——記公路交通優質工程“李春”獎泗宿高速
在安徽省交(jiao)通(tong)控股集團所屬(shu)(shu)的(de)(de)“路網轄段圖”中(zhong)(zhong)，全(quan)長91.46公里(li)的(de)(de)泗縣至宿州高(gao)速(su)(su)，屬(shu)(shu)于泗許高(gao)速(su)(su)的(de)(de)一段，坐(zuo)落于廣袤的(de)(de)皖北(bei)平原。它建成通(tong)車(che)后串聯起了我(wo)省京臺高(gao)速(su)(su)、濟廣高(gao)速(su)(su)。在該集團所屬(shu)(shu)的(de)(de)40多條路段中(zhong)(zhong)，這似(si)乎是一條平凡之(zhi)路，但建設這條路，卻(que)也并非想象中(zhong)(zhong)的(de)(de)那么簡單(dan)。
該項(xiang)目沿線屬于黃泛區、古(gu)黃河(he)故(gu)道(dao)，與隋唐(tang)大(da)運河(he)交織，穿(chuan)郯廬地震帶，過睢(sui)河(he)、新(xin)睢(sui)河(he)、沱河(he)、新(xin)汴河(he)，兩次(ci)越唐(tang)河(he)。粉(fen)土(tu)、粉(fen)砂土(tu)廣泛分布，地下(xia)水(shui)位高(gao)，過濕土(tu)普遍(bian)，淺(qian)軟土(tu)地基存在。同時(shi)，其(qi)選(xuan)線所經路段99% 屬基本農田，跨宿(su)淮鐵(tie)路和世界最繁忙(mang)的(de)津浦鐵(tie)路、多條(tiao)高(gao)速公路國省道(dao)等，路系、水(shui)系發(fa)達，人口密集(ji)。
2008年5月(yue)，泗宿(su)高(gao)(gao)速(su)(su)開(kai)工。這(zhe)是我省高(gao)(gao)速(su)(su)公路建(jian)(jian)設(she)新(xin)階段中(zhong)，對建(jian)(jian)設(she)者的(de)(de)又一(yi)次新(xin)挑戰。其(qi)中(zhong)，宏觀政策變化考驗建(jian)(jian)設(she)項目的(de)(de)駕馭統籌、應急(ji)管(guan)理(li)(li)，“兩型”高(gao)(gao)速(su)(su)建(jian)(jian)設(she)催生項目設(she)計(ji)新(xin)理(li)(li)念，全(quan)國(guo)推行的(de)(de)精細(xi)化、標準化等五化管(guan)理(li)(li)更要求工程再上品質。多重挑戰下，需要建(jian)(jian)設(she)者們結(jie)合(he)項目實(shi)際，因地(di)制宜開(kai)展(zhan)科技創(chuang)新(xin)工作(zuo)。
打造資源節約型高速
考慮到泗(si)宿高(gao)速項(xiang)目選線用地(di)(di)均屬基(ji)本(ben)農田，本(ben)著降(jiang)低造價，提倡資源(yuan)節(jie)約(yue)，體現“以(yi)人為(wei)本(ben)”的指導思想(xiang)，按照 “節(jie)約(yue)用地(di)(di)、愛惜(xi)寸土”的原則，項(xiang)目辦(ban)聯合設計(ji)單位積極(ji)開展了平(ping)原區高(gao)速公路低路堤設計(ji)技術和控(kong)制點低高(gao)度梁(liang)設計(ji)兩項(xiang)關(guan)鍵技術研究，以(yi)期節(jie)約(yue)不可再(zai)生的土地(di)(di)資源(yuan)。
全線設計采用(yong)低(di)路(lu)(lu)堤(di)方案，通過減小(xiao)縱坡(po)坡(po)長、降(jiang)低(di)結構物高(gao)度、將(jiang)被交路(lu)(lu)改上跨等措施，盡可(ke)能降(jiang)低(di)路(lu)(lu)堤(di)高(gao)度，合理降(jiang)低(di)路(lu)(lu)基(ji)填土高(gao)度，在初步設計的基(ji)礎上進一步優化出三段低(di)路(lu)(lu)堤(di)。
伴(ban)隨(sui)著(zhu)夜幕降臨，在(zai)項(xiang)目沿(yan)線(xian)不遠處，一(yi)座綠(lv)蔭叢中顯露出的(de)(de)村(cun)莊(zhuang)里，勞作完畢的(de)(de)村(cun)民披著(zhu)晚(wan)霞(xia)回(hui)家。偶遇此(ci)景的(de)(de)工(gong)作人員(yuan)小竇，在(zai)日記中紀錄(lu)下(xia)心情：“這才(cai)是(shi)真(zhen)正的(de)(de)皖北平原(yuan)，麥田與我們的(de)(de)路(lu)融為(wei)了(le)一(yi)體。原(yuan)來這就是(shi)低路(lu)堤(di)設計！”
施工圖設(she)計階(jie)段(duan)，路(lu)基(ji)平(ping)均(jun)填(tian)土高度比初步設(she)計降(jiang)低0.64 米，亦由此誕生了安(an)徽省第一條(tiao)填(tian)高低于3 米（平(ping)均(jun)填(tian)高2.78 米）的(de)平(ping)原區高速(su)公路(lu)。“不僅節省填(tian)方量(liang)409 萬立方米、降(jiang)低造價(jia)近(jin)億元，而(er)且減少對永久性用(yong)地和取土坑(keng)的(de)占用(yong)近(jin)2000 畝，雙重節約土地資源，走可持續發展的(de)道路(lu)。”項目辦工作人(ren)員介紹說。
同(tong)時，項目(mu)研究利(li)用橋梁結構(gou)縱(zong)向(xiang)跨(kua)度(du)多(duo)變(bian)而縱(zong)向(xiang)尺度(du)相對(dui)(dui)穩(wen)定的(de)特點，從橋面體系(xi)和(he)蓋板體系(xi)上著手，確定適(shi)用的(de)低(di)高(gao)度(du)梁結構(gou)形式并系(xi)統、定量分析其工作方(fang)式、結構(gou)要點、梁高(gao)控制(zhi)計算方(fang)式等關鍵技(ji)術(shu)，實現了對(dui)(dui)傳統低(di)高(gao)度(du)梁研究的(de)拓展，并進(jin)一步挖掘了特殊結構(gou)橋梁的(de)技(ji)術(shu)優勢(shi)和(he)經濟效益。
項目辦負責人(ren)仍(reng)記(ji)得，低路堤的臺邊路基部(bu)分(fen)填筑時，筑路人(ren)員(yuan)在(zai)旁修建(jian)了一條便道，與(yu)公路垂(chui)直交叉。“下雨(yu)時，老百姓(xing)們騎著(zhu)摩(mo)托或三(san)輪車(che)著(zhu)急忙慌趕路，順著(zhu)便道沖過(guo)來，情急之下就容易出事。”
如何由被動警(jing)示變成主動預防？項目辦負責人想了(le)個辦法。趕上(shang)晴天(tian)，他讓筑(zhu)路人員(yuan)在便道上(shang)挖(wa)起了(le)簡(jian)易版的“減速(su)帶”，“挖(wa)一個小溝(gou)，跟(gen)著再填(tian)一個小梗，老百(bai)姓沖上(shang)來時(shi)不減速(su)，車輪(lun)跟(gen)著‘減速(su)帶’一蹦，就逼著慢行了(le)。”
面對龐大(da)的(de)取(qu)土需求，為減少不(bu)必(bi)要的(de)征地，泗許高(gao)速公路(lu)建設辦(ban)創新取(qu)土坑(keng)精細(xi)化管(guan)理辦(ban)法(fa)。項目伊始，對取(qu)土坑(keng)的(de)土質進行細(xi)致勘(kan)察，開工后大(da)力推行精細(xi)化取(qu)土，并做好取(qu)土坑(keng)的(de)排水和防護工作，保(bao)證(zheng)取(qu)土至設計深(shen)度。實(shi)現全(quan)線105 個共計7000 畝取(qu)土坑(keng)無一廢棄(qi)，節約土地699 余(yu)畝。
此時(shi)，又一(yi)個“異(yi)想(xiang)(xiang)天開”的想(xiang)(xiang)法(fa)浮出(chu)了(le)水面：選用煤矸石(shi)鋪設路堤。這一(yi)想(xiang)(xiang)法(fa)，不(bu)僅(jin)老百姓，就連多年的筑路專(zhuan)家(jia)們也(ye)驚訝(ya)不(bu)已。“煤矸石(shi)筑路有風險，高速公路質量出(chu)了(le)問題，是要(yao)出(chu)大事的！”一(yi)些專(zhuan)家(jia)對(dui)此提出(chu)了(le)擔憂(you)。
然而，泗許高速位(wei)于平原(yuan)區，全線均(jun)為填方路基，土方需求量大。項目附近(jin)朱仙(xian)莊、前嶺、蘆(lu)嶺等煤礦(kuang)經多年開采(cai)已形成數百萬方煤矸石山。靠(kao)“山”筑路，“變(bian)廢為寶”何嘗不能一試？
經過(guo)科研(yan)攻(gong)關(guan)，煤(mei)矸石(shi)被順利推(tui)廣使用到路(lu)(lu)(lu)(lu)堤填筑中，代替取土(tu)坑用地120 多(duo)畝，有效緩解了高(gao)(gao)速公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)建(jian)(jian)設與耕地資源保護之間的矛盾，也(ye)為其他高(gao)(gao)速公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)煤(mei)矸石(shi)施工提供了科學的數據樣本。隨著低路(lu)(lu)(lu)(lu)堤平(ping)原區高(gao)(gao)速公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)建(jian)(jian)成，通過(guo)對已建(jian)(jian)公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)的復查，各方一致認(ren)為低路(lu)(lu)(lu)(lu)堤設計不僅減少取土(tu)占(zhan)地，同時也(ye)因填土(tu)高(gao)(gao)度降低而(er)減少了路(lu)(lu)(lu)(lu)基占(zhan)地，節約土(tu)地1052 畝，具(ju)有良好的社會效果。
挑戰粉土筑路
粉土(tu)是(shi)介于無黏性土(tu)與黏性土(tu)間(jian)的、一種(zhong)力(li)學(xue)(xue)性質(zhi)差異極(ji)大的土(tu)種(zhong), 在(zai)我國(guo)各(ge)地, 粉土(tu)也難以(yi)類同。即使(shi)在(zai)同一場地、同一土(tu)層內的粉土(tu), 亦(yi)常會有不同的塑性、顆粒(li)級(ji)配，其物理力(li)學(xue)(xue)性質(zhi)差異極(ji)為顯著, 難以(yi)用同一個定(ding)值方(fang)程列表加以(yi)評價(jia)。
“粉土(tu)(tu)下(xia)移時，就好像我們嬰兒時期吃的米糊一樣(yang)。”據設計代表周挺介(jie)紹(shao)，在野外觀測時,粉土(tu)(tu)用手搓(cuo)捻(nian)有干粉末(mo)感, 肉眼(yan)觀察(cha)時可明(ming)顯看出砂粒與粉土(tu)(tu)粒狀(zhuang)；干時無膠結(jie), 干土(tu)(tu)塊(kuai)用手輕壓即(ji)碎(sui)；卻(que)在潮濕時呈流動的溶(rong)解狀(zhuang)態, 且潮濕時將(jiang)土(tu)(tu)搓(cuo)捻(nian), 搖動時易使土(tu)(tu)球為餅狀(zhuang), 不能(neng)搓(cuo)成(cheng)細土(tu)(tu)條。
“一旦遇(yu)到黃(huang)泛區(qu)加(jia)地(di)震烈度高的(de)(de)地(di)區(qu)，粉土問題處理不好(hao)(hao)，后果將(jiang)不堪設想。若不加(jia)以防治措(cuo)施(shi)，粉土填筑的(de)(de)路堤不僅將(jiang)在雨季和(he)高溫條件下(xia)無(wu)(wu)法正(zheng)常(chang)施(shi)工，工程(cheng)完工后在雨季和(he)高溫條件下(xia)也將(jiang)無(wu)(wu)法正(zheng)常(chang)運營。”無(wu)(wu)奈(nai)的(de)(de)是，建設中的(de)(de)泗宿高速就正(zheng)好(hao)(hao)遇(yu)見了(le)這樣的(de)(de)難(nan)題。
泗宿高(gao)速所(suo)處的黃淮海平原黃泛(fan)區，過濕粉土(tu)(tu)、粉砂土(tu)(tu)廣泛(fan)分(fen)布，占據全線土(tu)(tu)量(liang)近(jin)40%。為就地取(qu)材、保證質量(liang)，項目辦組(zu)織(zhi)科技攻關人(ren)員積極(ji)開展了(le)“淮北(bei)公路粉土(tu)(tu)設計(ji)施(shi)工成套技術研究”。
該集團設(she)(she)計(ji)單位與天津大學在(zai)項目研究中(zhong)提出粉土路(lu)堤設(she)(she)計(ji)、施工控制(zhi)、檢(jian)測手段等方法，突破CBR 指(zhi)(zhi)標(biao)要求，在(zai)防水(shui)基礎上的新(xin)型粉土路(lu)堤結構形(xing)式使得(de)粉土直(zhi)接填筑(zhu)路(lu)堤或簡單改性處理后填筑(zhu)路(lu)堤成為(wei)現實(shi)，完善相應的施工控制(zhi)標(biao)準和質量檢(jian)測指(zhi)(zhi)標(biao)，有(you)效(xiao)控制(zhi)路(lu)基施工質量，利用(yong)(yong)“干濕循環理論”計(ji)算出淮北平(ping)原(yuan)粉土路(lu)堤，最低(di)填土高(gao)度為(wei)1.4 米，具有(you)廣泛的應用(yong)(yong)前景。
同時，考慮到高速需要(yao)穿過郯廬巨型(xing)斷(duan)裂(lie)帶，為解(jie)決橋(qiao)梁抗震(zhen)和粉(fen)土抗液化(hua)問題，項目同期(qi)開展(zhan)了標準(zhun)跨徑(jing)橋(qiao)梁抗震(zhen)設計(ji)研究和高烈度(du)地(di)區公路路基(ji)抗液化(hua)處理技術研究，針對安徽省(sheng)地(di)震(zhen)帶分布，對安徽省(sheng)中小跨徑(jing)橋(qiao)梁常用橋(qiao)型(xing)的(de)動(dong)力特(te)性、基(ji)礎(chu)抗震(zhen)設計(ji)方(fang)法、防落、防撞措施進行研究。
“通(tong)過分析粉(fen)土(tu)(tu)液(ye)化機理，利(li)用力(li)學知識(shi)和(he)(he)一(yi)系(xi)列計(ji)算方(fang)法，我們建立了一(yi)套完(wan)整的(de)飽和(he)(he)粉(fen)土(tu)(tu)抗震液(ye)化的(de)理論分析方(fang)法和(he)(he)抗震液(ye)化的(de)工(gong)程(cheng)技術研(yan)究，再配以和(he)(he)工(gong)程(cheng)實際條件相接近的(de)動(dong)力(li)特性(xing)試驗研(yan)究，可以很好地指導工(gong)程(cheng)實踐(jian)，對目(mu)前粉(fen)土(tu)(tu)抗震液(ye)化有很大的(de)實用性(xing)和(he)(he)現實意(yi)義。”項目(mu)辦負責人介紹。
根據試驗結果，石(shi)灰(hui)+ 粉(fen)煤灰(hui)總摻量(liang)達(da)到(dao)6%后，最佳含水量(liang)逐漸增加，因(yin)此，在初步(bu)的經濟、質量(liang)分析中，優先推薦使(shi)用石(shi)灰(hui)改良(liang)處(chu)理(li)粉(fen)土，其(qi)次為(wei)二灰(hui)處(chu)理(li)粉(fen)土。考慮(lv)到(dao)實(shi)際路拌施(shi)工(gong)的離散性，及施(shi)工(gong)工(gong)藝(yi)的方便性，為(wei)保(bao)證(zheng)改良(liang)土的碾壓施(shi)工(gong)效果，采用生石(shi)灰(hui)與熟石(shi)灰(hui)各占50% 的摻入比例(li)進(jin)行改良(liang)處(chu)理(li)。
因地制宜與周邊和諧共生
項目(mu)辦負責(ze)人(ren)介紹，泗宿(su)高(gao)速貫徹“以(yi)防為(wei)主、以(yi)治為(wei)輔、綜合治理”的(de)原則，因地制(zhi)宜(yi)，針對不同路段的(de)特點(dian)及與(yu)周(zhou)邊環(huan)境(jing)(jing)的(de)關系，有針對性地提出環(huan)境(jing)(jing)保(bao)護、水(shui)土保(bao)持和(he)生態恢(hui)復(fu)的(de)防治措施(shi)與(yu)設(she)計方案。同時，堅(jian)持“不破壞就是最大的(de)保(bao)護”和(he)“最小限度(du)破壞和(he)最大限度(du)恢(hui)復(fu)”為(wei)指導思想。
科學綠(lv)化(hua)方(fang)面，項目重點優化(hua)耐寒(han)抗旱樹(shu)種，采用中高低混合栽植，防(fang)眩變幻，實現了四(si)季常綠(lv)、三季有花(hua)，并創新了互(hu)通區的(de)尖角設計。
其中，穿越合徐高速、連接G206 線(xian)的(de)鄉(xiang)村公(gong)路(lu)是(shi)邵八村500 多名村民通往(wang)外界的(de)主要通道，按照符離集互通的(de)原本設(she)計，這是(shi)一條或將可能不(bu)復(fu)存在(zai)的(de)路(lu)。工作(zuo)人員(yuan)小竇的(de)手記(ji)(ji)中記(ji)(ji)錄(lu)了當時的(de)處(chu)理辦法，“我們(men)在(zai)考察了當地實際情況后，在(zai)不(bu)降低互通安(an)全系數和性能的(de)前提下進(jin)行優化設(she)計，保留了該鄉(xiang)村道路(lu)。”
此后，當小(xiao)竇(dou)由此路段經過，還記(ji)下隨筆寫(xie)到：“映著朝霞，望(wang)著遠方，邵(shao)八村的村民自由自在地行走在原本應該取消的鄉村公(gong)路上，臉上洋溢著喜悅之情。”
2010 年12月，泗宿高速建成通車。在歷時5年多時間的運營考驗后，6月19日，中國公路建設行業協會將全國公路交通行業最高質量獎——公路交通優質工程李春獎授予了泗宿高速，表彰建設者堅持科技創新，發揚精益求精的“工匠”精神，為人民群眾便捷出行交出一份優秀而滿意的答卷，。
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