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【摘 要】 随着国家公路网的不断建设和完善，“开高等级公路、享高等级生活”高速公路给社会经济和人民出行带来巨大的影响和便捷，但是随着国民经济、物流、车辆和人们生活品质的不断发展及提升，也给高速公路有限的通行能力造成巨大压力，服务水平也由此下降。因此，高速公路扩建作为改善通行能力、提高服务水平的有效手段之一，面临到的“边通车、边施工”的施工和交通安全是管理的難点，本文就高速公路改扩建工程高边坡石方开挖施工的方法进行研究，以确保“边通车、边施工”路段的两安全。
【关键词】 高速公路；扩建；高边坡；施工
引言：
随着社会经济的持续快速发展，不少早期建成的高速公路已不能完全满足当今交通量发展的需要。特别是经济发达地区主干公路，大多为4车道，现有实际运输量已远远超过其设计能力，造成交通阻塞现象严重、交通事故频繁等问题。此外，汽车车型结构和轴载结构的变化，也使得一些早期高速公路灾害严重，已达到或超过其设计寿命。早在1997年广佛高速即开始了国内首条高速公路扩建工程，随后有沈大、沪杭甬、沪宁、甬台温复线拓宽段安新段、连霍郑洛段、福厦漳等高速相继扩建。高速公路改、扩建工程建设已成为未来若干年甚至几十年新的建设热点。
1 高速改扩建的影响
对原有高速公路改扩建，必然对原有的高速公路交通流产生干扰，从而影响道路的正常行车。其主要表现有：扩建施工时路侧施工对原有道路正常交通流的干扰，路侧净空间和视距不足造成的道路通行能力降低，因施工组织需要造成的车辆频繁改道、分道、并道行驶，甚至因施工需要分时分段采取封道、分流等。这些影响将会导致道路通行能力、服务水平严重下降，交通安全水平大幅降低。而目前高速公路在公路交通运输中的作用日益显著，高速公路沿线交通运输对其依赖性却日益增强。因此，在高速公路扩建过程中如何保证其交通流的正常运行、减小扩建施工对交通流的影响、保证道路行车畅通安全成为扩建施工中一个亟待解决的问题，它关系到扩建高速公路所在路网运行效率、沿路的经济发展和对社会所产生的影响。
2 一般扩建高速石方挖方路基路堑状况
路堑边坡形式及坡率一般根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法，并结合自然稳定山坡和人工边坡的调查及力学综合确定。路堑边坡分级高度一般为10m，边坡坡率视开挖高度及地质条件而定，一级边坡碎落台宽度为1.0m，二级及以上各级边坡碎落台宽度为2.0m，横坡为4%，对于特殊的高边坡，为减少边坡开挖量，仅对下部一级或两级边坡进行开挖。
地形、地质条件复杂多变，施工图勘查阶段难以完全准确掌握各种工程地质条件。
由于前期高速公路爆破施工，对坡体表面的整体性和稳定性带来一定的影响，使后期扩建开挖增加难度。
3 高速公路改扩建工程高边坡施工过程中的难点
（1）由于施工作业的影响，作业区路段车道数减少，通行环境干扰增加，通行能力下降，存在着如变换车道、分合流、跟驶等复杂的车辆运行状态，工人、施工机械、路边施工护栏和作业区来往的车辆构成了一个危险的环境，另外，施工作业占用的道路空间会使车道数减少或车道变窄，造成高速公路道路环境突然改变，如在此处发生意外，驾驶员躲避危险的空间不足，往往是措手不及，发生事故的可能性大大增加，同时施工作业区构成了道路空间范围内的障碍物，增加了车辆撞固定物的危险；
（2）扩建周期较长；
（3）开挖路堑坡陡、岩体节理发育、地质和地形较为复杂；
（4）上方石方开挖施工，下方车辆通行，各种防护措施要求较高，维护困难。
4 施工方法
4.1石方开挖方法
高速扩建工程石方路基施工时，给安全提出了严格的要求，因此，路堑石方爆破将进行认真设计，以保证安全，提高石方爆破效果，加快路基施工进度。同时要作好必要的防护措施，确保高速公路交通的正常运行。
石方开挖以松动爆破作业为主，严禁过量爆破。路堑边坡采用预裂光面爆破。根据地形、开挖深度和周围环境特点采用不同的布眼方法、起爆方式，控制装药量。将最小抵抗线避开靠近公路一侧，可沿线路纵向两端往边坡中部开挖。防止石方向公路上倾泻，以增加路面清理时间，致使交通封闭时间延长。如图1所示：
（1）当路堑深度较浅，设计边坡坡度为一个坡率时，如图2所示：
第一步：沿边线打预裂眼按坡率到设计深度，孔距按10倍孔径控制，线装药密度采用0.4—0.6kg/m，孔底加强段采用两倍中上部线装药密度。底部装填粗管药，中上部装细管药，全孔药卷捆在导爆索上，孔口留1～1.3m不装药填堵炮泥，预裂孔用同段雷管首先起爆。
第二步：周边眼的孔深通过计算不能超钻，周边眼的装药量为中间眼的1/2左右，待中间眼施工完成后装药分段爆破。
（2）当路堑深度较深，且边坡为两个坡率时，则第一阶段的预裂孔钻至变坡点，中部孔也钻至变坡点水平高度。当第一阶段孔爆破完毕，出完碴清出岩面后，再沿下部边线按下部坡率钻预裂孔，中部孔钻至路基面标高后进行第二次爆破。如图3所示：
第一步：沿边线打预裂炮眼按坡率到变坡点，装药施爆预裂眼。
第二步：变坡点以上部分周边眼的孔深严格计算不能超钻，周边眼的装药量为中间眼的1/2左右，待中间眼施工完成后装药爆破。
第三步：变坡点以下部分施工方法与以上部分施工方法相同。
爆破设计：根据填筑对岩石块度的要求，爆破参数拟按下列取值范围：
边坡预裂孔孔距：1.0m；断面中部炮孔孔距：2.8—3.5m；排距：2.3—3.0m；单位用药量：0.3—0.55kg/m3。
炮孔布置和起爆顺序如图4所示：
（3）深孔微差梯段爆破施工程序：
4.2深路堑开挖方法 深路堑除了按一般原则上的工艺要求和方法施工外，还应注意路基开挖与坡面防护的配合。爆破设计时，合理选择各种爆破参数，使爆破作业不影响已完防护工程。认真核对地质情况、检查、检算边坡稳定状况，当与设计不符时，及时测设断面资料，报监理工程师，并采取处理措施。必要时补充地质资料，以便及时处理已开挖路堑的边坡，以防因地质分界高程发生变化，而使开挖断面发生变化，造成重新处理高路堑边坡的难度。石方路段必须采用控制爆破。
（1）控制爆破原则
a、主线交通基本不受干扰，实施石方爆破时，短时间封闭交通。
b、爆破产生的震动不能对周围的建筑物产生破坏效应。
c、爆破飞石必须控制在安全范围内，确保高速公路的行车和人员安全。
d、确保电力通讯设施的绝对安全。
（2）控制爆破总体方案
爆破采用纵向小台阶炮眼控制爆破为主，机械破碎为辅，边坡采用光面爆破和多层防护的综合爆破施工方案。爆破工程主要应预防爆破震动、爆破飞石以及确保周围建筑物的稳定，因此首先沿路线纵向小台阶炮眼爆破，同时在靠近高速公路一侧留1～1.5米宽的保护墙，以此作临时保护层，爆破台阶每下降一个台阶用挖掘机挖掘防护墙顶端一部分，如此循环下降。如图6所示：
（3）控制爆破方案
施工段采用浅眼爆破，炮眼按梅花形布置。考虑到雨季施工的安全性，起爆方式应采用非电起爆系统，由于边坡需采用光面爆破以控制开挖轮廓线并确保保留岩体不受损伤，为保证主爆孔爆破时不对光面层及保留岩体产生损伤，通常将预裂爆破与光面爆破结合使用。
采用毫秒非电导爆管起爆系统，采用对角起爆或V型起爆方案（如炮孔布置和起爆顺序示意图所示）。以形成小抵抗线宽孔距爆破，控制爆堆塌散方向、位置和岩石块度，并有效控制一次齐爆药量，减少爆破震动。各段微差间隔时间取25～50ms。
（4）爆破安全
对于石方爆破，最容易产生破坏效应的是爆破震动和飞石。为了确保高速公路及附近建筑物的安全万无一失，应作好飞石的防护措施：
a、严格控制药量。
b、合理布置药包。
c、覆盖
在炮孔口铺设炮被，炮被采用废旧汽车轮胎用钢丝绳编织而成。覆盖后各片之间应相互栓接成一体。覆盖时按照后爆破孔先覆盖的原则进行搭接覆盖，覆盖时应注意孔外连接雷管，把草袋和土袋轻轻地压在炮孔上，不允许在炮孔上拖拉。如图7所示：
d、排架防护
设置排架的作用是防止飞石、滚石、滑石在爆破时侵入公路行车限界，妨碍行车安全。排架设置在既有边坡台阶处。上一个台阶爆破完成后，排架下移至下一個台阶上，依次施工。视情况可在第一级台阶波形防撞护栏外侧加设防护排架，增强防落石效果。如图8、9所示：
e、采取微差爆破，切忌放齐炮。
4.3石方挖运方法
爆破施工与石方挖运同步进行，即采取边挖运边爆破的配合方式进行，每一区段爆破后，将各路钻爆破工具、机械运至下一作业区区段的顶面上，开始钻孔作业，爆破完成的作业区采用挖掘机、自卸汽车挖运石方至填方路段填筑或弃土场。如图10所示：
图10 挖运示意图
4.4爆破施工安全注意事项
（1）严格执行《爆破安全规程》、《民用爆炸物品管理条例》的各项规定。
（2）严格控制爆破规模和最大安全装药量。
（3）爆破作业人员必须接受爆破技术培训，并经安全部门考核通过，持证上岗作业。
（4）采购的爆破器材应遵循物项采购程序，进行性能测试，不合格产品不得在工程中使用。
（5）协调统一规定爆破时间，并经当地公安部门批准。爆破时间一旦确定，不得随意更改。
（6）加强防护，正确划定警戒线的范围。既要预测可能产生的飞石的最大飞远距离，又要尽量减少相邻作业面的停工时间。
（7）爆破作业人员必须佩戴安全帽，装药、堵塞及起爆网络连接严格按照爆破设计执行。
（8）在爆破前，指定专人警戒，在确认无任何安全隐患后才可实施爆破。爆破时间应选择在交通量较少时段，并与交警、路政人员密切配合。爆破后必须由有经验的爆破员按规定时间进入现场，检查是否残留哑炮，对危石、危坡进行必要的处理，确认安全后，发出解除警戒信号，恢复正常工作。
（9）高陡边坡施工时，作业人员必须绑系安全带，弃土下方和有滚石危及范围内的道路，应设警告标志。
（10）施工时，必须在高速公路两侧设置醒目标志。
5 高速公路施工现场安全设施配置方案说明
（1）公路改扩建作业区是改扩建项目的实施地，是恢复和提高道路使用功能的作业地，但作业区同时也是运营公路的交通瓶颈和事故的多发地，因此合理的设置公路改扩建作业区长度，可以有效地诱导交通流的流向，减少车辆之间的冲突，防止事故发生。作业区包括警告区、过渡区、缓冲区、工作区以及终止区等几部分。
（2）警告区的设置是为了提示前方道路施工，使驾驶员注意交通变化情况，及时采取相应措施；
（3）过渡区使道路变化缓和平滑，保证车辆车道变换的安全；
（4）缓冲区是过渡区到工作区之间的一段空间，缓冲区的长度计算主要考虑到假设驾驶员判断失误，有可能直接从过渡区闯入工作区，那么缓冲区就可以提供一个缓冲路段，在车辆到达工作区之前采取制动措施，避免发生事故；
（5）工作区是施工作业的地方，也是施工人员工作、堆放建筑材料、停放施工机械或车辆的地方。为了保证安全，在工作区与开放交通的车道之间要有明显的隔离装置，同时工作区的布置，考虑为工程车辆提供安全的进口和出口；
（6）终止区是为通过或绕过作业区路段的车辆提供的一个调整行车状态的路段。 （7）安全设施标准设置明确了警示区→前渐变区→缓冲区→作业区→后渐变区→终止区位置设置，明确前渐变区变道最佳角度15°（国家标准未有明确规定，因设置角度不合理常发生冲撞事故）。
（8）为提升施工安全系数，本文强调全封闭式施工，明确指定渠化设施（锥形交通标与路栏配合使用）的合理间距为10-15m，锥形交通标之间用10-15cm宽的反光带相连接，水马用中型作中间分隔带，起始端连续布设100米，之后每10米设1个，用警示线连接。
6 施工区划分标准
（1）警示區
警告、提示前方道路施工，使司机注意交通变化情况，及时采取相应措施。在警示区开始点应设置施工预告标志，用于通告道路的交通阻断、绕行等情况。施工标志的布设要考虑施工作业区交通流的情况、施工作业区视距及交通的干扰情况等。施工预告标志应设在醒目的地方（施工区划分示意图）。
警示区最小长度为：
S=S1+S2+S3
式中：S——警示区长度，km
S1——从正常行驶车速降至所限制的行驶车速所需要的距离m，见附表1
S2——车辆到达作业区地段附近的排队尾部时的最小安全距离m，见附表2
S3——在作业区地段附近车道封闭、车道数减少、行车条件改变等因素引起的车辆拥挤时的车辆排队长度m，见附表1、2、3
（2）前渐变区
提供行驶车辆改变行驶方向（变换车道）的空间。前渐变区开始部分应设主动发光型临时施工标志或临时交通信号灯，应在路栏或独立活动支架或锥形交通标上安装施工警示灯，夜间或雨雾天气及视线不佳的施工路段附近应密集设置施工警示灯。以箭头灯、锥形交通标、路栏等安全设施来渠化交通。布设间距应使驶来的车辆司机看起来像一条连续的线。渠化设施间距还应考虑到不能使车辆在其间绕行。为确保行驶车辆及时发现前方正在施工，在前渐变区应设置大型回转灯。为保证行驶的车辆安全调整行驶方向，前渐变区变道最佳角度Q1为15°。
前渐变区的最小长度LS为
LS=V2W/155（V≦60km/h）或L=0.625VW（V>60km/h）
其中：V——工作区路段车速，km/h
W——所关闭车道宽度，m
（3）缓冲区
缓冲区是过渡区到工作区之间的一段空间，其设置主要考虑到假设行车驾驶员判断失误，有可能直接从上游过渡区闯入工作区，造成人员伤害和设备损坏。设置了缓冲区可以提供一个缓冲路段，给失误车辆有调整行车状态的余地，避免发生严重事故。为更有效地保护作业人员，在上游过渡区与缓冲区之间，可以设置防冲撞装置，以加强防护作用。
缓冲区的大小应能容纳施工车辆。当施工区处于凸曲线顶点或平曲线转角附近不能被前方车辆发现时，安全缓冲区应延长到可被发现的地方。安全缓冲区开始点应设主动发光型视线诱导标和警示灯。夜间应在路栏或独立活动支架或锥形交通标上安装施工警告灯。缓冲区的长度设为20m.
（4）作业区
作业区是工程施工的工作场所，也是作业人员工作、堆放建筑材料、停放施工设备的地方。为了保证安全，在工作区与开放交通的车道之间要有明确的隔离装置。
（5）后渐变区
后渐变区是为了将车流再引入正常车道的一个过渡路段。后渐变区的长度只要保证车辆有足够的路程来调整行车状态即可，后渐变区长度LX设为30m.
（6）终止区
表示作业区的结束和作业区限速的解除，位于后渐变区的末端。
7 安全保畅通措施
（1）成立交通组织管理领导小组，负责项目扩宽交通安全的管理工作。
（2）水马、锥形交通标放置不得超出行车道标线，摆放顺直，防止其侵入行车道内。
（3）水马、锥形交通标必须使用带有夜间反光膜的锥形标，设置夜间发光交通临时设施和标志，以保证夜间行车的安全及安装夜间照明设备。
（4）各种标识标牌必须按照标准进行安放，以正确引导车辆行驶，并经常检查，保持其完好性。
（5）设置专门的交通协管员，每日对施工区沿线的标识牌、导向墩进行检查维护，遇到有破损的要及时更换，并对全线其它非正常的情况上报项目部专职安全员和相关人员。
（6）施工期间，所有的人员、机具不得超过其临时封闭的施工区域。
（7）高速公路内施工所有人员戴好安全帽、背穿反光衣，严禁跨越钢隔离带和穿越行车道。
8 结束语
高速扩建工程施工期间对施工造成影响的某些因素尚不明朗，而施工工地实际情况也可能不断变化，因此，交通组织和施工方案在施工阶段应实行动态设计，根据施工阶段和影响因素对实施方案进行细化及完善。
既有高速公路改扩建是未来10多年新的公路建设热点，因此研究高速公路改扩建交通组织技术具有很强的现实意义和理论研究价值，对改扩建期间的交通运行具有重要的指导意义。
参考文献：
[1] GB5667—1999，道路交通标志和标线[S].
[2] JTG H30—2004，公路养护安全作业规程[S].
[3] JTJ076—95，公路工程施工安全技术规程[S].
[4] JTG B01—2003，公路工程技术标准[S].
[5]廖爱珍，解琴.高速公路改扩建路面工程施工组织方案研究.道路工程，2013，21：119-121
作者简介：沈裕金，注册安全工程师，机械工程师。
【关键词】 高速公路；扩建；高边坡；施工
引言：
随着社会经济的持续快速发展，不少早期建成的高速公路已不能完全满足当今交通量发展的需要。特别是经济发达地区主干公路，大多为4车道，现有实际运输量已远远超过其设计能力，造成交通阻塞现象严重、交通事故频繁等问题。此外，汽车车型结构和轴载结构的变化，也使得一些早期高速公路灾害严重，已达到或超过其设计寿命。早在1997年广佛高速即开始了国内首条高速公路扩建工程，随后有沈大、沪杭甬、沪宁、甬台温复线拓宽段安新段、连霍郑洛段、福厦漳等高速相继扩建。高速公路改、扩建工程建设已成为未来若干年甚至几十年新的建设热点。
1 高速改扩建的影响
对原有高速公路改扩建，必然对原有的高速公路交通流产生干扰，从而影响道路的正常行车。其主要表现有：扩建施工时路侧施工对原有道路正常交通流的干扰，路侧净空间和视距不足造成的道路通行能力降低，因施工组织需要造成的车辆频繁改道、分道、并道行驶，甚至因施工需要分时分段采取封道、分流等。这些影响将会导致道路通行能力、服务水平严重下降，交通安全水平大幅降低。而目前高速公路在公路交通运输中的作用日益显著，高速公路沿线交通运输对其依赖性却日益增强。因此，在高速公路扩建过程中如何保证其交通流的正常运行、减小扩建施工对交通流的影响、保证道路行车畅通安全成为扩建施工中一个亟待解决的问题，它关系到扩建高速公路所在路网运行效率、沿路的经济发展和对社会所产生的影响。
2 一般扩建高速石方挖方路基路堑状况
路堑边坡形式及坡率一般根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法，并结合自然稳定山坡和人工边坡的调查及力学综合确定。路堑边坡分级高度一般为10m，边坡坡率视开挖高度及地质条件而定，一级边坡碎落台宽度为1.0m，二级及以上各级边坡碎落台宽度为2.0m，横坡为4%，对于特殊的高边坡，为减少边坡开挖量，仅对下部一级或两级边坡进行开挖。
地形、地质条件复杂多变，施工图勘查阶段难以完全准确掌握各种工程地质条件。
由于前期高速公路爆破施工，对坡体表面的整体性和稳定性带来一定的影响，使后期扩建开挖增加难度。
3 高速公路改扩建工程高边坡施工过程中的难点
（1）由于施工作业的影响，作业区路段车道数减少，通行环境干扰增加，通行能力下降，存在着如变换车道、分合流、跟驶等复杂的车辆运行状态，工人、施工机械、路边施工护栏和作业区来往的车辆构成了一个危险的环境，另外，施工作业占用的道路空间会使车道数减少或车道变窄，造成高速公路道路环境突然改变，如在此处发生意外，驾驶员躲避危险的空间不足，往往是措手不及，发生事故的可能性大大增加，同时施工作业区构成了道路空间范围内的障碍物，增加了车辆撞固定物的危险；
（2）扩建周期较长；
（3）开挖路堑坡陡、岩体节理发育、地质和地形较为复杂；
（4）上方石方开挖施工，下方车辆通行，各种防护措施要求较高，维护困难。
4 施工方法
4.1石方开挖方法
高速扩建工程石方路基施工时，给安全提出了严格的要求，因此，路堑石方爆破将进行认真设计，以保证安全，提高石方爆破效果，加快路基施工进度。同时要作好必要的防护措施，确保高速公路交通的正常运行。
石方开挖以松动爆破作业为主，严禁过量爆破。路堑边坡采用预裂光面爆破。根据地形、开挖深度和周围环境特点采用不同的布眼方法、起爆方式，控制装药量。将最小抵抗线避开靠近公路一侧，可沿线路纵向两端往边坡中部开挖。防止石方向公路上倾泻，以增加路面清理时间，致使交通封闭时间延长。如图1所示：
（1）当路堑深度较浅，设计边坡坡度为一个坡率时，如图2所示：
第一步：沿边线打预裂眼按坡率到设计深度，孔距按10倍孔径控制，线装药密度采用0.4—0.6kg/m，孔底加强段采用两倍中上部线装药密度。底部装填粗管药，中上部装细管药，全孔药卷捆在导爆索上，孔口留1～1.3m不装药填堵炮泥，预裂孔用同段雷管首先起爆。
第二步：周边眼的孔深通过计算不能超钻，周边眼的装药量为中间眼的1/2左右，待中间眼施工完成后装药分段爆破。
（2）当路堑深度较深，且边坡为两个坡率时，则第一阶段的预裂孔钻至变坡点，中部孔也钻至变坡点水平高度。当第一阶段孔爆破完毕，出完碴清出岩面后，再沿下部边线按下部坡率钻预裂孔，中部孔钻至路基面标高后进行第二次爆破。如图3所示：
第一步：沿边线打预裂炮眼按坡率到变坡点，装药施爆预裂眼。
第二步：变坡点以上部分周边眼的孔深严格计算不能超钻，周边眼的装药量为中间眼的1/2左右，待中间眼施工完成后装药爆破。
第三步：变坡点以下部分施工方法与以上部分施工方法相同。
爆破设计：根据填筑对岩石块度的要求，爆破参数拟按下列取值范围：
边坡预裂孔孔距：1.0m；断面中部炮孔孔距：2.8—3.5m；排距：2.3—3.0m；单位用药量：0.3—0.55kg/m3。
炮孔布置和起爆顺序如图4所示：
（3）深孔微差梯段爆破施工程序：
4.2深路堑开挖方法 深路堑除了按一般原则上的工艺要求和方法施工外，还应注意路基开挖与坡面防护的配合。爆破设计时，合理选择各种爆破参数，使爆破作业不影响已完防护工程。认真核对地质情况、检查、检算边坡稳定状况，当与设计不符时，及时测设断面资料，报监理工程师，并采取处理措施。必要时补充地质资料，以便及时处理已开挖路堑的边坡，以防因地质分界高程发生变化，而使开挖断面发生变化，造成重新处理高路堑边坡的难度。石方路段必须采用控制爆破。
（1）控制爆破原则
a、主线交通基本不受干扰，实施石方爆破时，短时间封闭交通。
b、爆破产生的震动不能对周围的建筑物产生破坏效应。
c、爆破飞石必须控制在安全范围内，确保高速公路的行车和人员安全。
d、确保电力通讯设施的绝对安全。
（2）控制爆破总体方案
爆破采用纵向小台阶炮眼控制爆破为主，机械破碎为辅，边坡采用光面爆破和多层防护的综合爆破施工方案。爆破工程主要应预防爆破震动、爆破飞石以及确保周围建筑物的稳定，因此首先沿路线纵向小台阶炮眼爆破，同时在靠近高速公路一侧留1～1.5米宽的保护墙，以此作临时保护层，爆破台阶每下降一个台阶用挖掘机挖掘防护墙顶端一部分，如此循环下降。如图6所示：
（3）控制爆破方案
施工段采用浅眼爆破，炮眼按梅花形布置。考虑到雨季施工的安全性，起爆方式应采用非电起爆系统，由于边坡需采用光面爆破以控制开挖轮廓线并确保保留岩体不受损伤，为保证主爆孔爆破时不对光面层及保留岩体产生损伤，通常将预裂爆破与光面爆破结合使用。
采用毫秒非电导爆管起爆系统，采用对角起爆或V型起爆方案（如炮孔布置和起爆顺序示意图所示）。以形成小抵抗线宽孔距爆破，控制爆堆塌散方向、位置和岩石块度，并有效控制一次齐爆药量，减少爆破震动。各段微差间隔时间取25～50ms。
（4）爆破安全
对于石方爆破，最容易产生破坏效应的是爆破震动和飞石。为了确保高速公路及附近建筑物的安全万无一失，应作好飞石的防护措施：
a、严格控制药量。
b、合理布置药包。
c、覆盖
在炮孔口铺设炮被，炮被采用废旧汽车轮胎用钢丝绳编织而成。覆盖后各片之间应相互栓接成一体。覆盖时按照后爆破孔先覆盖的原则进行搭接覆盖，覆盖时应注意孔外连接雷管，把草袋和土袋轻轻地压在炮孔上，不允许在炮孔上拖拉。如图7所示：
d、排架防护
设置排架的作用是防止飞石、滚石、滑石在爆破时侵入公路行车限界，妨碍行车安全。排架设置在既有边坡台阶处。上一个台阶爆破完成后，排架下移至下一個台阶上，依次施工。视情况可在第一级台阶波形防撞护栏外侧加设防护排架，增强防落石效果。如图8、9所示：
e、采取微差爆破，切忌放齐炮。
4.3石方挖运方法
爆破施工与石方挖运同步进行，即采取边挖运边爆破的配合方式进行，每一区段爆破后，将各路钻爆破工具、机械运至下一作业区区段的顶面上，开始钻孔作业，爆破完成的作业区采用挖掘机、自卸汽车挖运石方至填方路段填筑或弃土场。如图10所示：
图10 挖运示意图
4.4爆破施工安全注意事项
（1）严格执行《爆破安全规程》、《民用爆炸物品管理条例》的各项规定。
（2）严格控制爆破规模和最大安全装药量。
（3）爆破作业人员必须接受爆破技术培训，并经安全部门考核通过，持证上岗作业。
（4）采购的爆破器材应遵循物项采购程序，进行性能测试，不合格产品不得在工程中使用。
（5）协调统一规定爆破时间，并经当地公安部门批准。爆破时间一旦确定，不得随意更改。
（6）加强防护，正确划定警戒线的范围。既要预测可能产生的飞石的最大飞远距离，又要尽量减少相邻作业面的停工时间。
（7）爆破作业人员必须佩戴安全帽，装药、堵塞及起爆网络连接严格按照爆破设计执行。
（8）在爆破前，指定专人警戒，在确认无任何安全隐患后才可实施爆破。爆破时间应选择在交通量较少时段，并与交警、路政人员密切配合。爆破后必须由有经验的爆破员按规定时间进入现场，检查是否残留哑炮，对危石、危坡进行必要的处理，确认安全后，发出解除警戒信号，恢复正常工作。
（9）高陡边坡施工时，作业人员必须绑系安全带，弃土下方和有滚石危及范围内的道路，应设警告标志。
（10）施工时，必须在高速公路两侧设置醒目标志。
5 高速公路施工现场安全设施配置方案说明
（1）公路改扩建作业区是改扩建项目的实施地，是恢复和提高道路使用功能的作业地，但作业区同时也是运营公路的交通瓶颈和事故的多发地，因此合理的设置公路改扩建作业区长度，可以有效地诱导交通流的流向，减少车辆之间的冲突，防止事故发生。作业区包括警告区、过渡区、缓冲区、工作区以及终止区等几部分。
（2）警告区的设置是为了提示前方道路施工，使驾驶员注意交通变化情况，及时采取相应措施；
（3）过渡区使道路变化缓和平滑，保证车辆车道变换的安全；
（4）缓冲区是过渡区到工作区之间的一段空间，缓冲区的长度计算主要考虑到假设驾驶员判断失误，有可能直接从过渡区闯入工作区，那么缓冲区就可以提供一个缓冲路段，在车辆到达工作区之前采取制动措施，避免发生事故；
（5）工作区是施工作业的地方，也是施工人员工作、堆放建筑材料、停放施工机械或车辆的地方。为了保证安全，在工作区与开放交通的车道之间要有明显的隔离装置，同时工作区的布置，考虑为工程车辆提供安全的进口和出口；
（6）终止区是为通过或绕过作业区路段的车辆提供的一个调整行车状态的路段。 （7）安全设施标准设置明确了警示区→前渐变区→缓冲区→作业区→后渐变区→终止区位置设置，明确前渐变区变道最佳角度15°（国家标准未有明确规定，因设置角度不合理常发生冲撞事故）。
（8）为提升施工安全系数，本文强调全封闭式施工，明确指定渠化设施（锥形交通标与路栏配合使用）的合理间距为10-15m，锥形交通标之间用10-15cm宽的反光带相连接，水马用中型作中间分隔带，起始端连续布设100米，之后每10米设1个，用警示线连接。
6 施工区划分标准
（1）警示區
警告、提示前方道路施工，使司机注意交通变化情况，及时采取相应措施。在警示区开始点应设置施工预告标志，用于通告道路的交通阻断、绕行等情况。施工标志的布设要考虑施工作业区交通流的情况、施工作业区视距及交通的干扰情况等。施工预告标志应设在醒目的地方（施工区划分示意图）。
警示区最小长度为：
S=S1+S2+S3
式中：S——警示区长度，km
S1——从正常行驶车速降至所限制的行驶车速所需要的距离m，见附表1
S2——车辆到达作业区地段附近的排队尾部时的最小安全距离m，见附表2
S3——在作业区地段附近车道封闭、车道数减少、行车条件改变等因素引起的车辆拥挤时的车辆排队长度m，见附表1、2、3
（2）前渐变区
提供行驶车辆改变行驶方向（变换车道）的空间。前渐变区开始部分应设主动发光型临时施工标志或临时交通信号灯，应在路栏或独立活动支架或锥形交通标上安装施工警示灯，夜间或雨雾天气及视线不佳的施工路段附近应密集设置施工警示灯。以箭头灯、锥形交通标、路栏等安全设施来渠化交通。布设间距应使驶来的车辆司机看起来像一条连续的线。渠化设施间距还应考虑到不能使车辆在其间绕行。为确保行驶车辆及时发现前方正在施工，在前渐变区应设置大型回转灯。为保证行驶的车辆安全调整行驶方向，前渐变区变道最佳角度Q1为15°。
前渐变区的最小长度LS为
LS=V2W/155（V≦60km/h）或L=0.625VW（V>60km/h）
其中：V——工作区路段车速，km/h
W——所关闭车道宽度，m
（3）缓冲区
缓冲区是过渡区到工作区之间的一段空间，其设置主要考虑到假设行车驾驶员判断失误，有可能直接从上游过渡区闯入工作区，造成人员伤害和设备损坏。设置了缓冲区可以提供一个缓冲路段，给失误车辆有调整行车状态的余地，避免发生严重事故。为更有效地保护作业人员，在上游过渡区与缓冲区之间，可以设置防冲撞装置，以加强防护作用。
缓冲区的大小应能容纳施工车辆。当施工区处于凸曲线顶点或平曲线转角附近不能被前方车辆发现时，安全缓冲区应延长到可被发现的地方。安全缓冲区开始点应设主动发光型视线诱导标和警示灯。夜间应在路栏或独立活动支架或锥形交通标上安装施工警告灯。缓冲区的长度设为20m.
（4）作业区
作业区是工程施工的工作场所，也是作业人员工作、堆放建筑材料、停放施工设备的地方。为了保证安全，在工作区与开放交通的车道之间要有明确的隔离装置。
（5）后渐变区
后渐变区是为了将车流再引入正常车道的一个过渡路段。后渐变区的长度只要保证车辆有足够的路程来调整行车状态即可，后渐变区长度LX设为30m.
（6）终止区
表示作业区的结束和作业区限速的解除，位于后渐变区的末端。
7 安全保畅通措施
（1）成立交通组织管理领导小组，负责项目扩宽交通安全的管理工作。
（2）水马、锥形交通标放置不得超出行车道标线，摆放顺直，防止其侵入行车道内。
（3）水马、锥形交通标必须使用带有夜间反光膜的锥形标，设置夜间发光交通临时设施和标志，以保证夜间行车的安全及安装夜间照明设备。
（4）各种标识标牌必须按照标准进行安放，以正确引导车辆行驶，并经常检查，保持其完好性。
（5）设置专门的交通协管员，每日对施工区沿线的标识牌、导向墩进行检查维护，遇到有破损的要及时更换，并对全线其它非正常的情况上报项目部专职安全员和相关人员。
（6）施工期间，所有的人员、机具不得超过其临时封闭的施工区域。
（7）高速公路内施工所有人员戴好安全帽、背穿反光衣，严禁跨越钢隔离带和穿越行车道。
8 结束语
高速扩建工程施工期间对施工造成影响的某些因素尚不明朗，而施工工地实际情况也可能不断变化，因此，交通组织和施工方案在施工阶段应实行动态设计，根据施工阶段和影响因素对实施方案进行细化及完善。
既有高速公路改扩建是未来10多年新的公路建设热点，因此研究高速公路改扩建交通组织技术具有很强的现实意义和理论研究价值，对改扩建期间的交通运行具有重要的指导意义。
参考文献：
[1] GB5667—1999，道路交通标志和标线[S].
[2] JTG H30—2004，公路养护安全作业规程[S].
[3] JTJ076—95，公路工程施工安全技术规程[S].
[4] JTG B01—2003，公路工程技术标准[S].
[5]廖爱珍，解琴.高速公路改扩建路面工程施工组织方案研究.道路工程，2013，21：119-121
作者简介：沈裕金，注册安全工程师，机械工程师。