浅析云湛高速公路新兴至阳春段施工质量控制技术

1 工程概述

云湛高速公路新阳段起于云浮市新兴县簕竹镇，顺接清云高速公路终点，途经新兴县河头镇、天堂镇、阳春市石望镇、春湾镇、松柏镇、春城街道、马水镇、潭水镇、三甲镇，终于八甲镇；路线全长85.777km。

全段拟采用沥青混凝土路面。设置完善的交通安全、服务和管养设施。

2 工程技术难点

云湛高速新兴至阳春段沿线地形形态主要由低山丘陵、河谷平原侵蚀堆积和岩溶溶蚀准平原等三种地貌单元构成。以新兴县天堂镇为界，路线前段为低山丘陵及山间洼地为主；后段为天堂至春湾山河谷平原侵蚀堆积地貌和岩溶溶蚀准平原穿插少量低山丘陵。复杂的地貌构成决定了该段不可避免地遇到深挖路堑及岩溶路基，路线前段深挖路堑的防护加固为工程重点，后段工程难点则在对岩溶段路基的处治上。在复杂地质条件下短隧道群、桥梁工程的技术难点也是本项目的关键性控制因素。

2.1 深挖路堑高边坡

云湛高速新兴至阳春段共计有高边坡76 处，边坡岩性以泥质砂岩、砂岩为主，构成边坡岩体风化强烈，开挖揭示边坡主体多为强风化岩，质软，且多为顺层边坡，易发生滑塌破坏。设计过程中通过综合考虑边坡所处位置地形地貌、地层岩性、地质构造、水文条件等因素确定合理的坡率坡型，并根据地质勘察结果试算正常及暴雨条件等两种工况下边坡整体的安全系数。为确保边坡开挖后稳定，全线高边坡主要采用锚杆框格梁、锚索框格梁进行加固。锚杆框格梁适用于防止边坡掉块、剥落等浅层加固，预应力锚索框格梁适用于边坡潜在滑动面较深的情况。在具体施工过程中，根据施工现场实际情况，开挖面揭示地层岩性、岩体结构及可能发生的破坏类型，秉着因地制宜的原则，应及时调整加固方案。

边坡主要由第四系残坡积粉质黏土和泥盆系中统老虎坳组D2l 全风化、强风化泥质粉砂岩等组成。上部表层为残坡积的粉质黏土夹强风化岩块，下部坡体主体为强- 中风化泥质粉砂岩，主体为岩质边坡。岩层走向与边坡小角度相交，倾角较边坡小，为典型的顺层岩石边坡。土层与岩层的交界面为软弱面，边坡易沿此面产生滑动失稳。同时，强风化泥质粉砂岩层风化强烈，局部泥质粉砂岩含泥量大，风化后出现相对软弱的泥化夹层，易产生层间多级滑动。强风化层和中风化层层面较陡，结合较差，也易产生滑动。根据野外地质调绘及钻探资料成果，判定该处边坡为依附于层面岩体强弱差异位置，沿倾向路线方向缓倾结构面的剪出破坏。

在确定了边坡的破坏机理后，对该处高边坡采取的处治措施如下：

卸载：为减少坡体下滑力和防止降水从坡顶裂缝渗入坡体而降低坡体土体抗剪强度，对第四级边坡进行卸载，卸载范围根据后缘裂缝位置控制。卸载后维持现有第一、二、三级边坡坡率、坡高及第一、二级平台宽度，第四级边坡坡率1：1.5。

坡体加固工程：取消第一级锚杆框架防护，变更为预应力锚索框架防护；维持现有第二级锚索框架防护，同时对第二级边坡增设两排预应力锚索进行加固处理；维持现有第三级锚索框架防护，同时对第三级边坡增设两排预应力锚索进行加固处理；在第一级边坡坡脚处设置两排钢花管并注浆，钢花管顶端采用30cmC25 混凝土纵横梁连接。

目前该处边坡处置完成，经过今年汛期雨水季节后边坡牢固稳定安全。

2.2 岩溶路基处治

K26+200-K30+100 段和K30+580～ K41+661.104 穿越岩溶区，岩溶区地貌单元属岩溶溶蚀准平原区，该区地形平缓，多为第四系地层所覆盖，植被发育，稻田密布。地质主要为第四系冲洪积层和残坡积层之下隐伏石灰岩，该地层节理裂隙较发育，多见方解石脉，溶洞、溶蚀沟槽等岩溶现象极发育，岩溶发育等级综合评定为极发育。段落内溶洞多为隐伏型溶洞，溶洞埋深大，且溶洞呈现出多层的串珠式溶洞形态。路基以填方路基为主，填土高度3-11m，局部存在挖方路基。原施工图设计对详勘阶段揭示的部分路基隐伏溶洞采用压力灌注M5 水泥砂浆注浆、泵送C10 小石子砼、强夯+ 土工格栅、高压旋喷桩等处治方案。针对岩溶对建设施工期间及营运期的路基、桥涵质量和安全均存在影响，为使勘察基础资料、成果更充分详实、更具支撑性，使原设计图纸中岩溶处治的必要性更加充分、方案更趋合理。经业主、设计、监理、施工四方现场实地踏勘研究后，决定在原详细勘察的基础上做进一步补充勘察。

对岩溶物探异常区进行了钻孔验证工作，每处物探圈定的异常区布置1-3 个钻孔进行验证，并根据新的勘察资料及相关会议纪要进行变更设计。

2.3 短隧道群

1 基本设计概况

汕（头）湛（江）高速公路云浮至湛江段及支线工程云浮境内共设5 座隧道， 分别为下村隧道、中间村隧道、三角郎隧道及八楼隧道、马山顶隧道。其中Ⅴ级围岩占全线比例为60%；Ⅳ级围岩占全线比例为40%。

2 地质情况

隧址区地层岩性为第四系坡残积粉质黏土、碎石土寒武系中统高滩组泥质砂岩、粉砂岩、硅质板岩、砂岩及其风化层。

3 设计标准

（1）公路等级：双向四车道高速公路；

（2）设计速度：100km/h；

（3）设计荷载：公路－ I 级；

（4）隧道建筑限界：0.75+0.75+2×3.75+1.00+1.00=11.0m，净高：5.0 m；

（5）抗震设防烈度：Ⅵ度（按Ⅶ度采取抗震构造措施）。

4 不良地质隧道施工处置

马山顶隧道为5 座隧道中最长、地质条件最差的隧道，马山顶隧道围岩均为四，五级围岩，而且分布有地下水，隧道开挖初支难度大，马山顶隧道左洞其起止桩号为ZK32+047 ～ ZK32+643，施工方法采用三台阶七步开挖法，开挖ZK32+080 上台阶时，地表出现多处裂缝，裂缝最大宽度约为5cm，仰坡喷射混凝多处剥落，且洞内开挖中台阶时，由于拱架基础悬空，造成拱顶及拱腰部分初期支护开裂及剥落，裂缝走向与路线纵向垂直，裂缝宽度约为0.5cm。根据第三方监测显示：ZK32+065 拱顶累计下沉7.55mm，ZK32+070 累计下沉218.16mm。

2.4 桥梁工程

1、上部主梁采用异性斜转正预制小箱梁

云湛高速新兴至阳春段涉铁桥梁受铁路规划限制，在交叉处采用斜转正预制小箱梁跨越，具有技术成熟、施工周期短、对铁路的正常运营干扰小等特点。但上部主梁受力复杂，与常规预制箱梁相比具有明显不利弯扭效应，通过采用空间有限元软件，分析了各种荷载工况下不同长度主梁的受力特性，对配束进行了统一优化，满足承载力的前提下方便施工。

2、斜陡坡路段桥梁桩基的设计

云湛高速新兴至阳春段部分路段处在山岭斜陡坡路段，不利于桥梁桩基的设计及施工，以“确保结构物安全、不破坏或最小破坏环境”的理念优化桥梁桩基设计。采用桩基础、系梁抬高以减少对山体的开挖，合理考虑桩基临空面、有效桩长、嵌岩深度等确保桩基安全的同时便利施工，同时注重对斜坡桩基的防护。

3、岩溶区桥梁桩基的设计

云湛高速新兴至阳春段部分路段处在岩溶发育区，极大的影响了桥梁桩基的设计与施工。勘察阶段采用一桩一钻，设计中考虑到岩溶的不规律，根据地质钻孔偏保守进行桩基设计。对于溶洞的处治，采用常规、可靠、方便施工的岩溶处治措施，确保桥梁桩基的顺利灌注。

4、对桥梁上部小箱梁横隔板设置情况进行了合理优化跨中是否设置横隔板以及设置道数，许多项目和设计单位都有不同看法，跨中横隔板的设置对结构受力肯定是有好处的，但会增加施工的难度，影响外形的美观。经过研究分析确认跨中设置一道横隔板对主梁受力是有一定改善的，减少活载效应最大为5.4％，设置多道横隔板主梁受力与跨中一道横隔板相当。鉴于设置跨中横隔板会增加施工难度，主梁预制时模板也需在横梁处断开，因此上部箱梁30m 及以下跨径不设置跨中横隔板，35m、40m 跨径跨中设置一道横隔板。

云湛高速公路新兴至阳春段工期紧、任务重，其工程的不良地质高边坡、不良岩溶地质路基、隧道群建设、跨铁桥梁工程施工是本项目的重难点工程之一，也是关系到云湛高速公路新兴至阳春段能否按时通车的大局。在参建各方的共同努力下，克服了上述介绍的技术难题，抓住重点，夯实基础，顺利破解项目建设瓶颈。顺利实现了云湛高速公路新兴至阳春段通车目标。