城市繁忙干道復雜環(huán)境拆除跨線橋施工安全風險防控研究

唐彬

（四川子禾工程技術(shù)有限公司，四川 成都 610031）

成都軌道交通10 號線和13 號線均設(shè)置了文翁石室站，在該站無縫銜接換乘。文翁石室站在10 號線為南北向布置，在13 號線為東西向布置，根據(jù)同步設(shè)計、施工、驗收的總體原則確保車站建設(shè)順利。13 號線一期工程文翁石室站設(shè)置在錦里中路跨線橋下，車站施工前需拆除該跨線橋。張穎[1]提出城市橋梁工程預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁拆除施工技術(shù)，金順利[2]對跨多條鐵路線橋梁拆除施工進行了技術(shù)研究，邱藝武[3]指出相比其他野外橋梁的拆除，在城市中心敏感環(huán)境下進行拆除作業(yè)，既要保證周邊環(huán)境和人員的安全，還要考慮交通出行需求，同時也必須保證項目的正常作業(yè)，過程技術(shù)管控難度大。而且進行作業(yè)時，空間受限，環(huán)保要求高，各類施工不利因素疊加，在復雜的客觀環(huán)境下，保證跨線橋拆除安全、順利、準時完成，希望對類似工程提供參考。

1 工程概況

成都軌道交通13 號線一期工程文翁石室站位于成都市青羊區(qū)錦里東路，位于成都市一環(huán)以內(nèi)，緊鄰武侯祠、錦里、人民公園等旅游景點，毗鄰錦江，周圍坐落著四川省公安廳、四川省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、人事局人才培養(yǎng)大廈、成都中醫(yī)藥大學及其第三附屬醫(yī)院、中國電信總部大樓、三六三醫(yī)院、石室中學等重要辦公、醫(yī)療、學習場所，屬于城市中心的敏感環(huán)境地帶，其中錦中跨線橋橫跨文翁路，東西走向。橋梁共分為8跨，全橋長331.6 m，寬10.5 m，雙向2 車道，其中擋土墻長166.2 m。橋梁縱坡為6%，橫坡為1%單向坡，凸曲線半徑1 100 m，凹曲線半徑700 m。橋梁基礎(chǔ)為人工挖孔扁方樁，斷面為3.0 m×1.2 m；橋梁墩柱為實體獨墩，斷面2.6 m×0.9 m；墩頂為大懸臂變截面預應力倒T 形蓋梁；上部結(jié)構(gòu)為預應力后張法空心板，梁高0.9 m，錦中跨線橋平面位置及現(xiàn)狀如圖1 所示。該橋部分結(jié)構(gòu)與擬建的成都軌道交通13號線一期工程文翁石室站發(fā)生沖突，需在地鐵車站施工前對該橋進行拆除。

圖1 錦中跨線橋平面位置及現(xiàn)狀

2 周邊環(huán)境

2.1 周邊建筑物情況

錦中跨線橋下有2 條城市道路，其中錦里東路與之平行，文翁路與之垂直，并且車流量大。橋梁周圍環(huán)境復雜，兩側(cè)均分布有高樓，最近的距離僅為8 m；在橋的北面有一銀杏金閣酒樓、銀行、居民小區(qū)、中國人壽保險公司及眾多商店門面，橋的南面有待拆的人行天橋、銀杏園公園、跨錦江交通橋等，距離均在50 m 之內(nèi)，相關(guān)情況如表1 所示。

表1 周邊建筑現(xiàn)狀情況表

2.2 周邊管線及設(shè)施情況

待拆橋梁周邊地上無管線分布，地下管線設(shè)計給水、雨（污）水、電力、通信等，進行橋梁拆除時施工只針對橋梁地上部分結(jié)構(gòu)，將不會對地下管線造成影響。從西至東第二跨橋梁正下方有一座10 kV 電力環(huán)網(wǎng)柜，具體如圖2 所示，將直接影響跨線橋拆除施工，在施工期間采用原位保護措施。

圖2 10 kV 電力環(huán)網(wǎng)柜

3 工程特點

錦中跨線橋處于市中心區(qū)域十字路口，車輛及行人通行量較大，拆橋需求設(shè)備較多，施工場地狹窄，施工組織難度大，現(xiàn)場管理及各項工作間的相互配合較為復雜。

拆除作業(yè)范圍受限，跨線橋的紅線范圍僅10 m，周邊可用機械擺放點少，臨時占地困難，限制施工的因素多，且橋下有錦里東路和文翁路2 條城中心主干道，并且車流量大，施工工程中需臨時性封道改道，施工難度大。

本次待拆除的橋體為鋼筋混凝土，結(jié)構(gòu)密度大、強度高，拆除工效較低，周邊有居民生活區(qū)，防噪、降塵等環(huán)保要求高，同時拆除工程時間緊、任務(wù)重，投入人員和設(shè)備眾多，必須精心地進行施工組織設(shè)計。

4 方案比選

參考荊偉偉等[4]和潘智武[5]提出的對拆除過程面臨的主要風險和采取的技術(shù)，將機械切割拆除法和全機械破碎拆除法作為本次拆除作業(yè)的比選工法。機械切割拆除法是利用金剛石繩鋸機等設(shè)備，將橋梁有計劃地切割成若干個可以進行吊裝和運輸?shù)妮^大單體，將其運至指定區(qū)域，進行二次破碎的方案。

機械切割拆除法的優(yōu)點是可以精確切割橋梁、不需要在原地破碎、對周邊環(huán)境影響小、可回收工程殘值。缺點是拆除成本高、工期較長、吊裝風險較大。

全機械破碎拆除法不考慮使用支撐（包括支架、設(shè)備）的前提下，在橋址原位使用破碎和拆除設(shè)備對結(jié)構(gòu)進行分段拆除。使用這種方法的優(yōu)點是拆除成本低、工期短。缺點是需要較大的施工場地、需要在原地進行破拆、對周圍環(huán)境影響較大、無法保留工程殘值。

綜合考慮本工程橋體規(guī)模、交通影響情況及工期限制，以時間為導向，本次拆除方案采用全機械破碎拆除法進行橋梁拆除施工。

5 施工準備

為盡量減少道路封閉造成的社會影響，提前進行占道打圍、設(shè)施保護、設(shè)備機具進場等工作，對整個橋梁拆除施工時間選取在周末，從周六晚17：00 點至周日晚23：00，共計30 h，相關(guān)工作以時間為導向進行準備。

5.1 技術(shù)參數(shù)收集

錦中跨線橋梁孔跨布置為8 m×20.7 m，引道長度約160 m，共設(shè)墩臺9 座，橋墩設(shè)大懸臂變截面預應力倒T 蓋梁，承重臺厚度0.8 m；引道段橋面鋪裝為15 cm厚瀝青混凝土，橋梁段橋面鋪裝從上到下為7 cm 瀝青混凝土和8 cmC30 混凝土；橋梁上部結(jié)構(gòu)為預應力后張法空心板，梁高0.9 m，梁長大約20 m，每一跨10張空心板，橋?qū)捈s為10 m，混凝土強度為C40；橋墩為實體獨墩結(jié)構(gòu)，斷面為2.6 m×0.9 m，橋墩混凝土強度為C30，橫斷面圖如圖3 所示。

圖3 橋梁斷面示意圖

5.2 拆除數(shù)量統(tǒng)計

橋梁經(jīng)圖紙比對計算，共涉及瀝青混凝土、鋼筋混凝土、水穩(wěn)層及土方圬工共4 581 m3，外運建渣按1.45 的松散系數(shù)計算，共6 642 m3，橋梁拆除主要工程數(shù)量具體如表2 所示。

表2 橋梁拆除主要工程數(shù)量表

5.3 拆除機具及材料配備

為滿足施工工期安排，在進行橋梁拆除時，應配置數(shù)量足、性能好、功率夠且尺寸滿足作業(yè)空間的設(shè)備機具，并考慮過程中可能出現(xiàn)的情況，對其進行及時和有效的處置，對主要設(shè)備進行備用，主要配置破碎拆除類、裝載運輸類、環(huán)境保護類、輔助類、通訊類等拆除設(shè)施，主要設(shè)備機具如表3 所示。

表3 主要設(shè)備機具表

表3（續(xù)）

5.4 施工場地布置

施工期間對跨線橋四周即錦里中路、錦里東路、文翁路以及通祠路進行打圍封閉，圍擋內(nèi)道路作為施工場地。在跨線橋南北兩側(cè)各設(shè)置一處應急物資堆放區(qū)及一處施工物資堆放區(qū)。租用位于跨線橋北側(cè)的逸家賓館的8 樓、可全視角觀察整個跨線橋的3 套房間，設(shè)置為拆橋指揮領(lǐng)導小組辦公室，負責指揮現(xiàn)場具體施工。

同時在施工圍擋4 個路口設(shè)置工地大門，供設(shè)備及車輛出入。每個大門旁設(shè)置門禁，布置防疫監(jiān)控點，對進出人員嚴格按防疫工作流程進行檢查登記，確保施工人員具有良好的工作環(huán)境。

5.5 施工步驟安排

施工步驟安排如下：①施工打圍提前一周進行占道打圍信息公示、環(huán)網(wǎng)柜保護、交安設(shè)施拆除等施工準備。同時對跨橋線四方道路進行臨時封閉。②對拆除施工范圍內(nèi)道路路面進行保護，同步進行橋面附屬物拆除以及兩端引道部分的路面瀝青、混凝土鋪裝層拆除工作。③道路路面保護完成以及橋面附屬物預拆除完成后，開始破碎橋梁主體部分，待引道部分的道路結(jié)構(gòu)層及土方外運完成后，同步進行引道擋土墻拆除工作，破碎順序分別為橋梁及引道擋土墻、橋臺、T形蓋梁、橋墩。④引道及橋梁破除清理完成后，再破除和清理蓋梁以及橋墩。對橋下原綠化帶及引道部位進行換填砂礫石并撿底，澆筑混凝土路面，同步組織人員、灑水車對路面進行清理。⑤原橋墩道路恢復，南北方向放行，原引道及綠化帶道路恢復施工，完成后交通全部恢復。

6 施工過程控制

6.1 電力環(huán)網(wǎng)柜保護

環(huán)網(wǎng)柜四周采用400 cm×300 cm×300 cm 尺寸的工字鋼鋼架進行防護。鋼架每側(cè)為3 道雙拼立桿，基礎(chǔ)采用500 mm×500 mm×500 mm 的C30 混凝土基礎(chǔ)，通過預埋300 mm×300 mm×10 mm 鋼板進行連接，每側(cè)立桿頂部及底部設(shè)置2 道橫桿，橫桿之間每20 cm 設(shè)置橫梁，均采用20B 工字鋼。

鋼架每側(cè)用14 工字鋼焊接剪刀撐，橫梁上方鋪設(shè)20 mm 鋼板，并鋪設(shè)棉被；鋼架兩側(cè)采用20 mm 竹膠板進行封閉，電力環(huán)網(wǎng)柜保護措施如圖4 所示。

圖4 橋梁斷面示意圖（單位：cm）

6.2 交通管制及疏導

施工打圍的同時按審批的交通管制方案，在已封閉道路的前2 個路口設(shè)置交通標志等設(shè)施，并在每個路口派2 名交通協(xié)管員根據(jù)交警的安排負責對過往人員進行疏導，使過往車輛繞行相應的設(shè)施，保證交通和出行通暢，交通管制及疏導如圖5 所示。

圖5 交通管制及疏導示意圖

6.3 橋體路面保護

為防止施工過程中機械、建渣等損壞道路現(xiàn)有路面，參考徐濤等[6]提出的路面防護措施，道路封閉后對橋體路面進行鋪墊緩沖防護：在施工區(qū)域的路面及人行道上鋪設(shè)5 mm 厚的鋼板，以防止施工機械損壞路面；鋪墊的寬度超過橋體兩側(cè)各8 m，以充分保護路面。8 m 范圍外布置警示帶及錐形桶，禁止機械碾壓。

在待拆橋體的下部路面和可能掉落大塊建渣的區(qū)域，鋪設(shè)20 mm 厚鋼板，并滿鋪砂袋，以防止破碎物料飛濺，造成安全事故。

6.4 橋梁附屬物拆除

橋梁的主要附屬物是沿橋面縱向兩側(cè)設(shè)置的金屬防護欄桿。在進行防護欄桿拆除時，從橋端向橋中依次進行拆除。在進行作業(yè)時，為控制欄桿存在的物體打擊風險，先使用鏈條葫蘆作為保險固定，再將欄桿立柱底部的連接鋼板進行切割。完成切割后，利用鏈條葫蘆將欄桿穩(wěn)定放置在地面上，再分解成便于運輸?shù)墓?jié)段。

6.5 引道路面結(jié)構(gòu)層拆除

引道路面結(jié)構(gòu)層為15 cm 厚的瀝青面層、20 cm 厚的水穩(wěn)碎石和砂礫的上、下基層。在橋梁附屬物拆除的同時對引道路面結(jié)構(gòu)層進行拆除。拆除時，先用挖掘機將上層的瀝青鋪裝層刮掉并運送至堆料場；再用2臺破碎機同時作業(yè)，將水穩(wěn)碎石上基層鑿除；隨后進行清運，砂礫下基層與下方回填土一同挖運至棄土場，保證橋臺擋土墻露出地面；最后再采用機械破除。

6.6 橋梁主體和引道擋土墻拆除

在進行橋梁主體拆除時，每跨橋梁兩側(cè)各布置2臺破碎機，以自上而下，整體式平行、對稱從邊梁到中梁，從跨中向梁端進行，每次破除寬度為1/2 梁寬（0.5 m），梁體破除現(xiàn)場如圖6 所示。梁體鋼筋在每片梁混凝土破除完成后，由液壓鉗將梁體鋼筋壓縮成團后進行裝運，過程中采用液壓鋸配合進行鋼筋切割。

圖6 梁體破除現(xiàn)場圖（單位：cm）

6.7 其他管控措施

拆除時，破碎機等機械與待拆橋梁水平間距大于等于3 m。橋梁按照從跨中向梁端進行破除施工，其橋梁預應力處于逐漸釋放應力的過程，為保證施工安全，在橋梁破除時，在梁體兩端設(shè)置臨時護欄，禁止設(shè)備及人員上橋。

引道的碎渣及下方回填土外運完成后，與橋梁主體拆除同步進行兩側(cè)擋土墻的拆除施工，兩端引道單側(cè)布置3 臺破碎機自上而下進行拆除。

由于工期緊張、周邊人車密集，因此現(xiàn)場破碎以拆除為主，簡易破碎為輔，即先破碎成車輛可承載的大尺寸建渣，再運至棄渣場區(qū)域進行最終破碎。

在拆除施工過程中，水車配合霧炮機不間斷工作，灑水潤濕，防止破碎產(chǎn)生的粉塵飛揚，現(xiàn)場采取降塵措施如圖7 所示。

圖7 現(xiàn)場采取降塵措施

7 其他施工措施

7.1 退圍返道

根據(jù)成都市交管局意見，主橋拆除和建渣清理完畢后，對路口南北方向進行放行，且東西方向要保證自西向東單向兩車道暢通，交通恢復情況如圖8 所示。

圖8 交通恢復情況

7.2 道路恢復

渣土清運完成后，對原綠化帶及引道部位進行路面恢復，采用機械將松散腐土挖出，并夯實地基后，分層回填砂礫石，每層厚度不超過30 cm；換填完成并壓實后，進行路面結(jié)構(gòu)層施工。

8 結(jié)語

成都軌道交通13 號線一期工程土建文翁石室站錦中跨線橋自拆除令下達開始，共300 余人、200 余臺套機械設(shè)備開始進行拆除作業(yè)，因提前策劃得當，過程管控到位，收尾干凈利索，現(xiàn)場僅僅用時15 h，比計劃30 h 節(jié)約1/2 時間，被建設(shè)單位、地方和社會各大主流媒體報道，體現(xiàn)出了“成都地鐵新速度”，在成都市中心的敏感環(huán)境地帶，有效地克服了人流較多、車流密集、空間狹小等客觀不利因素，采用機械手臂對跨線橋開展了一次準確高效的教科書式的拆除作業(yè)，實現(xiàn)了“零事故、零投訴”，拆除后效果如圖9所示，最大限度地減少了對周圍辦公、生活、學習的影響，對其他存在同樣情況的城市敏感地區(qū)的橋梁的拆除具有直接參考意義。

圖9 拆除后效果