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淺談山區(qū)高速公路動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工
論文關(guān)鍵詞：動態(tài)設(shè)計(jì) 信息化施工 山區(qū)高速公路
論文摘要：簡要剖析了山區(qū)高速公路動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工概況、必要性、實(shí)施辦法、應(yīng)運(yùn)效果及存在問題，為工程、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工人員提供參考。
1公路動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工概況
(1)高速公路建設(shè)概況。高速公路的建設(shè)不僅是現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，也是國家現(xiàn)代化的標(biāo)志。自從1988年以來，我國高速公路建設(shè)快速發(fā)展，年通車?yán)锍坛^4000公里，到2004年底通車?yán)锍坛^3、4萬公里，位居世界第二。高速公路的發(fā)展有力地推動了國民的發(fā)展和的進(jìn)步。當(dāng)前我國已進(jìn)入全面建設(shè)小康社會的新時期，對高速公路的發(fā)展提出了更高的要求。為保障高速公路的持續(xù)、健康、快速的發(fā)展，交通部編制了《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》，由7條首都放射線和9條南北線、18條東西線組成，簡稱“7918網(wǎng)”，總規(guī)模約8．5萬公里，并于2004年12月17日經(jīng)國務(wù)院審議通過，標(biāo)志著中國高速公路建設(shè)進(jìn)入一個新的時期。
(2)山區(qū)高速公路的特點(diǎn)。我國山區(qū)分布地域廣闊，占國土面積70％以上，隨著公路建設(shè)發(fā)展，山區(qū)高速公路所占比例越來越大。我國山區(qū)地形條件困難，構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)脆弱，地質(zhì)病害多，山區(qū)高速公路建設(shè)特點(diǎn)是橋隧多、路基高陡邊坡多、規(guī)模與大，同時對生態(tài)環(huán)境的影響也大。目前，國家對山區(qū)高速公路的建設(shè)也提出了更高的要求，要把山區(qū)高速公路建設(shè)成生態(tài)路、環(huán)保路、景觀路，與自然融為一體。
(3)山區(qū)高速公路動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工現(xiàn)狀。目前山區(qū)高速公路建設(shè)是勘測、設(shè)計(jì)、施工三步曲。我國東南沿海是多山地區(qū)，路基高陡邊坡和隧道工程也比較多，由于山區(qū)地質(zhì)復(fù)雜、地質(zhì)病害多的客觀現(xiàn)實(shí)，在滑坡和高陡邊坡病害治理實(shí)踐中，開展了預(yù)設(shè)計(jì)(地勘資料)、高陡邊坡地質(zhì)病害評估和防護(hù)加固工程方案。在施工過程中根據(jù)地質(zhì)條件的信息資料，設(shè)計(jì)跟蹤進(jìn)行動態(tài)設(shè)計(jì)，調(diào)整修改，完善優(yōu)化，然后進(jìn)行旖工。在隧道工程中，根據(jù)圍巖類別的變化和不良的地質(zhì)情況調(diào)整原設(shè)計(jì)，施工�？傮w來說，動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工仍處于一個摸索階段，尚無章可循。
2動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的必要性
山區(qū)高速公路建設(shè)動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工，就是將施工中獲得新的地質(zhì)信息及監(jiān)測信息反饋給設(shè)計(jì)部門，對原來的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改、優(yōu)化、完善，這是一個動態(tài)設(shè)計(jì)過程。施工單位根據(jù)動態(tài)設(shè)計(jì)，調(diào)整施工方案，按動態(tài)設(shè)計(jì)進(jìn)行信息化旖工。銅陵至湯口高速公路，是國家重點(diǎn)干線天津汕尾公路的重要組成部分，長116km，是一條地質(zhì)條件復(fù)雜的山區(qū)公路，地勢起伏較大。下面結(jié)合銅湯高速公路建設(shè)，說明動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的必要性。
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2．1勘察中存在的問題
山區(qū)高速公路跨越地貌單元多，構(gòu)造復(fù)雜，銅湯高速公路有高邊坡85處。因此給地質(zhì)勘察帶來很大的難度，也就出現(xiàn)了不少問題。
(1)工期緊、任務(wù)重、外委多。由于勘察工作任務(wù)重、時間緊迫，承包單位就委托外單位進(jìn)行。外委單位對山區(qū)高速公路勘察要求又不甚清楚，只求進(jìn)度，片面追求效益，不求質(zhì)量。因此，勘察成果質(zhì)量不高，錯誤不少。例如銅湯高速第十段焦家山隧道1／500工程地質(zhì)平面圖，調(diào)繪時把湯口端洞口仰坡中部一個重要的圈椅形不良地質(zhì)現(xiàn)象遺漏了。
(2)手段單一，工藝落后。在勘察中，對滑坡和地質(zhì)病害的勘察混同一般勘察，采用鉆探單一方法，工藝落后，不能把一些重要的地質(zhì)現(xiàn)象查清。例如巖層中的軟弱夾層、斷層破碎帶、滑坡中的滑動帶不能揭示出來，給分析、判斷地質(zhì)病害造成誤導(dǎo)，甚至作出錯誤的結(jié)論。
(3)勘察成果廣度、精度難以達(dá)到規(guī)范要求。由于山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，植被比較茂密，勘察點(diǎn)難以覆蓋全部。例如銅湯高速公路有坡高小于20m的多個一般邊坡，有些沒有進(jìn)行巖土分類，也未進(jìn)行穩(wěn)定性評價，這就給設(shè)計(jì)帶來了盲目性。又如紫桐隧道縱橫剖面布置不合理，圍巖類別劃分與實(shí)際情況出入較大，斷層構(gòu)造和地下水均未查清，造成隧道掘進(jìn)到斷層位置時，大量涌水，被迫停工，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。
2．2設(shè)計(jì)中存在的問題
(1)缺乏經(jīng)驗(yàn)，過于保守。由于山區(qū)高速公路建設(shè)在安徽剛剛起步，為了安全起見，在邊坡工程中，不必加固的，為了而進(jìn)行加固。例如一些高陡邊坡比較穩(wěn)定，但邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)中仍然采用錨索框架和錨桿框架。
(2)套用標(biāo)準(zhǔn)圖，脫離實(shí)際。銅湯高速公路有坡高小于20m的一般邊坡105處，統(tǒng)一采用錨桿框拱型護(hù)面標(biāo)準(zhǔn)圖，顯然沒有針對性，也就不科學(xué)、不合理。
(3)施工中存在的問題旖工單位普遍缺乏巖土工程技術(shù)人員，不能識別地質(zhì)病害，也就不能及時反饋地質(zhì)病害信息，只能任其發(fā)展，導(dǎo)致災(zāi)害加劇，還可能誘發(fā)大的地質(zhì)病害，這一種被動等待，非常有害。
(4)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位對動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工認(rèn)識不到位，普遍行動跟不上，投入不足，力度不夠，組織機(jī)構(gòu)不健全。
(5)山區(qū)高速公路建設(shè)，建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位巖土工程技術(shù)力量相對薄弱，缺乏經(jīng)驗(yàn)。
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3動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的實(shí)施辦法
山區(qū)高速公路建設(shè)開展動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工，是施工階段必須遵循的一個重要原則，這也是適應(yīng)山區(qū)高速公路橋隧多、構(gòu)造復(fù)雜等特點(diǎn)的客觀要求。因此，山區(qū)高速公路的建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位必須提高對動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工重要意義的認(rèn)識，擺正位置，切實(shí)作好動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工。具體實(shí)施措施如下：
(1)建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理單位必須把動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工納入議事日程，從上到下，層層有人負(fù)責(zé)，事事有人，把這項(xiàng)工作落到實(shí)處。要選派責(zé)任心強(qiáng)、技術(shù)過硬的人來負(fù)責(zé)，組建一個由建設(shè)單位領(lǐng)導(dǎo)的健全的動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的組織系統(tǒng)。
(2)建立動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的規(guī)章制度。做到有章可循，規(guī)范化、程序化。在施工階段，橋梁樁基礎(chǔ)、高陡邊坡工程、隧道工程在開挖時必須配備專業(yè)工程地質(zhì)技術(shù)人員，根據(jù)勘察報告核對地質(zhì)條件，做好施工地質(zhì)編錄，同時派專業(yè)監(jiān)測人員做好監(jiān)測工作。施工單位把地質(zhì)資料、監(jiān)測信息，按程序及時、準(zhǔn)確逐級上報。為此要組建一個由項(xiàng)目辦、總監(jiān)辦、設(shè)計(jì)單位、駐地辦、施工單位參加的信息協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)單位要派代表常駐工地，根據(jù)地質(zhì)信息、監(jiān)測信息，從速研究，作出動態(tài)設(shè)計(jì)，經(jīng)業(yè)主同意后迅速下達(dá)給施工單位，然后進(jìn)行施工。
(3)聘請國內(nèi)知名度高、信譽(yù)好、技術(shù)水平一流的單位對高陡邊坡工程、隧道工程進(jìn)行咨詢。并要派人常駐工地進(jìn)行全過程咨詢服務(wù)。
(4)對重大的動態(tài)設(shè)計(jì)，為了使設(shè)計(jì)更合理更科學(xué)，還應(yīng)請專家進(jìn)行論證，召開必要的論證會議，在召開論證會前，應(yīng)把相關(guān)文件與資料事先送給聘請專家，給其一定時間進(jìn)行分析研究，寫出書面評審意見。
(5)公路勘測設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位，充實(shí)和招聘技術(shù)水平高、經(jīng)驗(yàn)豐富的工程地質(zhì)技術(shù)人員，另一方面，多舉辦各種類型的培訓(xùn)班，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，注重人才培養(yǎng)，以適應(yīng)山區(qū)高速公路建設(shè)的需要。
4動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工應(yīng)用效果
銅陵至湯口高速公路自開工以來，在施工中進(jìn)行了動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工，取得了較好的效果，現(xiàn)介紹如下。
(1)排除安全隱患、保證工程安全。例如：銅湯高速第十二段紫桐隧道湯口端右線洞口仰坡刷坡后，出現(xiàn)巖石破碎夾泥的不良地質(zhì)現(xiàn)象，為此進(jìn)行了洞口附近工程地質(zhì)，查明為一層間斷層破碎帶，同時查明該斷層破碎帶的規(guī)模、走向、傾向、厚度與隧道之間的關(guān)系，以及對隧道的影響程度和范圍。依據(jù)獲得新的地質(zhì)信息，設(shè)計(jì)出了合理的治理方案。按新方案實(shí)施后效果較好。銅湯高速第三合同段烏龍村大橋3號墩和17號墩樁基，在挖孔或者鉆孔施工過程中，發(fā)現(xiàn)樁基持力層存在軟弱夾層、溶洞等不良現(xiàn)象，根據(jù)地質(zhì)病害，及時調(diào)整樁長，保證樁基落于持力層或嵌巖，滿足了工程設(shè)計(jì)要求，排除了安全隱患。
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(2)合理、避免浪費(fèi)。例如：銅湯高速第三段的青山隧道銅陵端右線洞VI仰坡植被比較茂密，刷坡后，巖石的成分、結(jié)構(gòu)被揭示得很清楚。該邊坡為單斜巖層，屬巖質(zhì)邊坡。巖石為二迭系棲霞組石灰?guī)r，巖溶現(xiàn)象不發(fā)育，巖石質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度高，巖層傾向洞內(nèi)且與仰坡自然坡向相反，邊坡非常穩(wěn)定。為了安全進(jìn)洞，查明洞內(nèi)10m范圍的工程條件，在拱頂鉆了三個水平孔，孔深10m，鉆孔巖心巖石質(zhì)量與洞VI基本一樣，為此設(shè)計(jì)代表根據(jù)新獲得的地質(zhì)信息，進(jìn)行分析、研究，進(jìn)行動態(tài)設(shè)計(jì)，把洞V1支護(hù)的．89min長15m的管棚改為~42mm長4m的小導(dǎo)管，這樣既加快了施工進(jìn)度，又節(jié)省投資近100萬元。
(3)使設(shè)計(jì)符合實(shí)際、更趨合理。例如：銅湯高速第十八合同段K193+200～+410段為一個斜坡，先后兩次勘察，結(jié)論為滑坡。設(shè)汁依此作出削坡減載、路基下方反壓、路基上方設(shè)置抗滑樁的治理方案。施工后，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件與勘察報告出入很大，該段路基和抗滑樁的位置是香河的高階地，開挖揭露的巖土為卵石土、礫石土，卵礫石沉積有規(guī)律性，很密實(shí)，沒有受到擾動。這些重要發(fā)現(xiàn)為分析判斷河漂滑坡是否存在提供了非常可靠的證據(jù)。為此召開專題會議，專家們根據(jù)現(xiàn)場揭示的地質(zhì)資料，一致否定河漂滑坡。設(shè)計(jì)單位依據(jù)新的地質(zhì)資料和對河漂滑坡否定的結(jié)論，重新進(jìn)行邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)，節(jié)約投資400多萬元。
(4)可以獲悉前期勘察中不能測知的重要地質(zhì)病害信息，彌補(bǔ)勘察不足而且可以節(jié)省勘察費(fèi)用。山區(qū)高速公路邊坡、隧道工程多，特別是高陡邊坡開挖后，把坡體的巖土成分、結(jié)構(gòu)揭示得非常清楚，隧道工程洞身掘進(jìn)過程中把地層、構(gòu)造、水文工程地質(zhì)病害條件也揭露得非常清楚。這些地質(zhì)資料是非常重要的，為動態(tài)設(shè)計(jì)提供了大量的、可靠的信息，是前期勘察中不能獲得的，彌補(bǔ)了勘察不足，而且還節(jié)省了勘察費(fèi)用。
(5)正確施工、加快工程進(jìn)度。開展動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工后，如隧道工程過程中，巖土工程技術(shù)人員根據(jù)施工情況及時進(jìn)行地質(zhì)編錄，追索地質(zhì)信息，及時反饋給設(shè)計(jì)單位，同時監(jiān)測人員把隧道監(jiān)測信息，及時反饋給設(shè)計(jì)、施工單位。這樣做，一方面為動態(tài)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，及時動態(tài)設(shè)計(jì)，另一方面指導(dǎo)施工。與過去傳統(tǒng)做法相比，要變更設(shè)計(jì)必須按程序報監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)，變更設(shè)計(jì)，時間周期較長，而動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工后，則及時、迅速，縮短了周期時間，大大加快了工程進(jìn)度。
5結(jié)語
綜上所述，了解山區(qū)高速公路動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工概況，掌握其實(shí)施辦法，建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位互相配合，采用動態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工，能夠排除安全隱患、節(jié)省投資、加快工程進(jìn)度，確�！鞍焉絽^(qū)高速公路建設(shè)成生態(tài)路、環(huán)保路、景觀路”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
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