经典项目
长治~晋城高速公路
来源:    日期:2016/10/26 16:38:31    点击:

1、项目概况

长治~晋城高速公路起始于长治市郊区下秦村,终止于晋城市牛匠村。路线全长93.045公里,计算行车速度为100公里/小时,双向四车道,路基宽度为24.5米。主要工程有:大型滑坡群1处,煤矿采空区14处,特大桥1座(906m),大、中桥13座(1473.7m),互通式立体交叉7处,分离式立体交叉97处。K28+700~K32+470段3.77公里的滑坡群处治工程和漳河特大桥为是长晋高速公路的控制性工程之一。

2、项目特点

该项目地质病害种类多、分布广、规模大,种类有滑坡、采空区和湿陷性黄土,其中滑坡群是山西省已建和在建的高速公路中规模最大的,长大桥梁等施工难度较大的工程也较多。山西省交通设计院精心组织,在设计理念上全面贯彻“六个坚持、六个树立”的公路设计新理念,按照“全寿命周期成本”与“合理路堤”的设计思想进行总体设计,节约了占地、降低了造价,真正实现了“路与自然和谐”、“路与社会和谐” 的“可持续发展”目标;在技术上全面坚持科技创新和技术攻关,以解决滑坡群、穿越采空区、处治湿陷性地质黄土三大难题为重点,坚持科研、设计、施工相结合,积极开展科研创新活动。在科技力量的支持下,本项目比批准的建设工期提前一年竣工通车。

3、技术创新

(1)压力分散型框架锚索、预应力锚索抗滑桩、微型桩等新型抗滑支挡结构综合处置滑坡群

在K28+700~K32+470段3.77公里的区间上分布有大型顺层滑坡群。针对本滑坡群的成因及特点,通过大量调研,查清了山西省高速公路沿线滑坡主要类型,揭示了其分布的基本规律,编制了滑坡分布图,对今后公路建设的滑坡预防具有指导意义。

项目的创新点:

A、首次全面系统地查清了山西省已建和在建高速公路沿线滑坡的基本类型、分布规律和特点。

B、通过多项监测、测试、试验和数值计算分析,揭示了砂泥岩顺层滑坡的发生和运动机理。

C、通过大量现场测试,揭示了新型支挡结构的受力特点,验证了工程治理效果,提出了微型桩的设计计算方法,并在工程中得到了成功应用。

D、提出了预应力锚索框架和预应力锚索桩的优化设计方法,使设计计算更为合理。

(2)全充填压力注浆法、井下巷道浆砌或砌碹法充填进行综合治理采空区

长晋高速公路通过采空区段长度共计4954米,沿线煤矿开采权属较杂,有国营、镇办、村办和个体,开采煤层为3#、9#、和15#煤层及“山西式”铁矿,个别地段存在煤层重复开采。

通过对矿层深厚比(H/M)的计算,并结合各采空区主要变形参数和主要变形参数剩余值的计算结果以及覆岩特征,本项目采用全充填压力注浆法、井下巷道浆砌或砌碹法充填进行综合治理。处理宽度为路基范围内向两侧按68°的煤层应力扩散角考虑。此方法很好得处理了采空区,治理至今没有发生地质病害。

(3)新理念的应用

本项目所在区域人均耕地面积较少,土地资源十分珍贵,沿线地区土地利用率较高,后备土地资源较紧缺,因此,“可持续发展”的理念尤为重要:

A、全面贯彻“六个坚持、六个树立”的公路设计新理念,合理利用地形,妥善处理整体与局部、远期与近期、公路建设与工业、农田基本建设的关系,结合地形、地物、水文、地质、建筑材料等自然条件,认真进行方案比选,灵活设计,确保线形顺适、连续及指标的均衡。

B、贯彻“合理路堤”的思想,在满足安全及功能的要求下,尽量降低路堤高度,以减少土石方、占地数量,降低造价。C、以“不开挖就是最大的保护”为基本原则,通过合理选择路线,避免了大规模开挖破坏原有地貌和植被。

(4)软弱地基

K21+900~K22+292段路基受陶清河影响,地基含水量较大,为保证路基的填前压实和路基的稳定,对该段的路基采用土工格栅+砂砾垫层进行处理,其中在陶清河2号桥桥头50米范围内(K22+242~K22+292)采用粉体喷射搅拌法处理,保证了路基的强度和稳定性,并很好地解决了桥头跳车问题。

(5)对膨胀土边坡、膨胀土地基的综合处置措施

膨胀岩土对桥涵地基、路基均有不利影响,特别是深挖路堑,处于膨胀土中的深挖路堑边坡几乎都发生了不同程度的崩塌及浅层滑坡,造成多次道路堵车。对膨胀土路段的路基及桥涵按照有关规范的规定进行特殊设计,主要有:对深路堑边坡采用挡土墙加护坡,并完善路基路面排水;对桩基采用隔胀处理等。

6对湿陷性黄土研究制订了有针对性的处置措施

湿陷性黄土是长晋高速公路的主要病害,对路基及小桥涵地基影响较大。因此,对于处于湿陷性黄土段的路基、高填土涵洞,采用重夯后换填灰土和强夯处理地基的方法,确保了本项目的施工质量。

(7)先简支后连续结构在桥梁中的推广应用

本项目根据桥梁的桥高不同分别采用了经济、美观、便于施工的先简支后连续预应力砼箱梁、T梁或空心板结构。先简支后连续的结构横向整体性能好,结构连续,行车舒适,后期养护费用少。由于本项目地区雨量较丰富,在桥面排水侧设置了塑料盲沟,改进了桥面排水方式,使排水更顺畅。

该结构的使用,大大加快了施工速度,构件质量得到了控制,并减少了管理单位的养护工作量。

(8)利用三维数字地面模型设计软件进行平、纵、横三维化设计,使路线线位达到了最佳、经济和合理。

4、获奖情况

项目获山西省2006年度山西省优秀工程设计一等奖、2010年度山西省优秀勘察设计二等奖、2007至2008年度公路交通优秀设计三等奖、2007至2008年度公路交通优秀勘察三等奖。