高原地區(qū)公路橋涵施工技術(shù)

高海欣

摘 要：西藏地區(qū)地勢較高，地形復(fù)雜，環(huán)境惡劣，極度缺氧，人員、機械功效低，給公路工程的建設(shè)提出了很大挑戰(zhàn)。橋涵工程是解決泥石流、峽谷等問題的重用手段，在高原段建設(shè)橋涵時，應(yīng)對其施工技術(shù)進行嚴格控制。本文將結(jié)合工程實例對高原段公路橋涵施工技術(shù)展開討論。

關(guān)鍵詞：高原；公路橋涵；施工技術(shù)

中圖分類號： TU74 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-75-2

0 引言

西藏地處高原地區(qū)，地形復(fù)雜，屬高原溫帶半干旱季風氣候，干燥寒冷，凍土地區(qū)和泥石流沉淀區(qū)較多，因此在修筑公路工程時需要修建大量橋涵工程。為確保工程項目的順利進行，需要對路基、橋梁、涵洞等施工環(huán)節(jié)進行嚴格的質(zhì)量控制。本文將以國道318線林芝至拉薩公路改造工程為例，對高原地區(qū)公路橋涵施工技術(shù)進行分析。

1 工程案例概況

1.1 工程概況

國道318線林芝至拉薩公路工程所在線路地區(qū)整體呈東高西低的趨勢，最高點位于達孜西南側(cè)的山體，海拔約4700m；最低點位于拉薩河谷內(nèi)，海拔約3640m，相對高差約為1100m。本工程主線橋梁總計14座，合計1.044km，占線路總長的3.43%；改線橋梁2座，長92m。橋梁基礎(chǔ)采用鉆孔樁，樁基直徑分別為1.2m、1.3m、1.5m，改線橋樁基直徑為1.0m。橋墩以實體墩為主；橋臺形式采用空心橋臺；預(yù)制架設(shè)T梁478孔；橋梁下部結(jié)構(gòu)優(yōu)先選用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)（Φ1.2 m、Φ1.3m、Φ1.5m鉆孔樁為主）。水中基礎(chǔ)采用草袋圍堰、土圍堰等水中基礎(chǔ)施工；橋臺主要采用肋板臺、承臺分離式橋臺、U臺擴大基礎(chǔ)；整孔箱梁和組合箱梁橋墩主要采用柱式墩、雙圓柱式墩；簡支“T”梁橋敦主要采用雙柱墩、肋板臺。全線正線橋梁上部結(jié)構(gòu)主要以20m、30m整孔預(yù)應(yīng)力T梁作為常用跨度主導(dǎo)梁型。

1.2 施工方案

1.2.1 下部結(jié)構(gòu)施工方案

第一，基礎(chǔ)工程?；A(chǔ)為鉆孔樁基礎(chǔ)和挖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)根據(jù)不同地質(zhì)情況采用沖擊鉆機、旋挖鉆機或人工挖孔施工，成孔后采用鉆孔灌注樁測定儀對沉碴厚度、孔壁垂直度、孔徑檢查合格后，進入下道工序。鉆進中嚴格控制泥漿比重，成孔后采用換漿法清孔。鋼筋籠長小于15m時整節(jié)制作，超過15m時分節(jié)制作，吊車起吊安裝就位?；A(chǔ)施工按每一施工區(qū)段各工班展開平行流水施工，在此基礎(chǔ)上優(yōu)先安排水中墩、橋臺基礎(chǔ)施工，為后續(xù)工作創(chuàng)造條件。涵洞基礎(chǔ)開挖過程中遇到凍土時常用的改造方法有換填法和物理化學(xué)法，前者用粗砂、礫石等非凍脹性土體材料替換天然地基的凍脹性土；后者利用交換陽離子及鹽分對凍脹性影響規(guī)律，向天然地基中添加可溶性無機鹽，以達到土體顆粒聚集或分散的目的，使地基力學(xué)特性滿足工程荷載要求。

第二，承臺。承臺地質(zhì)情況較好的地段采用人工配合挖掘機開挖，對不能用挖掘機開挖的巖層輔以人工風鎬松動或風動鑿巖機鉆眼松動爆破。無水、少水的承臺基礎(chǔ)采用放坡開挖，對于基坑坑壁土質(zhì)不易穩(wěn)定，有少量地下水，放坡開挖工程量過大，受鄰近建筑物限制情況時采取有支護進行開挖，確保安全，基坑有水時采用水泵抽水。

承臺采用大塊組合鋼模板，鋼管、方木支撐加固體系，混凝土泵送或采用溜槽入模。為減小混凝土內(nèi)外溫差，控制混凝土表面裂紋，按大體積混凝土的要求分層灌注，每層厚度不大于30cm，控制混凝土澆筑速度，厚度大于2m的承臺內(nèi)敷設(shè)冷卻水管，外用土工布包裹養(yǎng)護。

第三，墩臺身。墩、臺身施工采用大塊定型鋼模板。實體墩墩身和橋臺在10m以下時，采用大塊鋼模板一次整體澆筑成型，大于10m時分節(jié)澆筑，分節(jié)高度以6米左右為宜?；炷翝仓蟀匆?guī)范要求進行養(yǎng)護，防止出現(xiàn)失水收縮裂紋；鋼筋集中下料、現(xiàn)場綁扎、焊接；高性能耐久性混凝土在混凝土拌合站集中拌制，運送至施工點，泵送入模，高頻式振搗灌注。

1.2.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)施工方案

本標段預(yù)制架設(shè)簡支T梁共478片。設(shè)置3座制梁場。其中：K4597+570梁場136孔“T”梁采用運架一體機運架；K4603+660梁場140孔“T”梁采用運梁車運輸至工地，架橋機架設(shè)。K4610+800梁場202孔“T”梁采用運梁車運輸至工地，架橋機架設(shè)。

2 高原段橋梁工程關(guān)鍵環(huán)節(jié)施工技術(shù)分析

承臺是在基樁頂部設(shè)置的聯(lián)結(jié)各樁頂?shù)匿摻罨炷疗脚_，其主要作用是承受和分布由墩身傳遞的荷載，因此其施工質(zhì)量對整個工程的性能具有舉足輕重的作用。本文將以承臺施工為例，對陸地和水地施工技術(shù)進行深入分析：

2.1 陸地承臺施工分析

2.1.1 施工工藝

本工程陸地承臺施工采取如圖1所示的工藝流程。

2.1.2 施工關(guān)鍵技術(shù)

第一，承臺基坑開挖技術(shù)。開挖前，對基坑橫縱中心線及地面標高進行準確測定，根據(jù)挖掘深度和邊坡確定開挖范圍；做好基坑四周的防水、排水工作。承臺基坑主要利用機械開挖，人工配合；若在開挖過程中有出水，應(yīng)根據(jù)出水量選用合適功率的水泵進行抽水。若承臺靠近公路，需要在基坑周圍進行鋼板加固，確保公路線路運營的安全。承臺基地處理時，需要用風鎬鑿出樁頭，使基樁頂部露出新鮮混凝土面，確?；鶚堵袢氤信_長度及樁頂主筋錨入承臺長度滿足設(shè)計要求。檢測樁基施工質(zhì)量，合格后按照設(shè)計標高對基地進行清理，然后在承臺底部鋪設(shè)混凝土層，并立模綁扎鋼筋。

第二，承臺砼澆筑。首先，綁扎鋼筋支設(shè)模板。將承臺的鉆孔鋼筋與主筋連接，底面主筋底交錯位置墊支混凝土墊塊，墊塊之間間隔50cm；側(cè)面主筋外側(cè)交錯位置安裝混凝土墊塊，相鄰墊塊之間距離為80cm；確保鋼筋層厚度達到要求。承臺側(cè)?？刹捎么髩K定型鋼模，鋼模按設(shè)計要求安裝完畢，并涂刷脫模劑。其次，砼澆筑技術(shù)。利用運輸車將拌合站的混凝土運送到澆筑現(xiàn)場，溜槽或泵送入模，利用插入式振動棒振搗，分層連續(xù)澆筑；振搗時不可碰觸模版和鋼筋，以免對其造成損害；砼灌注時要派專人檢查模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件以及預(yù)留孔洞的情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題必須及時處理，消除隱患；砼初凝前，要對砼面進行處理，如提漿、壓實、摸光，初凝后重復(fù)操作進行二次壓光，以提高砼抗拉強度，減少收縮量。為有效降低大體積承臺砼水化熱，采取選用低水化熱水泥、混凝土雙摻技術(shù)、降低混凝土入模溫度、砼內(nèi)埋設(shè)水管通水冷卻等措施。最后，接縫處理。承臺與墩身之間存在施工縫，需要對其進行處理；若無特殊規(guī)定，可沿墩臺四周埋設(shè)鋼筋，提高整體性，鋼筋直徑一般為16mm以上，而埋入和露出長度則至少為鋼筋直徑的30倍，間距則應(yīng)控制在直徑的20倍以內(nèi)。

第三，基坑回填。承臺基礎(chǔ)施工完畢后，及時回填封閉基坑，基礎(chǔ)回填的填料按設(shè)計要求選取，設(shè)計未規(guī)定時回填粗顆粒土，并夯填密實。

2.2 水中承臺施工

2.2.1 工藝流程

水中承臺施工時，可按照如下工藝流程進行：現(xiàn)場勘察→材料準備→測量放樣→施工便道→編織袋投放、堆碼→抽水→挖掘機清淤→筑土振搗→圍堰加固。

2.2.2 施工技術(shù)

水中承臺施工時，關(guān)鍵技術(shù)有以下幾點：①施工前要進行科學(xué)的勘察，收集施工現(xiàn)場的地質(zhì)、水文等資料，為后期的施工提供依據(jù)；根據(jù)施工圖紙和工作面進行測量放樣，確定圍堰的準確位置；根據(jù)現(xiàn)查勘察結(jié)果，在接口修筑臨時施工便道。②準備編織袋，待裝量達到容量1/2～2/3時，投放到清除過后的堰底河床上。袋口應(yīng)用麻繩或綁扎絲綁扎，并進行平整。投放編織袋時不宜采用拋投，應(yīng)采用順坡滑落的方式，并要求上下層互相錯縫，且盡可能堆碼整齊。在水中投放編織袋，可用人機配合，機械送到位，人工下袋。編織袋應(yīng)順坡送入水中，以免離析，造成滲漏；編織袋堰堤的高度、坡度、寬度按施工設(shè)計而定，但一般堰頂寬度要保持在2米的寬度；編織袋圍堰按要求筑成后，將塘內(nèi)積水抽到塘外流水渠，根據(jù)水量投入多臺抽水泵，并分班輪流抽水，抽水應(yīng)24小時不間斷。塘內(nèi)局部低洼積水采用挖掘機開溝引流到集水坑抽出。③水塘內(nèi)積水排干凈后，采用挖掘機清除淤泥，清淤過程中保證編制袋圍堰穩(wěn)定，清淤應(yīng)清理到硬底。清淤后塘底應(yīng)無水及淤泥，填筑前應(yīng)驗收合格。④緊貼編織袋圍堰內(nèi)側(cè)及時填筑抗?jié)B性能較好的土（粘土）。填筑土方時，避免堰堤坍塌是圍堰成敗的關(guān)鍵，為此筑土時，應(yīng)同步進行振搗振實，加強堰堤的強度和穩(wěn)定性。⑤為保證圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性，應(yīng)及時對圍堰進行加固處理。

2.2.3 注意事項

為確保水中承臺施工的順利進行，應(yīng)對以下環(huán)節(jié)進行關(guān)注：①圍堰要結(jié)構(gòu)堅實，不透水。清淤后塘底應(yīng)無水及淤泥，填筑前應(yīng)驗收合格。②填筑堰堤的材料采用抗?jié)B性能較好的土，以利阻水、減少漏水、滲水。③當水深無法正常清淤除雜時，編織袋的投放速度速度不宜過快，在投放編織袋時應(yīng)同步壓實，一是保證圍堰穩(wěn)定性，二是應(yīng)盡可能利用編織袋把淤泥擠跑。如果編織袋直接落在淤泥上，圍堰內(nèi)排水后容易使堰堤發(fā)生位移，致使堰堤整體性垮掉，將可能帶來嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟財產(chǎn)損失。④為應(yīng)對緊急情況，應(yīng)備足編織袋、斗車和木樁等應(yīng)急物資設(shè)備；相關(guān)管理人員保證24小時內(nèi)能夠聯(lián)系上并隨時到場；組織好應(yīng)急救助隊伍等準備工作。⑤高原地區(qū)海拔較高，工作環(huán)境惡劣，機械和人員勞動強度有限，為確保工程安全、順利地進行，應(yīng)加強機械設(shè)備和人員組織力度，適當增加人員配置，確保施工人員的安全；做好機械設(shè)備的使用、養(yǎng)護、存放等管理工作，合理安排機械設(shè)備和施工人員，確保工程進度、質(zhì)量和安全得到有效控制。⑥公路工程設(shè)計和施工過程中要做好各項安全防護工作，確保工程能夠順利進行；同時還要加強環(huán)境保護力度，在施工過程中盡量減少對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的破壞，妥善處理工程垃圾，做好綠化植被的恢復(fù)工作。

參 考 文 獻

[1] 孫永福.青藏鐵路多年凍土工程的研究與實踐[J].冰川凍土，2005（02）：153-162.

[2] 曹俊武.高原公路多年凍土區(qū)橋涵設(shè)計與施工[J].江西建材，2014（16）：138.