口边仰坡坍塌 ②洞内坍塌 ③初期支护局部裂纹。 ④隧道二次衬砌未及时浇筑，隧道中围岩经过长期的沉降变形，隧道轮廓严 重变形。严重影响二次衬砌厚度及后期运营的要求，对隧道构成严重安全隐患。 ３．复工设计总体思路 根据项目情况，从质量安全和经济合理角度出发，复工设计总体思路为： 利用为本：合理利用已施工的建设成果、尊重原有的设计研究成果为复 工设计的根本出发点， 修复为重：修复设计的重心是已施工工程质量进行全面检测评估，以此 作为复工技术设计的基础，修复设计必须依托质量检测报告，注重对缺陷工 程的修复设计保证质量安全。 优化为导：把本项目作为一个新项目来看待，贯彻停工后的设计新理念， 以对原设计进行优化设计为指导。 ４．项目的特点、难点 １）项目实施的边界条件变化较大，需要利用、修复、优化相结合 本项目停工跨越时间太长，大部分洞外结构物和洞内结构已经成型，而 随着一些设计规范的更新，恢复建设设计既受到已施工实体结构的限制，也 需要尊重现行设计和施工规范，如何对把两者合理的结合以达到经济、安全、 适宜的设计目的，是本项目的难点之一。 ２）桥隧结构物需要逐桩、逐墩、逐台、逐涵、逐隧修复设计 已施工桥隧结构物存在着不同程度、不同类型的病害，在对已建工程病 害进行评估检测的基础上，以充分利用、保证安全为出发点，需要对桥隧结构 物进行逐桩、逐墩、逐台、逐涵、逐隧修复设计。 ３）施工路基病害逐段、逐点诊断，一段、一点细化设计 由于项目停工，已施工路基在停工期间没有完善的防护排水设施，受雨水冲 刷及人为活动的影响，路基呈现诸多病害，本着利用为本的原则，需要对路基进 行全面细致的病害诊断、在摸清路基病害的基础上进行逐段、逐点的细化设计。 ５．工程质量检测 对现场路基、桥梁和隧道已施工工程进行全面检测勘察，通过综合检测 勘察手段，查明已建工程深层次的病害特征，并提出相应的防治措施，为项目 复工建设提供科学的、合理的基础数据。 ５．１桥涵结构物检测勘察 在结构物外观病害检查的基础 上，对结构物的梁体、墩柱、桥台、盖 板、侧墙等主要构件进行指标检测， 其目的是深入了解结构物材料的工 作状态及潜在的不利影响，并预测发 展趋势，为判断结构物耐久性和可靠 性提供技术依据。 结构物抽检指标包括：混凝土 强度、混凝土碳化深度、钢筋保护层 厚度。 １．混凝土强度检测 对结构物的混凝土强度检测， 超声回弹仪器 依据现场实际情况分别采用回弹法 和超声一回弹法综合法进行。 ２．混凝土碳化检测 用酸碱指示剂喷在混凝土的新 鲜破损面，根据指示剂颜色的变化 测量混凝土的碳化深度。 ３．钢筋保护层厚度检测 用钢筋保护层厚度检测仪对结 构钢筋保护层厚度进行检测。 钢筋混凝土保护层厚度检＇测仪 表１桥涵结构物检测项目 序号 内容 检测项目 ｌ 桩基 小应变 混凝土强度（超声回弹法） 钻芯测强度 ２ 立柱盖梁 钢筋位置与直径 钢筋保护层厚度 Ｊ 钢筋拉伸试验 混凝土强度（超声回弹法） ３ 通道 结构尺寸 钢筋位置与直径 钢筋保护层厚度 ・２８９’ 路桥建设 ５．２隧道检测勘察 性指标的关系。其每锤击一次的贯人值（ｍｍ）已经与土的弹性模量、加州承载 比、无侧限抗压强度建立了关系式，在南非已将贯入值作为路面设计的参数。 通过标准贯人，动力锥贯人仪（ＤＣＰ）可用于判定路基不同深度的承载能 力及整体承载能力，评价指标可以是ＣＢＲ值或回弹模量Ｅ（根据ＡＡＳＨＴＯ公式 转换）。该设备的优点是快速、简便、不受场地限制，适合于施工现场测试或老 路路基承载力评价。 ２）分析方法 检测方法 在对隧道结构物外观尺寸检查的基础上，对隧道衬砌的锚杆、钢筋网、喷 射混凝土、钢架等主要构件进行无损检测，其目的是深入了解衬砌结构物材 料的工作状态及潜在的不利影响，并预测发展趋势，为判断衬砌结构物耐久 性和可靠性提供技术依据。用到的仪器主要有：超声回弹仪器，裂缝检测仪， 钢筋保护层测定仪，碳化深度测定仪，钢筋腐蚀测定仪，地质雷达。 表２隧道结构物检测项目 检测项目 ０）ＤＣＰ与ｃＢＲ换算关系 根据ＡＡＳＨＴＯ的规定，ＤＣＰ￣ｆ］试结果与ＣＢＲ之间的关系为： ∞ ．衬砌厚度及完整性检测 初支钢支撑间距 初衬轮廓线尺寸 锚杆抗拔力 ｌ 混凝土裂缝检测 ＳＩＲ系列探地雷达 断面测量 锚杆拉拔仪 裂缝测宽仪 （５－１） ＰＲ——ＤｃＰ测试的贯入率，单位ｍｍ，锤击次； ｃＢＲ——加州承载比，％。 ②回弹模量Ｅ与ＣＢＲ换算关系 根据ＡＡＳＨＴＯ的规定，并经过单位转换，回弹模量与ＣＢＲ之间的关系为： Ｅ＝１０．３５ Ｘ ＣＢＲ ｆ５－２） ｌ钢筋锈蚀 ５．３路基检测勘察 钢筋锈蚀仪 路基监测勘察重点为： ｌ一采空区、溶洞 卜回弹模量，ＭＰａ。 原有采空区和溶洞等这些隐蔽工程处治后，在停ＳＥ５年路基没有完善的 防护排水设施情况下，雨水对采空区和溶洞的处治效果可能会产生一定的影 ③贯人深度内ＣＢＲ平均值 某测点贯人深度内ＣＢＲ平均值计算如下： 响，因此必须对采空区和溶洞等进行补充勘察，确保处治效果及路基安全。 ２．路基水毁、高边坡病害 对发生路基水毁、高边坡病害的路段，在检测评估报告的基础上，进一步 采用综合勘察手段进行补充勘察，为确定处治措施提供设计依据。 ３ｌ已填筑路基勘察 ｆ∑Ｐ ＼ ／√ ／ 丽 ——测试土层ＣＢＲ的平均值，％。 （５—３） 通过ＤＣＰ标准贯入试验，判定已填路基不同深度的承载能力。通过对已 填路基进行ＤＣＰ检测，快速准确了解路基的承载能力，避免了高速公路复建 工程设计中经验的不足，防止设计中过于保守或冒进带来的投资增加和工程 安全问题。 刚 一每锤击ＤＣＰ的贯人深度，单位ｍｍ； Ⅳ—一累计锤击次数。 ６．结语 高速公路停工后复 项目在全国比较罕见，如何质量安全、合理有效的复工 是一大难题题。本项目停工时间长，停工前已施工的工程量较大，停工后已施工 工程出现了诸多不同种类的病害，通过对已施工工程质量进行全面检测评估，以 １１设备 动力锥贯人仪（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｅ Ｐｅｎｅｔｒｏｍｅｔｅｒ，简称ＤＣＰ）属小型轻便地基土 原位测试的触探仪，其锤重８ｋｇ，落距５７５ｍｍ。贯人杆长ｌＯ００ｍｍ，圆锥头直径 ２０ｍｍ，锥尖为６０ｏ，贯入杆旁连接１０００ｒａｍ的读尺，直接读记每击一次的贯人 值，这种原位测试的ＤＣＰ贯入仪在国外已经在使用中积累了贯人值与相应土 （上接第２８３页）下１．００ｍＴ￣虑。主体底部⑦２层粉土或粉砂层为承压含水层。根 据资料，取其层顶埋藏最不利绝对标高一３２．２２ｍ，其含水层水位绝对标高按经 验值取一２．５０ｍ，土层平均重度取１９ｋＮ／ｍ３。则安全系数下的承压水顶托力：江 此作为复工技术设计的基础，修复设计必须依托质量检测报告，注重对缺陷工 程的修复设计保证质量安全，是公路复工项目值得借鉴的一个思路和途径。 根据本车站③３、④２层减压降水特点，主体基坑考虑浅部疏干与底部④２ 层减压结合在一起布设疏干井。另在坑内布设部分微承压水水位观测井。另 在端头井单独布设⑦２层承压含水层减压井。附属结构在斜坡段未隔断④２ 疏干井。 ３ ４疏千降水设计 陵西路：Ｐｗ×１．１０＝（３２．２２—２．５０）×１０．０×１．１０＝３２６．９ｋＰａ。江陵西路水位降幅 层，故在该区域单独布设④２层降压井，其余布设与浅层疏干结合在一起布设 计算结果见表２。 疏干井深度：疏干井主要应必须满足②ｖ淤泥质粉质粘土、③２粉质粘土、 开挖 部位 坑底标高（ｍ） 端头 井 一１５．４５～ １５５８６ ．承压水 上覆土压力 水位降深 安全水位标 顶托力 （ｋＰ（ｋＰａ） ③３粉土、④２粉砂或粉土层的疏干降水，结合基坑开挖深度，疏干井深度设置 为２３ｍ，以确保疏干质量。疏干井数量：疏干井数量计算值可根据基坑总涌水 量和单井出水量按下式计算：ｎ＝ｌ，１Ｑ／ｑ，式中Ｑ～基坑涌水总量；ｑ一设计单井 出水量。Ｏ一基坑涌水总量计算：对于封闭型疏干降水，基坑内可疏干排水总 量大小Ｑ＝ Ａｓ，其中 为疏干含水层的给水度；Ａ为基坑开挖面积；ｓ为基坑 开挖至设计深度时的疏干含水层中平均水位降深，即潜水静止水位至安全控 制水位面下约１ｍ。 基坑开挖面积Ａ为５４３２ ，给水度 取０，０５，基坑开挖面以上需要疏干含 水层厚度约１５ｍ，考虑对其全部进行疏干，即含水层平均水位降深ｓ为１５ｍ。计 ａ） 需求（ＨＩ） 高（ｍ） ３２６０．７５～ ９ ３１８．６～３１．６ ０．９９ ．—３．２５～ 一３．４９ 结构回筑期间基坑降水控制工况：本工程中基坑大底板浇筑完成并达到 定强度后，考虑底板、垫层压重和桩基抗拔力，可适度减少基坑减压降水幅 度，控制可能诱发的环境沉降，基坑结构回筑期间减压降水控制工况计算见 一下表，计算时安全系数取１．０。本基坑底板厚度按９００ｍｍ考虑，垫层厚度按 ２００ｒａｍ考虑，其中底板重度取２５ｋＮ／ｍ３，垫层重度取２０ｋＮ／ｍ￣，底板和垫层压重 为２６．５ｋＰａ。计算结果见表３。 算得区间基坑 可疏干排水总量大，ｂＱ为４０７４ｒａ３，按预降水时间２０ｄ计算，基 坑平均涌水量约为２０４ｍ３／ｄ，单井流量ｑｗ取经验值７．５ｍ￣／ｄ，本工程需要布设疏 干井约２７口。按照以上计算结果，本基坑疏于降水井间距约按１３Ｎ１５ｍ进行 布设，约合疏干井单井有效疏干面积２００ｒｆ。 开挖部 施工工况 位 端头井 底板达到强 度 承压水项 上覆土 压力 托力（ ） （ｋＰａ） 水位降 安全水 压重 深需求 位标高 （ｋＰａ） （皿） （Ｉ１１） ４结语 基于深基坑降水方案设计的基本原则、工程地质及水文地质条件，本工 程运用了基坑底板抗突涌稳定性验算方法，并在此基础上制定了了该路段的 基坑降水设计方案，最终按该设计方案顺利地完成ｒ基坑降水的施工。 参考文献 ２９７．２ ３１８．６～ ３１６ ２６．５ ０ —２．５０ 因此，本工程在基坑开挖至底时，必须对⑦２层进行减压降水０．７５— ０．９９ｍ，在基坑大底板浇筑完毕养护基本达到强度后，即可停止减压降水。 ３．３降水设计思路 『１１常光锋北京地铁十号线花园东路站降水方案及效果『Ｊ１．山西建筑２０１１（０９） 何小亮．西安地铁三号线某车站基坑降水设计卟地下水２０１３（Ｏ７） 。２９０’