——記公路交通優(yōu)質(zhì)工程“李春”獎(jiǎng)泗宿高速
在安徽省交通控股集團(tuán)所屬的“路網(wǎng)轄段圖”中，全長(zhǎng)91.46公里的泗縣至宿州高速，屬于泗許高速的一段，坐落于廣袤的皖北平原。它建成通車(chē)后串聯(lián)起了我省京臺(tái)高速、濟(jì)廣高速。在該集團(tuán)所屬的40多條路段中，這似乎是一條平凡之路，但建設(shè)這條路，卻也并非想象中的那么簡(jiǎn)單。
該項(xiàng)目沿線屬于黃泛區(qū)、古黃河故道，與隋唐大運(yùn)河交織，穿郯廬地震帶，過(guò)睢河、新睢河、沱河、新汴河，兩次越唐河。粉土、粉砂土廣泛分布，地下水位高，過(guò)濕土普遍，淺軟土地基存在。同時(shí)，其選線所經(jīng)路段99% 屬基本農(nóng)田，跨宿淮鐵路和世界最繁忙的津浦鐵路、多條高速公路國(guó)省道等，路系、水系發(fā)達(dá)，人口密集。
2008年5月，泗宿高速開(kāi)工。這是我省高速公路建設(shè)新階段中，對(duì)建設(shè)者的又一次新挑戰(zhàn)。其中，宏觀政策變化考驗(yàn)建設(shè)項(xiàng)目的駕馭統(tǒng)籌、應(yīng)急管理，“兩型”高速建設(shè)催生項(xiàng)目設(shè)計(jì)新理念，全國(guó)推行的精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化等五化管理更要求工程再上品質(zhì)。多重挑戰(zhàn)下，需要建設(shè)者們結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，因地制宜開(kāi)展科技創(chuàng)新工作。
打造資源節(jié)約型高速
考慮到泗宿高速項(xiàng)目選線用地均屬基本農(nóng)田，本著降低造價(jià)，提倡資源節(jié)約，體現(xiàn)“以人為本”的指導(dǎo)思想，按照 “節(jié)約用地、愛(ài)惜寸土”的原則，項(xiàng)目辦聯(lián)合設(shè)計(jì)單位積極開(kāi)展了平原區(qū)高速公路低路堤設(shè)計(jì)技術(shù)和控制點(diǎn)低高度梁設(shè)計(jì)兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究，以期節(jié)約不可再生的土地資源。
全線設(shè)計(jì)采用低路堤方案，通過(guò)減小縱坡坡長(zhǎng)、降低結(jié)構(gòu)物高度、將被交路改上跨等措施，盡可能降低路堤高度，合理降低路基填土高度，在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化出三段低路堤。
伴隨著夜幕降臨，在項(xiàng)目沿線不遠(yuǎn)處，一座綠蔭叢中顯露出的村莊里，勞作完畢的村民披著晚霞回家。偶遇此景的工作人員小竇，在日記中紀(jì)錄下心情：“這才是真正的皖北平原，麥田與我們的路融為了一體。原來(lái)這就是低路堤設(shè)計(jì)！”
施工圖設(shè)計(jì)階段，路基平均填土高度比初步設(shè)計(jì)降低0.64 米，亦由此誕生了安徽省第一條填高低于3 米（平均填高2.78 米）的平原區(qū)高速公路。“不僅節(jié)省填方量409 萬(wàn)立方米、降低造價(jià)近億元，而且減少對(duì)永久性用地和取土坑的占用近2000 畝，雙重節(jié)約土地資源，走可持續(xù)發(fā)展的道路。”項(xiàng)目辦工作人員介紹說(shuō)。
同時(shí)，項(xiàng)目研究利用橋梁結(jié)構(gòu)縱向跨度多變而縱向尺度相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，從橋面體系和蓋板體系上著手，確定適用的低高度梁結(jié)構(gòu)形式并系統(tǒng)、定量分析其工作方式、結(jié)構(gòu)要點(diǎn)、梁高控制計(jì)算方式等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)低高度梁研究的拓展，并進(jìn)一步挖掘了特殊結(jié)構(gòu)橋梁的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益。
項(xiàng)目辦負(fù)責(zé)人仍記得，低路堤的臺(tái)邊路基部分填筑時(shí)，筑路人員在旁修建了一條便道，與公路垂直交叉?！跋掠陼r(shí)，老百姓們騎著摩托或三輪車(chē)著急忙慌趕路，順著便道沖過(guò)來(lái)，情急之下就容易出事。”
如何由被動(dòng)警示變成主動(dòng)預(yù)防？項(xiàng)目辦負(fù)責(zé)人想了個(gè)辦法。趕上晴天，他讓筑路人員在便道上挖起了簡(jiǎn)易版的“減速帶”，“挖一個(gè)小溝，跟著再填一個(gè)小梗，老百姓沖上來(lái)時(shí)不減速，車(chē)輪跟著‘減速帶’一蹦，就逼著慢行了?！?/p>
面對(duì)龐大的取土需求，為減少不必要的征地，泗許高速公路建設(shè)辦創(chuàng)新取土坑精細(xì)化管理辦法。項(xiàng)目伊始，對(duì)取土坑的土質(zhì)進(jìn)行細(xì)致勘察，開(kāi)工后大力推行精細(xì)化取土，并做好取土坑的排水和防護(hù)工作，保證取土至設(shè)計(jì)深度。實(shí)現(xiàn)全線105 個(gè)共計(jì)7000 畝取土坑無(wú)一廢棄，節(jié)約土地699 余畝。
此時(shí)，又一個(gè)“異想天開(kāi)”的想法浮出了水面：選用煤矸石鋪設(shè)路堤。這一想法，不僅老百姓，就連多年的筑路專(zhuān)家們也驚訝不已?！懊喉肥酚酗L(fēng)險(xiǎn)，高速公路質(zhì)量出了問(wèn)題，是要出大事的！”一些專(zhuān)家對(duì)此提出了擔(dān)憂。
然而，泗許高速位于平原區(qū)，全線均為填方路基，土方需求量大。項(xiàng)目附近朱仙莊、前嶺、蘆嶺等煤礦經(jīng)多年開(kāi)采已形成數(shù)百萬(wàn)方煤矸石山。靠“山”筑路，“變廢為寶”何嘗不能一試？
經(jīng)過(guò)科研攻關(guān)，煤矸石被順利推廣使用到路堤填筑中，代替取土坑用地120 多畝，有效緩解了高速公路建設(shè)與耕地資源保護(hù)之間的矛盾，也為其他高速公路煤矸石施工提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)樣本。隨著低路堤平原區(qū)高速公路建成，通過(guò)對(duì)已建公路的復(fù)查，各方一致認(rèn)為低路堤設(shè)計(jì)不僅減少取土占地，同時(shí)也因填土高度降低而減少了路基占地，節(jié)約土地1052 畝，具有良好的社會(huì)效果。
挑戰(zhàn)粉土筑路
粉土是介于無(wú)黏性土與黏性土間的、一種力學(xué)性質(zhì)差異極大的土種, 在我國(guó)各地, 粉土也難以類(lèi)同。即使在同一場(chǎng)地、同一土層內(nèi)的粉土, 亦常會(huì)有不同的塑性、顆粒級(jí)配，其物理力學(xué)性質(zhì)差異極為顯著, 難以用同一個(gè)定值方程列表加以評(píng)價(jià)。
“粉土下移時(shí)，就好像我們嬰兒時(shí)期吃的米糊一樣?！睋?jù)設(shè)計(jì)代表周挺介紹，在野外觀測(cè)時(shí),粉土用手搓捻有干粉末感, 肉眼觀察時(shí)可明顯看出砂粒與粉土粒狀；干時(shí)無(wú)膠結(jié), 干土塊用手輕壓即碎；卻在潮濕時(shí)呈流動(dòng)的溶解狀態(tài), 且潮濕時(shí)將土搓捻, 搖動(dòng)時(shí)易使土球?yàn)轱灎? 不能搓成細(xì)土條。
“一旦遇到黃泛區(qū)加地震烈度高的地區(qū)，粉土問(wèn)題處理不好，后果將不堪設(shè)想。若不加以防治措施，粉土填筑的路堤不僅將在雨季和高溫條件下無(wú)法正常施工，工程完工后在雨季和高溫條件下也將無(wú)法正常運(yùn)營(yíng)?！睙o(wú)奈的是，建設(shè)中的泗宿高速就正好遇見(jiàn)了這樣的難題。
泗宿高速所處的黃淮海平原黃泛區(qū)，過(guò)濕粉土、粉砂土廣泛分布，占據(jù)全線土量近40%。為就地取材、保證質(zhì)量，項(xiàng)目辦組織科技攻關(guān)人員積極開(kāi)展了“淮北公路粉土設(shè)計(jì)施工成套技術(shù)研究”。
該集團(tuán)設(shè)計(jì)單位與天津大學(xué)在項(xiàng)目研究中提出粉土路堤設(shè)計(jì)、施工控制、檢測(cè)手段等方法，突破CBR 指標(biāo)要求，在防水基礎(chǔ)上的新型粉土路堤結(jié)構(gòu)形式使得粉土直接填筑路堤或簡(jiǎn)單改性處理后填筑路堤成為現(xiàn)實(shí)，完善相應(yīng)的施工控制標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)，有效控制路基施工質(zhì)量，利用“干濕循環(huán)理論”計(jì)算出淮北平原粉土路堤，最低填土高度為1.4 米，具有廣泛的應(yīng)用前景。
同時(shí)，考慮到高速需要穿過(guò)郯廬巨型斷裂帶，為解決橋梁抗震和粉土抗液化問(wèn)題，項(xiàng)目同期開(kāi)展了標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁抗震設(shè)計(jì)研究和高烈度地區(qū)公路路基抗液化處理技術(shù)研究，針對(duì)安徽省地震帶分布，對(duì)安徽省中小跨徑橋梁常用橋型的動(dòng)力特性、基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方法、防落、防撞措施進(jìn)行研究。
“通過(guò)分析粉土液化機(jī)理，利用力學(xué)知識(shí)和一系列計(jì)算方法，我們建立了一套完整的飽和粉土抗震液化的理論分析方法和抗震液化的工程技術(shù)研究，再配以和工程實(shí)際條件相接近的動(dòng)力特性試驗(yàn)研究，可以很好地指導(dǎo)工程實(shí)踐，對(duì)目前粉土抗震液化有很大的實(shí)用性和現(xiàn)實(shí)意義?！表?xiàng)目辦負(fù)責(zé)人介紹。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，石灰+ 粉煤灰總摻量達(dá)到6%后，最佳含水量逐漸增加，因此，在初步的經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量分析中，優(yōu)先推薦使用石灰改良處理粉土，其次為二灰處理粉土?？紤]到實(shí)際路拌施工的離散性，及施工工藝的方便性，為保證改良土的碾壓施工效果，采用生石灰與熟石灰各占50% 的摻入比例進(jìn)行改良處理。
因地制宜與周邊和諧共生
項(xiàng)目辦負(fù)責(zé)人介紹，泗宿高速貫徹“以防為主、以治為輔、綜合治理”的原則，因地制宜，針對(duì)不同路段的特點(diǎn)及與周邊環(huán)境的關(guān)系，有針對(duì)性地提出環(huán)境保護(hù)、水土保持和生態(tài)恢復(fù)的防治措施與設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，堅(jiān)持“不破壞就是最大的保護(hù)”和“最小限度破壞和最大限度恢復(fù)”為指導(dǎo)思想。
科學(xué)綠化方面，項(xiàng)目重點(diǎn)優(yōu)化耐寒抗旱樹(shù)種，采用中高低混合栽植，防眩變幻，實(shí)現(xiàn)了四季常綠、三季有花，并創(chuàng)新了互通區(qū)的尖角設(shè)計(jì)。
其中，穿越合徐高速、連接G206 線的鄉(xiāng)村公路是邵八村500 多名村民通往外界的主要通道，按照符離集互通的原本設(shè)計(jì)，這是一條或?qū)⒖赡懿粡?fù)存在的路。工作人員小竇的手記中記錄了當(dāng)時(shí)的處理辦法，“我們?cè)诳疾炝水?dāng)?shù)貙?shí)際情況后，在不降低互通安全系數(shù)和性能的前提下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保留了該鄉(xiāng)村道路?！?/p>
此后，當(dāng)小竇由此路段經(jīng)過(guò)，還記下隨筆寫(xiě)到：“映著朝霞，望著遠(yuǎn)方，邵八村的村民自由自在地行走在原本應(yīng)該取消的鄉(xiāng)村公路上，臉上洋溢著喜悅之情?！?/p>
2010 年12月，泗宿高速建成通車(chē)。在歷時(shí)5年多時(shí)間的運(yùn)營(yíng)考驗(yàn)后，6月19日，中國(guó)公路建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)將全國(guó)公路交通行業(yè)最高質(zhì)量獎(jiǎng)——公路交通優(yōu)質(zhì)工程李春獎(jiǎng)授予了泗宿高速，表彰建設(shè)者堅(jiān)持科技創(chuàng)新，發(fā)揚(yáng)精益求精的“工匠”精神，為人民群眾便捷出行交出一份優(yōu)秀而滿意的答卷，。
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