高原地區(qū)公路施工中橋涵施工特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

馬亞飛

（中交一公局第六工程有限公司，天津 300452）

高原地區(qū)公路施工中，常修筑橋涵以應(yīng)對復(fù)雜、多變的地勢結(jié)構(gòu)，確保公路工程建設(shè)順利實(shí)施，但橋涵施工同樣會受到高原特殊自然條件的影響，導(dǎo)致其建設(shè)質(zhì)量無法達(dá)到相關(guān)要求。目前，高原地區(qū)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)對象，為給區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造更好的交通條件，有必要豐富橋涵施工相關(guān)理論，解決高原地區(qū)公路施工難題。

1 高原地區(qū)公路施工中橋涵施工的特點(diǎn)

高原地區(qū)存在凍土、冰丘、熱融湖塘、融凍泥流等多種特殊地質(zhì)現(xiàn)象，給公路橋涵施工帶來較大難度，易引發(fā)各類工程病害。例如，在凍土區(qū)施工時，橋涵路基易發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，溫度上升，土層融化下沉導(dǎo)致路基下沉，嚴(yán)重時會引發(fā)橋涵開裂、位移等問題。若溫度過低，還會導(dǎo)致涵洞內(nèi)結(jié)冰堵塞。在施工過程中，高原寒冷、低壓的環(huán)境會嚴(yán)重影響施工人員的身體狀況，導(dǎo)致施工活動困難，交通設(shè)施不足也會影響施工材料及設(shè)備供應(yīng)。公路工程建設(shè)結(jié)束后，其長期服務(wù)于惡劣環(huán)境中，對公路養(yǎng)護(hù)也提出較高要求。因此在建設(shè)過程中，需重點(diǎn)考慮高原特殊的環(huán)境特點(diǎn)給橋梁結(jié)構(gòu)及輔助性工程強(qiáng)度、壽命造成的不利影響，從高原實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行公路橋涵工程設(shè)計，確保最終的公路成品能夠充分滿足當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\(yùn)輸需求。

在實(shí)際施工過程中，凍土最為常見，為提高公路橋涵的可靠性與適應(yīng)性，需優(yōu)選工程材料，并對橋涵結(jié)構(gòu)、工藝選擇、現(xiàn)場作業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格把控，盡可能降低橋涵后期維護(hù)需求。橋涵耐久性的提高主要從結(jié)構(gòu)、混凝土材料、橋墩結(jié)構(gòu)等方面入手。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，凍土地質(zhì)條件對橋涵的影響主要是土壤循環(huán)發(fā)生熱脹冷縮，土壤融化沉降而導(dǎo)致橋涵結(jié)構(gòu)被損害。

2 高原地區(qū)公路施工中橋涵施工技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

2.1 橋涵施工技術(shù)要點(diǎn)

高原地區(qū)復(fù)雜的自然環(huán)境對施工技術(shù)管理提出極高的要求，高原地區(qū)橋涵地基所處的凍土層會給建筑熱傳導(dǎo)造成嚴(yán)重影響，因此在橋涵施工過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注熱平衡體系的搭建。例如，結(jié)合高原氣候特點(diǎn)，選用低溫早強(qiáng)混凝土，并根據(jù)建設(shè)需求適當(dāng)添加抗凍劑、抗?jié)B劑等外加劑。橋涵施工應(yīng)依照“保凍結(jié)、許融化”的原則，依照施工當(dāng)?shù)厮奶卣鬟x擇施工方案，結(jié)合各項(xiàng)工藝、技術(shù)的操作要點(diǎn)及要求開展施工作業(yè)，將質(zhì)量管理、技術(shù)管理相結(jié)合，合理應(yīng)對高原地區(qū)特殊的橋涵施工環(huán)境。

2.2 橋梁施工注意事項(xiàng)

（1）橋梁方位選擇。橋梁方位的選擇需與公路總體規(guī)劃相適應(yīng)，并綜合考慮工程所在地的地質(zhì)、水文條件。對于對公路路線、走向影響較大的橋梁，盡可能使橋梁方位適應(yīng)公路走向，減輕其對整體線路的影響。不同路段、位置的橋梁可采用不同方案，以確保公路實(shí)際路線無限接近施工規(guī)劃。橋梁位置設(shè)計注意事項(xiàng)包括以下幾個方面：①遭遇河流、道路及其他基建設(shè)施時，應(yīng)設(shè)置橋梁結(jié)構(gòu)物；②橋梁位置選擇應(yīng)保證河道順暢程度及灘地的標(biāo)高，河槽設(shè)計依照河道整體情況進(jìn)行，防止橋梁工程過度影響原本的水文活動；③若施工現(xiàn)場條件允許，使橋梁軸線與高洪水位水流相正交，控制橋梁長度以節(jié)約建設(shè)成本；④著重考慮橋頭界限位置，最大限度利用工程所在地地形條件，降低拆遷需求；⑤橋梁位置需與當(dāng)?shù)毓芫W(wǎng)敷設(shè)、城市規(guī)劃方案相適應(yīng)，使工程與周邊環(huán)境充分協(xié)調(diào)。

（2）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計。①橋梁跨度、孔徑、規(guī)模等應(yīng)與河流流速、水位高低等相適應(yīng)，依照高原地區(qū)水文特征，確保給出的橋梁結(jié)構(gòu)能夠在洪水災(zāi)害頻繁發(fā)生的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，同時，橋梁結(jié)構(gòu)還要給施工作業(yè)帶來足夠的便利性。②橋梁設(shè)計應(yīng)遵循美觀、經(jīng)濟(jì)、安全等原則，若橋涵工程對橋梁跨徑無具體要求，可優(yōu)先選擇結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)性高、可預(yù)制性強(qiáng)的施工模式，節(jié)約施工時間及經(jīng)濟(jì)成本。③降低橋面接縫數(shù)量以提升橋面平整度，優(yōu)化通行體驗(yàn)。若橋梁規(guī)模較大，可設(shè)計為連續(xù)性結(jié)構(gòu)。④橋梁跨徑應(yīng)滿足高跨比，控制工程整體造價。若當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件較差且橋墩較高，可適當(dāng)增加橋梁跨徑；若地質(zhì)條件較優(yōu)且橋墩標(biāo)高適中，可選用小跨徑。⑤若橋梁橫跨公路，跨徑的選擇需考慮到下部空間預(yù)留的充足性，保證橋梁結(jié)構(gòu)美觀。⑥將管線敷設(shè)、環(huán)境干擾等因素融入橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高橋梁環(huán)境適應(yīng)性及實(shí)用性。若橋梁臨近城鎮(zhèn)，還應(yīng)滿足當(dāng)?shù)鼐用癯鲂行枨蟆?/p>

（3）施工方法設(shè)計。若施工當(dāng)?shù)責(zé)o粗粒土、裸露基巖、地下水及地表水等地質(zhì)現(xiàn)象，可選用樁基施工方案。高原地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，低壓缺氧狀態(tài)對現(xiàn)場作業(yè)人員的作業(yè)行為影響較大，為確保施工過程安全、順利進(jìn)行，在正式施工前需對施工環(huán)境進(jìn)行全面勘察，充分考慮可能出現(xiàn)的各種施工問題，并對施工方案進(jìn)行可行性驗(yàn)證，及時作出調(diào)整?？紤]到施工方便、快捷性及施工強(qiáng)度，建議選用鉆孔灌柱砼樁，鉆孔灌柱砼柱施工流程示意圖如圖1所示。結(jié)合施工情況選擇是否添加低溫混凝土速凝劑。在凍土區(qū)，橋梁結(jié)構(gòu)中各模塊間伸縮縫應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大，如梁與臺、梁與梁之間，伸縮縫可放大至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2～3倍。若橋臺所處位置地質(zhì)條件復(fù)雜，可結(jié)合橋墩參數(shù)，選用粗粒土進(jìn)行臺后填堵，沿線路方向填料長度不應(yīng)超過50m，防止因凍漲現(xiàn)象導(dǎo)致河心位移?；蜻m當(dāng)延長橋梁，使橋臺位置后退至河岸后20m左右，并在邊坡設(shè)置防護(hù)系統(tǒng)，使用粗粒土進(jìn)行臺后施工，縮短路堤長度。

圖1 螺旋鉆機(jī)鉆孔灌注樁施工過程示意圖

2.3 涵洞施工注意事項(xiàng)

橋涵工程中涵洞施工注意事項(xiàng)主要包括以下3點(diǎn)：（1）選用鋼管搭建支架，鋼管型號需與支架荷載相適應(yīng)，進(jìn)行模板安裝。模板安裝需確保板塊之間對接嚴(yán)密，核對鋼筋尺寸參數(shù)是否達(dá)到工程要求，合格后進(jìn)行鋼筋綁扎，模板垂度達(dá)標(biāo)后進(jìn)行固定。（2）混凝土澆筑過程應(yīng)嚴(yán)格防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象，控制澆筑高度擴(kuò)差，避免混凝土傾落過于集中導(dǎo)致支架受力不均發(fā)生偏移。采用分層澆筑的方式，每層厚度應(yīng)在30cm之內(nèi)，以快插慢拔的方式進(jìn)行振搗，確?；炷羶?nèi)部振搗均勻。（3）做好涵洞沉降縫及防水層處理，使用瀝青浸制麻筋，將沉降縫填塞嚴(yán)密，提高防水性能?？紤]到高原地區(qū)常出現(xiàn)大風(fēng)天氣，防水層應(yīng)設(shè)置圍護(hù)或遮擋，確保其長期、穩(wěn)定發(fā)揮防水作用。

3 高原地區(qū)公路施工中橋涵施工案例分析

3.1 案例背景簡介

某公路工程橋涵位置為2類環(huán)境，為嚴(yán)寒地區(qū)，公路全線均處于季節(jié)性凍土區(qū)，平均凍深在1.41m，鋼筋混凝土蓋板涵基礎(chǔ)埋深設(shè)計為2.5m，橋梁涵埋深設(shè)計為3m。針對該工程，需提高橋涵結(jié)構(gòu)耐久性，降低凍漲現(xiàn)象對橋涵基礎(chǔ)的不利影響。橋涵結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 橋涵結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 施工注意事項(xiàng)

在橋涵工程設(shè)計過程中，需充分考慮當(dāng)?shù)刈匀粭l件及車輛通行特點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注以下問題：（1）強(qiáng)化橋面排水能力，設(shè)置排水管及防水層。防水層覆蓋整個橋涵面，防水層使用壽命與橋面瀝青使用壽命基本持平，且能夠適應(yīng)橋梁受到的動態(tài)荷載。防水層與瀝青層之間充分融合，抗?jié)B性達(dá)到0.35MPa。（2）該公路項(xiàng)目建設(shè)于極寒地區(qū)，低溫低、溫差大、蒸發(fā)量高，對混凝土結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此決定選用低溫早強(qiáng)耐久混凝土，耐久性指數(shù)在80%以上，設(shè)計抗凍等級為F250。（3）高原地區(qū)橋涵工程混凝土養(yǎng)護(hù)充分考慮水分過量流失帶來的影響，確?；炷猎诘蜏貭顟B(tài)下可持續(xù)硬化，且在合理時間范圍內(nèi)達(dá)到強(qiáng)度要求?；炷琉B(yǎng)護(hù)過程中，控制內(nèi)外溫差不超過15℃。

4 結(jié)束語

高原地區(qū)公路施工中橋涵施工需應(yīng)對復(fù)雜的地質(zhì)條件及氣候環(huán)境，且橋涵工程應(yīng)與周圍自然、人文環(huán)境充分適應(yīng)。在橋涵建設(shè)過程中，需重點(diǎn)關(guān)注橋梁及涵洞的設(shè)計與施工，適當(dāng)選取工程材料及施工方法，確保橋涵工程能夠更好地服務(wù)公路工程建設(shè)，滿足高原地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對交通條件的需求，通過橋涵施工優(yōu)化，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)微薄之力。