一种上跨天桥处的高速公路拓宽方法与流程

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种上跨天桥处的高速公路拓宽方法。

背景技术：

高速公路改扩建涉及道路拓宽，最简便的拓宽方式是直接拼宽，具有占地少、工程规模小、造价低、环境影响小、施工方便等优点，故是目前高速公路改扩建首选的拓宽方式。

但直接拼宽遇到有上跨天桥时，往往受天桥的净空影响难以实施，具体表现在如下方面：

(1)净高小于5m，不满足高速公路要求。高速公路直接拼宽后，仍为一整体断面，横向一个个车道是紧接布置的，相邻车道的路面是平顺相接的，没有突变的高差；之所以车道紧接布置、路面平顺相接，主要是为了车辆行驶横向移动变更车道的安全。当拼宽时，由于相交的上跨天桥自身道路纵向有竖曲线或纵面坡度，外侧桥下的净高可能减小，造成拼宽后桥下行车的安全净高不足，进而不满足公路使用要求，直接拼宽不可行，如图2所示。

(2)净宽不满足使用要求。道路路堤外侧一般做成斜坡，也称为边坡，做成边坡是为了满足路堤稳定的要求；公路直接拼宽后外侧一般也为斜坡形状，做斜坡就需要横向上有一定的宽度，而且路堤越高，所需的宽度也越大，另斜坡与地面相交的坡脚附近一般还需设置排水沟。公路遇天桥处，由于受桥墩(台)的限制可能没有足够的宽度，使得直接拼宽难以实施，故若拼宽部分高度降低，则所需的斜坡宽度也相应减小，有利于满足直接拼宽横向宽度需求。

目前工程实践中，一般采取两种方式处理：

(1)维持直接拼宽方式，但将上跨天桥拆除重建或者顶升，拆除重建时对天桥的跨径、竖曲线或纵坡进行调整以满足使用净空要求。顶升则针对净高进行处理，利用液压千斤顶等设备将上跨高速公路的一跨梁板顶高，垫上垫块，以满足使用要求；由于上跨天桥自身道路也需满足公路线形的要求，故以上两种方式都不限于仅仅处理上跨高速公路的那一跨，将形成连锁效应，造成多跨的拆除重建或顶升，或者天桥桥头接线的改造，故工程规模往往较大，施工复杂，工期长，对高速公路运营影响大，也造成资源浪费，不环保。

(2)不采用直接拼宽，将高速公路车道提前逐渐分离出去，在天桥附近采用分离新建一幅路，从别处的一跨下穿天桥，或者上跨天桥道路，之后再过渡至直接拼宽的方式，如图3所示；这种方式显然会占用更多的土地，受新建线位上各种因素的影响，往往工程规模、环境影响、造价等方面十分不利，具体而论不一定比拆除天桥重建或顶升更合适，比直接拼宽就更复杂了。

直接拼宽时，往往采用顺着边坡自下而上开挖小台阶，开挖一个拼接一个，自下而上逐渐完成道路拼接的方式，以保证拼接质量；每个台阶的高度根据路堤填筑的材料而定，台阶高度过大，一方面影响拼接施工质量，另一方面原路侧面临空，失去侧面的保护、支撑，车辆行驶等作用下容易发生滑塌，影响道路运营使用。

随着我国交通的发展，路网越来越密，高速公路的上跨天桥也逐渐增多，高速公路改扩建项目也越来越多；由于我国高速公路改扩建的历史不长，很多地方还缺乏成熟的经验，已有的工程实践经验表明，在遇到上跨天桥时，迫切需要一种新方法，以减少改扩建难度和复杂性。

技术实现要素：

鉴于上述，本发明提供了一种上跨天桥处的高速公路拓宽方法，该方法可直接衔接天桥外道路的直接拼宽方式，解决其它如拆除天桥重建或分离新建一幅路等方案占地多、工程复杂、环境影响大等问题。

一种上跨天桥处的高速公路拓宽方法，包括如下步骤：

(1)在原道路拼宽侧边部施工墙式地下连续结构，并在该结构顶部施工路面以上的防撞设施；

(2)将所述墙式地下连续结构外侧的边坡挖除至预定高程；

(3)在预定高程的边坡基础上沿外侧按台阶拼接方法施工拼宽路基；

(4)在拼宽路基上施工拼宽路面，完成道路拼宽；

(5)按规范在拼宽路面上施划引导车辆行驶的过渡标线，形成同向车道分隔带；

(6)在同向车道分隔带内施工附属的交通标志、排水设施、绿化设施及相关运营使用需要的附属设施，完成整个道路的拓宽。

进一步地，所述步骤(1)中在墙顶施工路面以上的防撞设施，采取以下两种方案：①施工墙式地下连续结构时使其露出路面且高出路面部分的墙体即作为防撞设施；②单独在墙顶架设防撞护栏。

进一步地，所述防撞设施与墙式地下连续结构施工成一体化结构，其高度能避免车辆失控后翻滚出车道。

进一步地，所述墙式地下连续结构的位置在原路外侧车道与边坡之间的区域，且距离原路外侧车道至少1.5m。

进一步地，所述墙式地下连续结构可采用钢筋混凝土结构、圬工结构或各类桩结构等。

进一步地，所述预定高程由天桥下的净高需求计算确定。

进一步地，在所述同向车道分隔带内按道路使用需求布设必要的交通标志、排水设施、绿化设施及相关运营使用需要的附属设施。

进一步地，当天桥位于互通区时，为避免拼宽路面与原路面的高度差对互通区匝道出入的影响，采取以下两种方案：①将匝道出入口分别向两端推移，直至无影响；②进一步降低拼宽路面的高度，并对匝道进行改建，使拼宽部分道路下穿匝道形成立交。

本发明通过在原路边部施工墙式地下连续结构的方法，使得原路边坡挖除后，能维持原路稳定，同时也为降低拼宽路面高程以满足净高提供了可能，又可为满足横向净宽需求加大其可能性，也即为直接拼宽提供了可能。

本发明通过设置墙式地下连续结构与防撞护栏、必要的侧向余宽一起，可形成同向行驶车道之间的安全分隔，该分隔称为同向车道分隔带，其与两端常规直接拼宽的衔接，采用过渡的方式，即标线划线可按现行规范的渐变率要求线性过渡，也可按规范设置平曲线过渡，其作用为：一、引导车辆在该处按车道行驶，避免横向移动变更车道；二、防撞护栏可减少车辆失控造成的事故；三、将拼宽部分与原路部分分成二幅路面，既起到类似分离式道路引导行驶的作用，又保持了直接拼宽的好处，是二者优势的结合。

因此，本发明方法的优点在于：通过设置墙式地下连续结构及同向车道分隔带，为解决天桥下直接拼宽可能带来的净空问题提供了途径，为天桥处高速公路拓宽提供了一种有益的方法，该方法可以避免采用拆除天桥重建或分离新建一幅路带来的占地多、工程规模大、环境影响大等问题。

附图说明

图1(a)为本发明待拓宽的原路结构示意图。

图1(b)～图1(f)对应为本发明拓宽方法步骤s1～s5的施工效果示意图。

图2为拆除天桥重建方案的示例图。

图3为分离新建一幅路方案的示例图。

图4为本发明方法实施完成后路面引导行驶的效果示意图。

图中：1—原路，2—天桥，3—天桥桥墩(台)，4—路肩，5—车道，6—中间带，7—边(斜)坡，8—地下连续墙，9—拼宽路基，10—拼宽路面，11—净高，12—同向车道分隔带，13—标线，14—行驶方向。

具体实施方式

为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1：

本实施例针对如图1(a)所示的原路结构进行拓宽，具体包括如下步骤：

s1：在拼宽侧原路边部施工墙式地下连续结构。如图1(b)所示，本实施例原路堤高度5m，根据计算拼宽部分净空不足约1.5m，拼宽部分路面结构层厚度0.8m，故地下连续结构悬臂部分约2.3m，据此确定：地下连续结构采用施工较为便利的密排高压旋喷桩，桩直径0.8m，桩间距0.6m，桩长6m，密排高压旋喷桩设置于距原路外侧车道2.0m位置的路肩。施工前，对应做好有关运营高速公路的交通组织、安全警示标志等辅助准备工作；高压旋喷桩施工要点如下：

1.1清理整平场地，布置施工机械、输送管路、电力管路，开挖临时排水沟；施工机械采用xy-150地质钻机引孔，xp-308型旋喷机作业。

1.2全站仪桩位定位、标记。

1.3修建排污及灰浆拌制系统，包括灰浆拌制、贮存、输送设备系统。

1.4引孔钻进，钻机就位；要求钻机定位误差10mm以内，钻孔垂直度误差1％以内，双管施工。

1.5旋喷机喷射作业；旋喷机架就位，喷管位于悬吊状态时中心对准孔心，误差不大于1/2孔径，保证下管、提升、注浆顺利；下喷管前先检查喷嘴是否完好通畅，喷管下至设计深度10cm时，开始拌送水泥浆，开启高压泥浆，孔口冒浆正常后，开始旋喷提升；过程中若遇故障，下降喷管10cm重新喷注，以保证桩体强度和均匀性；注浆水泥掺入量根据试验确定为70kg/m，水泥采用425号普通硅酸盐水泥，水灰比1:1；喷注时注意做好已喷邻桩的补浆回灌，同时做好废浆处理；喷浆压力不小于20mpa，提升速度0.15m/min，注浆完毕时迅速拔出注浆管。

1.6喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证桩体固结后的高程。

s2：密排旋喷桩施工完毕一个月后，桩体强度达到要求，将桩外侧边坡挖除至预定高程，桩悬臂出露高度为2.5m，如图1(c)所示。挖除采用常规挖机，分二步实施开挖，第一步挖除1.5m，第二步挖除剩余1m；挖除中注意避免损伤桩体，并对桩体完整性进行检查，缺陷部位采用喷射钢筋网+混凝土进行防护，确保排桩发挥支护作用；同时监测排桩后路面变形、开裂情况，发现不利情况时及时采取措施确保公路稳定。

s3：按传统的台阶拼接方法施工拼宽路基，如图1(d)所示，台阶宽度1m，拼宽路基填料采用宕渣，粒径不大于10cm；压实机械常规18t钢轮压路机，分层压实，分层厚度30cm，压实度不小于96％。

s4：路基拼接完毕后，对基面填筑20cm细宕渣，采用18t钢轮压路机整平压实，压实度不小于96％，至此完成拼宽部分路基，为施工路面奠定基础。

s5：按传统方法施工拼宽路面，路面分为20cm水泥稳定碎石底基层、40cm水泥稳定碎石基层、20cm沥青混凝土面层，各层均按规范要求进行备料、拌合、运输、摊铺、压实，完成道路拼宽，如图1(e)所示；本实施方式中施工路面厚度0.8m后，最终桥下净空为5.25m，满足高速公路使用要求。

s6：按规范方法施划引导车辆行驶的过渡标线，如图1(f)及图4所示的布置方式；标线施划的目的是引导车辆行驶，通过渐变方式使车辆改变正常拼宽路段的行驶方式，在原路车道和拼宽车道之间形成同向车道分隔带，并防止车辆横向在原路车道和拼宽车道间变更行驶；由于急剧的改变会使得驾驶者不能适应，故须按一定的渐变率进行过渡，本实施方式中标线施划的渐变率参考规范取值，为1/100；标线施划时还要考虑与排桩悬臂的横向安全宽度，若施划得过近，车辆行驶离排桩过近，侧墙效应将会影响驾驶员的心理感受，对行车安全不利，本实施例该安全宽度参照车辆在隧道内行驶的规范要求，取1.0m。

s7：设置必要的交通标志，如图4所示，所形成的同向车道分隔带内，除禁止行车外，还不能停车，以保障安全，故需在此区域外提前告知车辆禁入，并在区域内设置锥形诱导标志。

s8：排桩桩顶防撞护栏施工；沿原路路肩上打设的排桩桩顶开挖一条纵向槽，槽宽1.0m，深0.4m，浇筑钢筋混凝土防撞护栏基础，基础中预埋波形防撞护栏固定的法兰盘，待基础砼强度达到后，安装符合规范防撞要求的波形梁护栏，并做好波形护栏两端端头的埋地，以避免车辆失控冲击护栏引起的额外损伤事故。

s9：同向车道分隔带内其它附属设施施工；由于排桩悬臂部分开挖后立面较为粗糙，本实施例考虑作一定的防护，在外露高度范围浇筑一层厚度20cm的钢筋混凝土保护，所用钢筋网片为直径0.8cm的带肋钢筋网片，混凝土标号c25，该部分宽度也包含在同向车道分隔带宽度内。考虑原路车道路面雨水横向漫流至分隔带内，可能被污染，为避免进一步沿拼宽车道漫流，在悬臂底部开挖施工一条小型排水沟，排水沟尺寸宽40×深25cm，采用砂浆抹面，排水沟两端各设置一个集水井，集水井汇集雨水通过预埋在路基内的直径300mm的upvc排水管引至拼宽部分外侧的路基边沟；通过前述工作形成的同向车道分隔带，本实施例宽度为3.1m。

实施例2：(上跨天桥位于互通区情况下)

上跨天桥为一个互通区的上跨桥，由于出入口匝道位于前述渐变段内，由于匝道驶离或驶入主路的纵面线形与主路渐变出去的车道纵面线形有冲突，若按各自的纵横坡施工，会造成重叠区域路面形成凹凸，无法保证正常行驶。为解决该问题，本实例通过改移匝道出入口解决，将出入口移至同向车道分隔带两端以外，避开重叠现象；具体的实施为在前述步骤s1之前插入改移匝道出入口步骤，改移的施工方法与正常改扩建无异，包括土建、交通标志标线等内容，在此不再赘述。

上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。