摘要:沪宁高速公路于1996年9月15日建成通车,江苏段总体质量达到国内领先和国
际先进水平。本文从建立质保体系、加强基础工作、开展科技攻关、加强过程控制、
解决质量通病等几个方面介绍沪宁高速公路江苏段的质量管理做法,可供其它工程借
鉴和参考。
关键词:高速公路 质量目标 质保体系
沪宁高速公路江苏段建设主要有这样几个特点:一是软土分布广,全线软土地基
长92km,软基处理长度25.95km;二是苏南地区水网纵横,土源缺乏,地下水位高,
大量使用过湿土筑路;三是资金不足,沪宁高速公路江苏段除国家补助9.47亿元外,
其余全靠江苏自筹,从开工至完工,一直是边建设、过筹集资金;四是工期紧、任务
重,原计划1998年建成,提前到1996年9月15日建成通车,实际工期只有4年;五是缺
乏建设高速公路的经验,施工力量也很不足。
为了加强对高速公路工程建设的领导与管理,确保沪宁高速公路建设的顺利实
施,省政府批准成立了江苏省高速公路建设指挥部,沿线五市也分别成立了市高速公
路建设指挥部。省高指是高速公路建设的主管机构,其职责是负责整个工程的组织和
实施,领导五市高指的工作。各市高指的职责是负责辖区内工程建设的管理、征地拆
迁,提供施工保障条件,协调解决工程与地方的有关问题。沪宁高速公路江苏段也是
国家计委批准的实行业主负责的项目,工程建设实行了业主领导下的施工监理制度和
施工单位招标承包制度。
省、市高指紧紧围绕工程质量这个中心,狠抓设计、招标、计划、技术、质量、
合同、财务等方面的管理,以提高工程的管理水平来确保工程的质量。
1 明确质量目标
省委、省政府在工程建设初期就提出了要高质量、高速度、高效益地建好这条公
路,要自始至终把质量放在首位,争创全优工程的要求。在实际工作中,确立了质量
是工程的生命,没有质量就没有速度和效益的质量工作指导思想,提出了“百年大
计,质量第一,精心组织,精心施工,严格监理,科学管理,把沪宁高速公路江苏段
建成一条标准高、质量优、投资省、效益好的现代化公路”的质量方针,制定了“把
沪宁高速公路江苏段建成国家级全优工程、质量管理达到我国高速公路最好水平”的
质量目标。
2 建立质保体系
根据FIDIC项目实施方法的原则,结合沪宁高速公路江苏段建设管理特点,建立
了省、市高指和监理组三级监理体系,对工程质量实行全方位、全过程、多层次的控
制。省高指主要职责是制定质量工作目标、质量标准、质量管理制度、规定,对全线
质量工作进行指导、监督、检查,领导全线的质量工作;市高指主要职责是执行省高
指制定的质量工作要求,制定工作细则和具体措施,对本市范围的质量工作进行管
理、监督、领导,检查监理组、施工单位的质量工作;监理组主要根据《监理规程》
、合同技术规范、质量标准和省、市高指的质量工作要求和规定对施工单位的质量工
作进行现场监理,指导和帮助施工单位做好质量工作,处理和反映现场质量问题。施
工单位是工程质量产出的主体,我们要求其在企业内推行全面质量管理,建立、健全
内部质保体系,完善质量工作规章制度,做好各项基础工作,按质量工作程序认真做
好每道工序的自检、报验工作,认真严肃地执行合同。省、市高指和监理组,自上而
下、自下而上,以严密的质量控制体系,严格的规章制度,严谨的工作作风,对全线
工程质量进行有效控制。
3 做好基础工作
高速公路的建设管理,当时还没有一套成熟的经验,为了高标准、严要求,对工
程建设实行规范化、标准化的管理,我们参照全国已建和在建高速公路的经验,根据
交通部的《公路工程施工监理办法》,结合工程实际情况,制定了一整套质量管理的
基础性文件、制度、标准和工艺要求,主要有《江苏省沪宁高速公路工程施工监理暂
行办法》、《江苏省沪宁高速公路工程监理规程》、《沪宁高速公路工程管理指标体
系》、《江苏省沪宁高速公路项目设计变更管理办法》、《合同技术规范》、《沪宁
高速公路质量检验标准》、《沪宁高速公路工程试验测试手册》,还有工程监理月报
旬报制度,路基、路面、防护工程、桥梁工程、交通工程等施工监理细则及指导意见
等,较系统地规定了工程实施质量监督管理程序、质量标准、质量检测控制和施工工
艺等方面的要求以及各级的职责,使日常的质量工作有章可循,有据可依。在工程的
实施过程中,我们对质量控制重要环节和存在的主要质量问题,有针对性地制定质量
管理措施,加强技术指导和工艺控制,保证和提高质量水平。
4 开展科学研究
先进的科学技术是工程质量的保证,特别是对高速公路这样技术复杂规模大的工
程更是如此。针对沪宁高速公路江苏段经过的地区软土分布广、过湿土数量大、土源
缺等许多关键技术问题要解决的实际情况,在工程筹建阶段和实施中,我们十分重视
现代科学技术对高速公路建设的指导作用,软土地基处理、过湿土筑路、桥头跳车和
路面平整度等问题是沪宁高速公路建设突出的技术问题,关系到这条高速公路的成
败。我们借鉴国内外经验,针对沪宁高速公路江苏段的特点,抓住关键技术问题,开
展一系列的科学研究,采取有效工程措施,提高工程质量。
4.1 软土地基处理
沪宁高速公路江苏段沿线软土分布广,有的地方厚度达30m。分布长度达92km,
约占全线的1/3。设计处理路段为25.95km。为了验证设计的可靠性,在勘察设计的基
础上,选择了有代表性的软土路段进行了地基处理试验,在1.6km试验段上对四大类
13种处理方法进行试测。同时委请科研单位,用统一的评判标准,试验计算方法,对
各勘察设计的成果进行评估,对地基处理方案的技术、经济进行比较,优化设计、指
导施工。
对软土特性的认识是进行地基处理的基础工作,经过大量的试验、分析,高速公
路沿线软土以泥质粘土为主,上部土层存在似固结状态,中部属中压缩性土,高压缩
性土只占25%。其间,除少数软土较深厚,大都为成层地基,有粉质土薄层。分析结
果为地基处理方案选择提供了依据。在地基设计中,除稳定验算外,正确计算地基最
终沉降量是关键,即工后沉降量和采取处理措施后的总沉降量。在应用非线性有限元
法对每种计算方法对比分析后,采用了能考虑先期固结压力和反映土的原状特性的
e-lgp′曲线,用分层总和法计算沉降量。实际证明,这一方法较合理地反映工程沉
降规律。
试验实测的固结规律大致为:在施工期,施工堆载予压固结度一般可达50%;浅
层排水法半年以上,固结度可达80%左右,粉体搅拌桩能有效减少桩身范围的沉降
量,但桩尖以下的固结很缓慢。为此在地基处理设计中,以工后沉降为标准(一般路
堤小于30cm,路桥结合部小于10cm),以评估计算的最终沉降量为依据,参考试验路
成果,选择相应的地基处理方法,再以地基处理后的条件,验算工后沉降量。随地基
条件、荷载大小、工期的不同,分别选用了堆载预压法,浅层排水固结法、浅排加等
超载固结法,深层排水固结法和深排加等超载固结法等地基处理方法。因为路桥结合
部对工后沉降有更高要求,一般是采用深层排水加超载固结法和粉喷桩加固法,当桩
身不能穿透软土层时,不采用粉喷桩加固。从全线700多个沉降观测点的连续观测分
析,到1995年6月底,有90%以上的处理路段已基本处于稳定状态。
4.2 过湿粘性土填筑路堤
在江南水网地区筑路,缺少丘陵高地供给合适的土料,在4170多万m3的路基用
土中,约有2000万m3必须从沿线两侧水稻田中取土,取土坑地势低,地下水位高,土
料粘性大(塑性指数在20~28),含水量高达30%左右(路基填筑要求14%~18%),亲
水性和持水性强。施工的困难是:土壤成块,可粉碎性差,气候湿润,蒸发量低,雨
日多,雨次频,常常翻晒了几天,一场雨又打湿,含水量达不到规定碾压时的最佳标
准,压实度难以达到要求,严重影响施工质量和进度,施工十分困难。在东南大学过
湿土筑路试验研究的基础上,通过对掺消石灰NCS(固化剂)、生石灰粉等方法的比
较,决定掺消石灰,一般90%压实度的掺灰量控制在5%左右,95%压实度的掺灰量
控制在10%,使过湿粘性土砂化,降低土的塑性指数,改善粉碎性,加速土料水分蒸
发,从而将土的含水量降至接近最佳含水量,提高压实度。并从闷灰、翻晾、粉碎、
拌和、成层、碾压等工艺着手,在施工中不断推广“勤翻晒,匀拌灰、多粉碎、薄铺
筑”的施工经验,要求各施工单位配足振动压路机、羊足碾、旋耕机等设备,提高土
方生产能力,对路堤“95区”的土粒粒径、掺灰拌和均匀性提出了更高的要求,大多
数施工单位进场了稳定土拌和机、增加了现场拌和、粉碎能力。过湿土掺灰措施取得
了良好的效果,在确保路基压实度满足重型击实标准的前提下,加快了工程进度。
4.3 路面结构及施工研究
高速公路的路面,必须具有良好的热稳性、耐磨性、抗低温收缩能力和足够的摩
擦系数及构造深度,以满足大交通量的高速、渠化行驶。为了确定适合苏南气候条件
下重交通量的高速公路沥青路面结构,我们选择了日交通量大、路基条件与高速公路
基本一致的现有公路1.5km,安排了12个试验段落,进行路面材料、铺筑工艺、路面
结构的多方案比较和动稳定度(车辙)试验,为了保证路面的抗滑性能和防水性能,在
试验路推荐结构LH-20Ⅰ′级配的基础上,结合新的沥青路面施工技术规范,将上面
层级配调整在AC-16Ⅰ和AC-16Ⅱ型之间,形成了在2.36~9.5mm靠近AC-16Ⅱ型、
0.075~2.36mm靠近AC-16Ⅰ型的AC-16B型级配,经试铺后实测,摩擦系数达到75左
右,构造深度在0.7~0.8mm,符合规范的要求,动稳定度也达到1000以上,为组织路
面施工提供了技术依据。
5 加强过程控制
5.1 深入开展质量创优活动,层层落实质量责任制
为了将沪宁高速公路江苏段建成国优工程,实现省委、省政府提出的质量目标,
发挥全体建设者的积极性,在全线开展了工程质量创优活动,以交通部《公路工程质
量检验评定标准》为依据,把全线工程划分为11000多个分项工程,1400多个分部工
程,300多个单位工程,并层层落实了监理、施工质量责任。从分项工程做起,逐级
对分项、分部、单位工程和标段工程进行评定,以单元工程的优良来保证整体工程质
量的全优,对工程质量实行动态控制。创优活动的开展,进一步树立了质量第一的意
识,取得了明显效果,经省交通厅质监站交工验收质量鉴定,单位工程优良率为
100%。
5.2 狠抓施工单位的综合生产能力
施工单位的施工能力具备与否,能否形成按计划要求的正常工艺生产能力,是确
保工程质量的基础。在工程招标阶段,我们就注意对投标单位生产能力的审查,从中
择优。1993年初,中标单位陆续进场,大多数施工单位对苏南过湿土路基缺乏经验,
进场机械少,不配套,作业面展不开,施工工艺不能满足要求,形成不了正常的施工
能力。针对这一情况,我们根据各标段的年度生产计划,测算其日生产能力和所需的
配套设备,督促施工单位进场高吨位振动压路机、羊足碾、平地机、旋耕机等适合过
湿土施工工艺要求的主要设备,在较短时间内,全线设备从1000多台套增加到了3700
多台套,满足了正常工艺配套要求,从而保证了施工质量。
5.3 把住试验、检测关
试验、检测是质量控制的重要手段,检测、试验仪器计量不准,最终导致的是检
测试验数据的偏差,从而失去对质量的有效控制。为了加强全线试验室的计量管理,
首先对试验人员进行必要的培训,统一要求,掌握基本方法和关键问题,并对试验仪
器进行计量检查,对不符合规范规定的仪器一律不准试用。通过每月的检查,针对现
场检测操作方法,试验数据处理,取样方法等方面存在的问题,提出要求,及时纠
正,保证了检测试验的准确性和可靠性。
5.4 采取一切措施,确保路面平整度
路面平整度,是最直观反映高速公路质量的一个指标。100km以上时速在路上行
驶,路面稍不平整,就会有明显的颠簸感。交通部对高速公路沥青路面平整度的验收
标准为1.8mm,我们提出1.0mm的创国优控制标准。为了达到这个目标,对路面生产的
各个环节进行了认真的技术分析,并多次邀请了国内路面专家现场检查指导和进行技
术讲座,召开了多次施工现场会,组织施工单位观摩,交流施工经验,不断总结,不
断提出新的要求,改进施工工艺,在确保其它质量指标的前提下,进一步提高路面平
整度水平,经最终检测,全线平整度平均值为0.68mm,大大好于控制标准。
为保证路面质量,我们采取的主要措施有:
(1)坚持高标准、严要求。高速公路的合同技术规范写得比较早,工程开工后,
交通部陆续颁布了新的技术和施工及验收规范,为了确保和提高工程质量水平,我们
对新老标准、规范有差异之处重新提出质量要求和标准,以就高不就低的原则进行选
用,工艺要求严格执行新规范。如:基层上层用摊铺机施工,上面层基准控制全部使
用基准梁等。
(2)充分作好技术准备,加强技术管理。为了让管理人员、施工人员充分理解和
掌握新的技术规范的要点,多次邀请了沙庆林院士、沈金安研究员等讲解了新技术规
范和路面施工技术,并组织同济大学、东南大学的沥青路面方面的专家对各施工单位
的拌和设备、技术性能及路面试铺情况进行了检查,对达不到要求的立即进行了调
整。为加强施工过程的技术管理和指导,沿线五个市高指分别聘请了沙庆林院士等有
关专家担任技术顾问,在技术上进行把关。
(3)选用优质材料。为了保证路面有足够的耐磨和抗滑性能,上面层骨料全部使
用了玄武岩,省高指成立了专门的班子负责玄武岩的生产和计划调运。选用了句容天
王、常州金坛、南京六合、淮阴盱眙的玄武岩,并投资改进了骨料的生产工艺,帮助
料场增加了落锤破碎生产线,确保了骨料的质量,全线共使用玄武岩约700000t。
为了保证材料的清洁,我们对每个沥青拌和厂的堆料场提出了场地硬化及细料搭
棚的要求,并给予适当补贴,以保证混合料的质量和产量。
(4)提出明确的生产配套能力要求。对每个路面施工单位明确要求必须具备
240t/h以上沥青混合料的生产能力和相匹配的摊铺、碾压、运输设备,以保证摊铺机
连续施工,减少横向接头,提高平整度水平,对设备能力达不到要求的不准开工。
(5)严格工艺要求,做好技术总结。从“95”区开始,要求使用平地机,以保证
路基顶面的平整度和路拱,底基层、基层下层一律使用平地机刮平,基层上层要求使
用摊铺机施工,并对摊铺机施工基层的标段,作了适当补贴。在各层路面结构正式施
工前,必须先做试铺段,并对试铺的工艺、质量进行认真总结,写出试铺技术总结报
告,经总监批准后才能正式施工。全线18家基层施工单位、11家油面层施工单位均在
各结构层全面施工前做了试铺技术小结。
(6)组织技术交流,推广成功经验。在施工过程中,经常组织施工现场会,让施
工单位互相学习、观摩,省、市高指对好的经验进行推广,使各施工单位的施工水平
得到较大的提高。如对施工缝的处理、碾压温度的控制、胶轮和钢轮压路机的碾压顺
序及遍数、摊铺机行驶速度,熨平板、螺旋布料器高度位置调整等工艺的研究与实
践,基本消除了施工接缝不平整、表面离析、轮迹明显、横向平整度差等影响路面总
体平整度的工艺缺陷。
(7)加强软基段沉降的观测,以沉降速率控制路面铺筑时间。用工后沉降量决定
地基处理方案后,由于地基和施工过程的复杂性,再加上沉降计算的相对性,必须用
实测沉降量资料分析来确定路面开始铺筑的时间,我们根据各类地基的沉降过程曲
线,按月沉降速度小于5mm为底基层、基层的施工控制条件,以月沉降速率小于3mm为
沥青面层的控制施工条件。从通车后3个月的观测结果看,除个别段落日前沉降没最
终稳定,绝大部分处理路段达到了目的,保证了路面的施工质量。
(8)采取激励措施,提高质量水平。在上面层施工前,通过对全线11家施工单位
施工的中、下面层平整度分析(下面层百米平整度均方差达到了1.5~1.8mm,中面层
达到了1.1~1.4mm)结果看出,上面层要达到1.0mm有保证。为了使平整度达到一个更
高的水平,根据对上面层使用基准梁等施工和试铺段的结果,提出了单幅每公里平整
度平均值达0.7mm的奖励1万元的措施,激励施工单位精心施工,进一步提高平整度水
平。最后经检测,全线平整度平均值为0.68mm,公里平均值≤0.7mm的有427km(单幅)
,占83%。
(9)加强现场监理。路面施工实行旁站监理,拌和厂生产混合料的油石比、级
配、强度等,每天至少检查二组。摊铺现场对每车料的到场温度,摊铺温度,初、
复、终压温度,摊铺好的面层的横、纵平整度、厚度等随时根据验收标准和现场控制
标准进行检测,发现问题,立即分析原因,调整工艺。并使用控制图法,对生产工艺
进行控制。
6 解决质量通病
6.1 采取措施,减少桥头跳车
桥头和结构物端部跳车是当前公路的质量通病,特别是在软基段和高路堤上,沪
宁高速公路全线平均填土高度3.7m,最大填土高度达14m左右,全线700多座桥梁和通
道,与路堤有1400多个接点,处理不好将造成平均6s跳一次车,后果不堪设想。为此
我们把保证、提高回填土的质量和桥梁伸缩缝形式及安装质量作为关键问题来抓,专
门制定了质量保证的技术措施:
(1)对桥头软基进行深层粉喷桩或塑料排水板处理。
(2)早上桥头填土,进行等载或超载预压,严禁桥头作预制场。
(3)提高桥头填土压实度标准,比正常路段提高2个百分点。
(4)改用砂性材料或掺灰土回填台背。要求施工单位在台背以15cm一层划线,进
行填筑厚度控制,并配备专用夯实设备。
(5)根据桥梁跨径和梁体伸缩量大小,采用不同型式的桥梁伸缩缝。16m以下小桥
用锯缝,16~40m采用小变位量伸缩缝,40m以上桥采用德国产的毛勒伸缩缝。
6.2 加强过程中的质量检查与工艺控制
除要求施工单位和监理组按要求配置工地试验室外,在五个市高指设置了中心试
验室,省高指也建立了质检中心,每月对工程进行巡回检测、检查,对检查发现的问
题,除要求返工外,还定期发布质量通报,针对问题提出改进措施,对共性问题制定
具体质量管理措施和工艺改进要求。在4年多的建设期中,省高指共印发了300多分技
术管理性文件,进一步完善了技术管理、质量管理、各项工程工艺控制的措施和要
求,通过动态的管理和控制,确保目标的实现。
(1)针对有关结构物一度存在外观质量差的情况,专门组织了施工现场会,印发
了外观质量工艺控制要求,对大型桥梁现浇结构要求使用大组合模板和贴塑模板,并
在造价上给予补贴,提高了混凝土表面的平整和光洁度。
(2)路缘石要求用定型钢模预制,经纬仪放样安装,对预制、安装质量不合要求
的全部返工,仅无锡段就有近10km的不合格缘石全部推倒重做。
(3)防撞护栏要求以路中线放样,不以缘石为基准,高程用经纬仪检测,确保了
线形的顺适。
(4)标线工程放样以路中线为基准,所用标线漆指定单位送检,并专门订做了用
于玻璃珠级配检查的筛子,下发各中心试验室,对每批进场玻璃珠进行检查。召开施
工现场会,印发施工指导意见和质量控制要点,并将标线原设计宽度由15cm全部改成
20cm,根据路面粗糙的情况,为保证标线表面平整,确保标线的施工质量和使用效
果,将厚度由原1.5mm改成2.0mm。
(5)针对防护工程分包多,质量难控制的特点,省高指检测中心对各段进行了破
坏性检查,特别是南京段路堑防护,经多次检查,返工数量达到5万多m3,保证了质
量。
沪宁高速公路已经建成通车,江苏段总体质量达到较高水平。省交通厅组织交工
验收,按照交通部JTJ071-94《公路工程质量检验评定标准》评定,各标段单位工程
优良率100%,全线工程优良率100%,工程质量达到优良等级。