新疆阿勒泰地區(qū)高緯度山地橋梁施工

譚虎維

岳陽市公路橋梁基建總公司

1 引言

近年來，隨著各國交流日益增多，高原山區(qū)作為連接?xùn)|南亞和南亞等國家地區(qū)的重要通道，地理優(yōu)勢日益凸顯，不僅加強了中國對外貿(mào)易關(guān)系的發(fā)展，也為開辟新的市場提供了條件。布爾津至喀納斯機場段公路工程項目將增強中國西部與中亞各國的戰(zhàn)略聯(lián)系與較大的經(jīng)濟促進作用，逐步擴大"一帶一路倡議"西部政策的國際影響力。

新建新疆阿勒泰地區(qū)S232布爾津至喀納斯機場段公路建設(shè)項目，全部位于新疆維吾爾自治區(qū)阿勒泰地區(qū)布爾津縣境內(nèi)（海拔約1000m，東經(jīng)86°53'，北緯48°38'），為新亞歐大陸橋北通道的重要節(jié)點，也是新疆通往哈薩克斯坦和俄羅斯的重要交通樞紐。本項目位于布爾津縣沖乎爾鎮(zhèn)境內(nèi)，起止里程樁號為K58+643--K63+828，全長約5.2km。主線按四車道一級公路標準建設(shè)，設(shè)計速度80km/h，對應(yīng)路基寬度為24.5m。主要工程量：路基挖方77萬立方米、路基填方2萬立方米、防護圬工工程2萬立方米、主動網(wǎng)2.6 萬平方米、橋梁4041m/8 座（3#～10#橋）。受高寒高緯度影響，本項目每年施工工期僅為4 月中旬至10 月中旬共計6個月。

2 主要工程項目施工方案概述

2.1 總體施工方案

圖1 項目現(xiàn)場地形地貌圖

該線路施工建設(shè)項目的線路總體設(shè)計施工建設(shè)方案共計劃分為三個施工階段。

第一階段施工階段主要是線路施工人員進場前的準備工作階段，主要準備完成線路交接樁、線路質(zhì)量復(fù)測、征地主體拆遷以及“四通一平”準備工作。

第二階段主要是各建設(shè)單位隧道工程建設(shè)主體項目施工建設(shè)階段，主要工程包括隧道路基建設(shè)工程等工程。該階段的施工持續(xù)時間較短最長，其施工進展過程速度與公路施工過程質(zhì)量對專項公路工程建設(shè)項目最終施工效果等的影響最大，因而需要精心組織和計劃施工，確保按時完成交工。

第三階段是收尾階段，主要收尾配套設(shè)施，做好各類附屬配套工程、環(huán)境保護及防護工程，整理竣工資料和竣工驗交。圖1和圖2給出該項目施工場景圖，從圖中可看出，施工區(qū)域的地形以山地為主，陽光光照充足，且該地區(qū)氣候較干旱，巖石裸露，基本無植被覆蓋。

3 各分項目重、難點工程施工概述

3.1 高墩施工

本項目薄壁墩總數(shù)量為41 根，其中右幅21 根，左幅20 根。薄壁墩最小高度27.206m，最大高度72.839m，總高度2016.316m，平均高度約48m。薄壁墩分實心墩和空心墩，實心墩平面尺寸為6.5m×2.6m，空心墩平面尺寸分為6.5m×3m 和6.5m×3.4m 兩種。高架橋薄壁墩，墩身柔性大，在施工中受到日照引起的溫度、風(fēng)力、機械振動及施工偏載的影響，墩身的軸線可能發(fā)生彎曲和擺動，使墩身處于一種動態(tài)之中，故在施工中應(yīng)針對不同的情況采取相應(yīng)的措施。

在公路橋梁施工中一般采用翻模、爬模及滑模。翻模結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟耐用，但由于鋼膜較重，導(dǎo)致安全風(fēng)險較大；爬模結(jié)合了翻模及滑模的優(yōu)點，但經(jīng)濟成本太大；滑模對混凝土連續(xù)供應(yīng)要求太高不適合山區(qū)便道險峻的橋梁施工，且外觀質(zhì)量不高。因此本項目高墩施工采用新型懸臂模板，本套模板具有結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟實用，標準化程度高，重量輕等特點。在單塊模板中，膠合板與豎肋（木工字梁）采用自攻螺絲和地板釘連接，豎肋與橫肋（雙槽鋼背楞）采用連接爪連接，在豎肋上兩側(cè)對稱設(shè)置兩個吊鉤。木梁直墻模板為裝卸式模板，拼裝方便，在一定的范圍和程度上能拼裝成各種大小的模板。

圖2 懸臂模示意圖

高墩施工時橋梁左右兩幅高墩共用一套模板，兩套托架，一臺塔吊，基本可以做到每1～2 天施工一節(jié)混凝土，每節(jié)達到4.5m。后移式懸臂模板主要適用于橋墩和房屋建筑等不同結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑。由于混凝土的側(cè)壓力完全由預(yù)埋件及穿墻螺栓承擔(dān),因此模板不必有另外加固措施,施工簡單、迅速,一次澆筑高度調(diào)節(jié)范圍大,混凝土表面光潔,而且十分經(jīng)濟。

3.2 橋梁便道施工

本項目3#～10#橋，總長約5.2km，位于布爾津縣腹部地帶為低中山區(qū)，為低山重丘陵地區(qū)，巖石裸露、孤石林立、風(fēng)化嚴重、道路奇險。施工便道難以形成，該段施工人員、設(shè)備、設(shè)施進入困難，施工難度極大。基本上是橋橋相連，且大部分橋梁處于圓曲線上。該帶北部巖石裸露，陰坡森林密布，樹枝狀的地表徑流十分發(fā)育，南部地形漸緩，溝谷底部水草茂盛，灌木叢生，山高且無路可走，要解決施工通道難度極大。

針對我項目段工程特點、難點和重點內(nèi)容，在施工組織管理上，將突破傳統(tǒng)的項目管理模式，進行項目法管理，進行管理創(chuàng)新。本橋段主線離省道S232線較遠，機械設(shè)備和材料進場很困難，同時由于既有便道離橋位較遠，對于橋梁下構(gòu)施工無實際意義，樁位全部位于懸崖峭壁上，因此規(guī)劃沿橋梁縱向方向重新施工橋位便道，便于加快施工進度。

針對每座橋梁不同的地形地貌，需分別規(guī)劃橋位便道，同時結(jié)合總體線路，確保施工便道暢通無阻。

由于便道基本位于陡峭山嶺中，縱向便道基本全部是挖土方，小部位填方，便道寬7.5m，保證大車雙向通行；橫向便道寬3米，保證小型機械設(shè)備通行。

根據(jù)工程量清單本段便道費用為2000萬元，但根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，便道費用達到5000 萬元以上，占整個項目造價的0.8%。達到每公里橋梁對應(yīng)便道約1000萬元。

圖3 山區(qū)便道施工

3.3 水磨鉆施工

由于受新疆地方政策影響，對炸藥管理和供應(yīng)特別嚴格，同時又受地形影響無法采用沖擊鉆等機械鉆孔作業(yè)，結(jié)合當?shù)厣鐣暗匦苇h(huán)境我項目部分樁基采用人工水磨鉆孔施工。水磨鉆法主要是通過水磨鉆機沿樁徑內(nèi)沿鉆若干個孔，孔孔相連，鉆孔后取芯，待所有水磨鉆鉆孔連成一個環(huán)后，就形成樁芯的臨空面，然后對剩余的樁基巖芯部分進行分塊，沿圓半徑取芯分塊形成內(nèi)部臨空面。依次按照分層取芯、破裂、取巖塊的循環(huán)工序，最終達到成孔的目的。巖層硬度及雜質(zhì)情況對水磨鉆施工進度影響巨大，需根據(jù)不同的巖層配置不同的樁孔齒。但進度每天僅能達到30cm～40cm。因此如無特殊原因在公路橋梁樁基項目不建議采用水磨鉆施工。

水磨鉆孔時要注意施工安全，水磨鉆工人必須配有安全帽、安全繩，必要時搭設(shè)掩體，取出土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷揚機等工具，必須經(jīng)常檢查。井口周圍須用木料、型鋼或混凝土制成框架或圍圈予以圍護，井口圍護應(yīng)高于地面30cm，以防止土、石滾入孔內(nèi)傷人，應(yīng)隨時注意孔內(nèi)的空氣質(zhì)量，必要時及時用機械通風(fēng)。

圖4 水磨鉆施工工藝流程圖

圖5 水磨施工現(xiàn)場圖

4 施工安全保證措施

高原山區(qū)公路橋梁施工地理環(huán)境錯綜復(fù)雜，橫斷山脈縱橫交錯，海拔相差懸殊，特殊的條件使得高原山區(qū)公路橋梁施工存在很多的安全風(fēng)險，需要針對各種風(fēng)險進行科學(xué)地評估和防范，才能使得工程能夠順利進行。

4.1 安全方針

在復(fù)雜環(huán)境下進行橋梁施工，必須落實“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針。定期進行安全檢查，找到對各個階段中的安全隱患，并及時制定相應(yīng)措施，消除事故風(fēng)險。

4.2 安全目標

杜絕傷亡事故，創(chuàng)造安全、有序的施工環(huán)境，確保施工及運輸?shù)陌踩?/p>

4.3 具體措施

第一，施工前對所有參加施工的人員進行安全生產(chǎn)教育，安全技術(shù)交底，鑒定安全生產(chǎn)責(zé)任制，組織學(xué)習(xí)有關(guān)施工安全規(guī)則，并結(jié)合具體工程實際情況進行教育。第二，在施工過程中，加強施工現(xiàn)場的管理，凡是進入施工現(xiàn)場的人員必須佩戴安全帽，施工現(xiàn)場設(shè)立安全標志牌，基坑處設(shè)立危險標志牌。第三，制定各項安全制度，施工現(xiàn)場保安制度、防火措施、用電安全措施以及施工工序監(jiān)督措施等。

5 結(jié)束語

本文大致介紹了布爾津至喀納斯段公路建設(shè)項目第二段施工項目的細節(jié)，同時又對施工中的安全管理措施進行了概述分析，對未來相關(guān)工程項目的順利完成有較大的借鑒意義。