《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２０）——第一部分公铁水《山岭重丘区公路改扩建关键技术研究与应用》

1 项目名称: 山岭重丘区公路改扩建关键技术研究与应用

2 完成单位: 中国建设基础设施有限公司、中建筑港集团有限公司、 长安大学、 中国矿业大学 (北京)、 山东省交通规划设计院有限公司、 中建山东投资有限公司、 中建港航局集团有限公司

3 主要完成人: 孙智、 刘国华、 冯忠居、 程金生、 刘其杰、 万利、 樊祥喜、 程存玉、 孟凌霄、朱福强、 许英东、 刘学强、 肖禹航、 李明政、 郎咸海

　　随着我国公路建设的快速化、规模化和网络化发展,我国社会机动化进程在较长一段时间内仍将保持着较快增长速度,早期建成的公路已不能完全满足当今交通量发展需要,交通阻塞严重、事故频发,公路改扩建已成为公路建设中的重要工作之一,公路行业即将迎来大规模改扩建时代。本项目依托山东滨莱高速公路改扩建工程和黑峪隧道改扩建工程,通过理论分析、数值仿真、室内试验、现场试验和检测等手段,对山岭重丘区公路改扩建旧桥加宽基础差异沉降控制、路基加宽差异沉降控制、隧道原位改扩建风险控制等技术进行系统研究。项目研究成果在滨莱、京沪和京台(山东段)高速公路改扩建等多项工程中成功应用,编写了相关技术标准,社会及经济效益显著。

　　本项目完成专利16项(发明专利3项)、论文19篇(EI6篇)、省部级工法2项、地方标准2项。项目整体技术通过了由郑颖人院士为主任的专家组论证,论证结论为:山岭重丘区公路改扩建关键技术研究与应用方面达到国际领先水平。该项目为解决山岭重丘区公路改扩建关键技术提供了理论和支撑,促进了公路改扩建工程技术革新,具有广阔的应用前景。

　　创新点一

　　(1)构建了“桥梁上部结构-基础-岩土体冶相互作用的空间模型,探明了加宽桥梁新旧基础变形规律与承载特性的差异,揭示了差异沉降与附加应力的相互作用规律(见图1)。

　　(1)滨莱高速公路淄博西至莱芜段改扩建工程第一标段全长45.65公里,标段总体地势南高北低,中部及南部为山岭重丘区,沿线地表水和地下水丰富,新旧结构物差异沉降控制困难。整体节约成本共计2645万元。

　　(2)京台高速公路泰安至枣庄(鲁苏界)段改扩建工程项目第四标段,长31.1公里,新旧结构物差异沉降控制困难。整体节约成本共计1360万元。

　　(3)京台高速公路泰安至枣庄(鲁苏界)段改扩建工程项目第五标段,长42.7公里。新旧结构物差异沉降控制困难。整体节约成本共计1873万元。

　　(4)济南至青岛高速公路改扩建工程项目主体工程施工第六标段,长51.18公里,新旧结构物差异沉降控制困难。整体节约成本共计3395万元。

　　(5)黑峪隧道位于淄博市淄川区寨里镇赵家岭村,穿越不良地质地段,地形起伏较大,山体表部零散分布碎石土,溶蚀裂隙及溶洞局部发育,围岩稳定性较难控制。隧道建设期间,采用项目整体成果,降低了混凝土等材料用量,减少了现场施工工人数量,大大缩短了施工工期,保证了施工安全。整体节约成本共计为596万元。

　　本研究对公路改扩建旧桥加宽工程和旧路加宽工程中新旧结构的组合技术、理论以及隧道原位改扩建风险控制关键技术进行了研究,有效减少建设成本和运营期的养护成本。目前,山东省境内济青高速、京台高速山东段等多条公路改扩建工程正在进行,本课题研究成果可直接应用于山东省内外其他公路改扩建工程的设计与施工,也可为类似公路改扩建工程建设提供支撑及示范,具有广阔的应用前景。