信九高速公路改擴建外業勘測簡介

信九高速公路改擴建外業勘測簡介

摘  要：既有高速公路改擴建工程的橋涵的外業勘測與新建工程在勘測理念、方式、方法上有很大不同。本文詳細介紹了高速公路的橋涵外業勘測過程
關鍵詞：高速公路；改擴建；勘測
        1  概述
　　京港澳高速公路是連接我國南部、中部和北部地區的重要通道，是國家高速公路網的骨架部分，也是國家規劃的“五縱七橫”國道主干線的組成部分，其地位的重要性毋庸置疑。駐馬店至信陽（豫鄂省界）段高速公路位居其中部，是中南地區通往華北、西北及東北地區的咽喉，是北部廣大區域干線公路所吸引的交通量向南部沿海及出海港口城市出行的幾個通道中最重要的一條。駐馬店至信陽（豫鄂省界）段高速公路自開通運營來，沿線諸多城市的規劃和建設，在很大程度上是依托京港澳高速公路及其由此形成的干線公路網展開的，沿線城市建設的布局調整和各種資源的集結，逐步形成以京港澳高速為軸線的帶狀經濟區；隨著區域經濟新一輪的建設發展，交通量以較快的速度遞增，交通量總體規模保持在較高的水平，公路服務水平逐漸下降，已不能滿足發展的需要，因此對駐馬店至信陽段改擴建彰顯重要。
　　2  外業勘測
　　2.1 勘測準備
　　對改擴建工程,外業勘測前首先需搜集原設計圖、竣工圖等文件資料。通過大量查閱文件資料了解當時的設計思想、標準、施工方法及過程。在初步掌握全線橋涵基本情況的基礎上確定勘測調查時的工作思路。
　　改擴建工程外業勘測需調查記錄的數據較多,為了能夠詳實、準確、清晰的記錄調查成果,記錄格式應按工程分類進行統一設計，將所需調查之數據全部列出。前同時還應準備相機、攝像機等影像設備,在外業調查對原有構造物進行拍照留影,方便以后設計。
　　2.2 展開勘測
　　2.2.1  控制測量
　　2.2.1.1 信九高速公路原有一級導線控制點1999年完成，經調查自2003年建成通車至今，1999年導線控制點丟失破壞較多，為保證高速公路改擴建公路用地范圍內1：2000平面圖準確無誤，全線統一重新敷設一級導線控制點，成果為1954年北京坐標系（中央子午線114°）和WGS 84三維坐標；高程系統采用1985國家高程基準，等級采用四等水準聯測，起閉于國家等級水準點。其中：首級控制點5公里一對點，加密控制點間距500～700m。所有加密控制點能夠兩點通視，以利施工。
　　2.2.1.2 根據所敷設的新控制網，實測現有高速公路中線兩側各250m范圍內的1：2000地形圖，并制作三維數字地面模型。
　　2.2.2  路線測量
　　2.2.2.1 信九高速公路改擴建八車道，雙側加寬是在原有四車道基礎上兩側各加寬兩個車道。設計中線為全幅路基設計中心線，與現有路基中線相同，設計高程仍為中央分隔帶邊緣高程。單側加寬整體式路基、分離式路基的設計中心線為行車道中心線。
　　為使擴建后的縱斷面與現有縱斷面保持一致，實測了現有中央分隔帶外側邊緣設計標高，同時量測中樁點位對應的硬路肩路緣石內側點位、土路肩、坡腳、邊溝、隔離柵處的點位。各點位均為三維坐標，中央分隔帶外側邊緣及硬路肩路緣石內側采用水準量測標高、GPS-RTK測量平面坐標，其他點位采用GPS-RTK結合全站儀測量三維坐標。
　　橫斷面采用全站儀測量，實測各變化點的三維坐標，路面點高程依據水準測量成果修正，橫斷面縱向間距一般為30m一點，并加測互通式立交路基漸變段的特征點、橋梁的特征點、河床斷面、分離式立交橋被交道斷面。
　　路基信息采集點
　　內業組利用計算機軟件對測量的離散點進行技術性擬合，擬合出現有公路中線的平面線位。在橋涵結構物、互通式立交及服務區加減速車道范圍進行小段落高精度的平面線形擬合，以滿足橋涵結構物、互通式立交及服務區設計的需要。
　　縱斷面擬合時依據原竣工圖路線坡度、坡長進行擬合，由于原路面局部段落重新鋪筑，縱斷面擬合根據新鋪路面厚度在適當范圍內調整，并在橋梁兩端設置坡差不大于0.1%的漸變段與原橋面高程順接，以保證路基的縱斷面設計滿足有關規范的要求。
　　2.2.2.2 橋梁交角及標高的測量：對所有的大中小橋、分離式立交橋均勘測起、終點、橋梁伸縮縫與護欄的交點，以及橋墩蓋梁中線與護欄交點橋面的坐標和標高，以確定橋跨、橋長及橋梁與路線的交角。
　　2.2.2.3 涵洞、通道交角及標高的測量：所有通道、涵洞均量測中心洞口涵底的標高，同時采用GPS-RTK測量兩側帽石的中心坐標和標高。以便得到通道、涵洞的交角和涵底高程。
　　2.2.2.4 根據外業勘測資料及分段擬合后的平面線形， 計算實測后的結構物與全幅中心線的交角。一般情況下，應以原竣工圖設計理論值作為設計值，實測值僅作為理論值的驗正和補充，當存在施工設計變更時以實測值為依據。
　　2.2.3  橋涵、立交勘測
　　2.2.3.1 根據原施工圖設計及竣工圖相關資料，現場收集已建成的大中小橋、分離式立交橋以及涵洞、通道的有關資料，包括橋涵的起止樁號、結構類型、孔徑、孔數、附屬工程的基本尺寸等，描述橋梁上下部結構、基礎、附屬工程的類型與現狀,并對其使用功能的效果作出評價。
　　2.2.3.2 調查橋梁、分離式立交主梁結構性能、橋面系及附屬結構的損壞情況、橋梁支撐與下部結構的實用情況、橋頭沉陷的處理等內容，具體包括：
　　2.2.3.2.1 主梁結構：對主梁結構所存在的滲水、露筋、空洞、破損及蜂窩、麻面、主梁裂縫等病害的檢查，并記錄病害的所在位置，現場分析形成的原因，對梁板能否利用給出初步的意見。
　　2.2.3.2.2 橋面系：對橋面鋪裝、護欄病害進行調查，如橋下有通行要求，應實測橋下凈空，判斷加寬后橋下凈空是否能夠滿足，如不滿足，結合現場情況提出初步的解決方案。
　　2.2.3.2.3 橋面排水系統：對橋梁排水設施的工作狀況進行檢查，并調查橋面的積水情況，如有積水，給出解決方案。 2.2.3.2.4 橋梁伸縮縫及橋頭沉陷：檢查橋梁伸縮縫以及橋頭搭板的工作狀況，并調查臺后沉陷及伸縮縫破損情況。

　　2.2.3.2.5 下部結構：對橋墩、臺所存在的混凝土剝落、露筋等病害進行檢查，并調查墩臺裂縫情況，分析病害形成的原因，觀察記錄原有墩臺基礎沖刷情況，承臺、系梁是否暴露，以便在加寬設計中考慮橋下水流對基樁的沖刷影響，合理取用樁長。
　　2.2.3.2.6 橋梁防護情況：對橋頭錐坡、臺前護坡等附屬工程的現狀進行描述，并實際測量其尺寸，判斷其是否需要拆除重建等，便于設計中拆除部分工程量的統計。
　　2.2.3.3 調查沿線地形、農田灌溉和自然排水狀況等，綜合確定擴建工程與已建成結構物的銜接�，F場調查結構物加寬后與原有溝渠、被交道的交叉或順接情況。
　　2.2.3.4 調查沿線遠期規劃，城鎮路網規劃情況以及被交叉道路的作用，實測被交叉道的正、斜面尺寸。詳細調查主體工程加寬而發生的改路、改溝、改渠。
　　2.2.3.5 根據橋孔布置及沿線工程地質勘察報告，對地質資料不足或不能滿足設計要求，及時向地質勘察部門提交需補充地質鉆孔表、涵洞地基承載力等。
　　2.2.4  路基路面勘測
　　2.2.4.1 路基調查：初測外業期間重點調查了現有路基斷面的型式、各種排水、防護、支擋工程的使用現狀、路基病害的類型、路面破損狀況、特征、分布規律及其對高速公路的影響和危害。分析總結成功適用的經驗及措施，為設計提供第一手的資料。對路基填料的來源、性質、征用方式及運輸條件進行了調查。
　　通過調查分析，各相關路段病害的主要成因簡述如下：
　　2.2.4.1.1 橫向裂縫：多與行車道垂直或接近垂直，而且分布均勻，分析認為是由于半剛性結構層反射到路面或瀝青面層低溫收縮、疲勞破壞所致，橋梁、通道兩端的橫向裂縫主要由于剛、柔過渡位置的車輛動載沖擊和路基沉降引起。
　　2.2.4.1.2 縱向裂縫：主要由于路基不均勻沉降和局部路基濕軟，導致承載力不足引起。
　　2.2.4.1.3 路面修補與罩面：整個路段存在小面積的修補與局部罩面。根據現場對修補路段的分析發現，局部罩面雖然有利于道路承載力及各項指標的提高，但并沒有從根本上解決路面病害問題。
　　2.2.4.1.4 其它病害：在調查中發現，還有車轍、龜裂、局部沉陷、脫皮等病害，而且往往是多種病害并存。
　　2.2.4.2 路面調查包含路面破損狀況、路面結構強度、路面平整度及路面抗滑度四項內容，主要內容有：裂縫、變形、松散、排水狀況等。
　　2.2.4.3 路面破損調查主要內容包含裂縫、變形、松散、接縫等幾類，針對裂縫中的龜裂、不規則裂、縱裂、橫裂，變形中的沉陷、車轍、波浪、擁包，松散類的坑槽（含啃邊）、松散（含脫皮、麻面），及AC層下水泥混凝土接縫中出現的唧泥、泛漿等病害按長、寬、深等要素實測損壞面積，進行了詳細的記錄和分析。而后以1km為一個評定路段，計算出每一個評定路段的綜合破損率，據此計算路面狀況指數PCI，用于路面總體質量等級的評價。
　　2.2.4.4 路面結構強度調查，利用落錘式彎沉儀（FWD）對路面進行彎沉檢測及鉆芯取樣檢測，并進行了模量分析。
　　2.2.4.5 根據竣工圖有關資料并結合地質調查對不良地質路段或特殊路基做出相應的處理方案。完成沿線水塘、稻田和軟土等地段調查，針對不同的地質情況做出各種不同的處理方案（如砂礫、碎石換填、基底格柵+碎石墊層以及PTC樁、CFG樁等方案）。
　　3  結束語
　　隨著國民經濟的快速發展和社會的不斷進步，高速公路的建設將進入新建和改擴建并舉的時期，今后若干年內，高速公路的改擴建將成為公路建設的重點工作之一。在以后的改擴建中，要貫徹“以人為本”的思想，通過詳盡的外業勘測，我們要認識到以前設計中存在的誤區和不足，在今后的改擴建設計中，對暴露出來的病害原因進行最大可能的修正。在今后的高速公路設計和改擴建中，如何進一步提高設計水平，需要我們不斷地總結經驗，并開展技術研究和探討。本文通過對信九高速公路改擴建工程外業勘測的詳細介紹，希望能對其它即將進行的高等級公路改擴建工程的外業勘測提供一些參考。
　　參考文獻
　　[1] 高速公路改擴建經驗交流會專家講稿匯編.鄭州.2008.8
　　[2] 孫家駟·《道路勘測設計》人民交通出版社  1999年
　　[3] 《公路勘測規范》（JTG G10－2007）.人民交通出版社.2007年
　　[4] 《公路勘測細則》（JTG  T C10－2007）.人民交通出版社.2007年

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