基于水環(huán)境保護(hù)的跨保護(hù)性飲用水域鐵路橋梁施工技術(shù)研究

忽海莊

摘 要：近年來，隨著交通行業(yè)實(shí)施工業(yè)化改革與產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)了鐵路橋梁工程的規(guī)?；l(fā)展。由于此類工程生產(chǎn)建設(shè)過程中會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生相應(yīng)的污染與破壞，因而在施工過程中，參建方普遍增加了環(huán)境工程管理，預(yù)期提升鐵路橋梁施工水平，使此類工程產(chǎn)出綜合效益。概述了鐵路橋梁施工對(duì)跨保護(hù)性飲用水域的影響及水環(huán)境保護(hù)原則及思路。并以此為基礎(chǔ)結(jié)合濰坊至煙臺(tái)飲馬池水庫特大橋工程，對(duì)具體的施工技術(shù)方案進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性飲用水域;鐵路橋梁;施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445.551? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2022）06-0098-03

0 引言

自從我國(guó)于2018年正式確立生態(tài)文明思想以來，在各類建設(shè)工程中增強(qiáng)了環(huán)境管理，重點(diǎn)集中在環(huán)境影響評(píng)價(jià)與竣工保護(hù)驗(yàn)收兩方面。目前，鐵路橋梁工程正處于高質(zhì)量發(fā)展階段，隨著工程規(guī)模擴(kuò)大、里長(zhǎng)延長(zhǎng)、功能增多，鐵路橋梁工程施工會(huì)遭遇跨保護(hù)性飲用水域，此時(shí)需要從環(huán)境影響評(píng)價(jià)的角度，考慮對(duì)水環(huán)境的影響，并從保護(hù)水環(huán)境的角度出發(fā)研發(fā)設(shè)計(jì)相應(yīng)的施工技術(shù)方案，從而將施工對(duì)環(huán)境的危害性影響降到最低。下面先對(duì)鐵路工橋梁工程對(duì)跨保護(hù)性飲用水域的影響做出說明。

1 鐵路橋梁施工對(duì)跨保護(hù)性飲用水域的影響

首先，在跨保護(hù)性飲用水域進(jìn)行鐵路橋梁施工時(shí)，受到開挖地基棄土，機(jī)械設(shè)備作業(yè)遺留油污，樁基礎(chǔ)施工時(shí)產(chǎn)生的鉆渣，以及混凝土工程施工產(chǎn)生的垃圾影響，會(huì)對(duì)水質(zhì)造成污染。同時(shí)，施工期間的生活污水與設(shè)備沖洗廢水，排入保護(hù)性飲用水域會(huì)生成懸浮物，造成水質(zhì)渾濁。其次，現(xiàn)代鐵路橋梁工程規(guī)模大，通常會(huì)選擇集中排水方法，當(dāng)超長(zhǎng)橋梁水流速度相對(duì)較快的情況下，也會(huì)給地表水流產(chǎn)生一定影響。尤其是進(jìn)行樁基工程施工時(shí)，通過施工平臺(tái)搭設(shè)與大噸位設(shè)施設(shè)備使用對(duì)地表水流造成相應(yīng)的壓力改變地表水流向[1]。

2 鐵路橋梁施工水環(huán)境保護(hù)原則及思路分析

自我國(guó)確立生態(tài)文明思想以來，在鐵路橋梁施工中增強(qiáng)了對(duì)水環(huán)境的保護(hù)。從預(yù)設(shè)的保護(hù)原則看，以“防治為主，綜合治理”為主。具體包括方案可行性分析，鐵路橋梁工程定線詳細(xì)調(diào)查研究，以及地質(zhì)勘察、水系脈絡(luò)梳理、保護(hù)性飲用水域歷史數(shù)據(jù)分析、水環(huán)境總體方案設(shè)計(jì)與論證，以及具體實(shí)施等。

3 跨保護(hù)性飲用水域鐵路橋梁施工技術(shù)分析

3.1 項(xiàng)目概況

3.1.1 基本情況

以濰坊至煙臺(tái)飲馬池水庫特大橋工程為例，位于山東省煙臺(tái)市萊州市文昌路街道，總長(zhǎng)度為2 130.2 m，起止里程為DK66+979.01～DK69+109.21。平面圖如下圖1所示：

全橋孔跨布置如下：①1-24 m簡(jiǎn)支箱梁+60-32 m簡(jiǎn)支箱梁+1-（40+56+40） m連續(xù)梁，其中，7#-19#墩水中墩施工為重難點(diǎn)工程;②飲馬池水庫特大橋DK67+168.55～DK67+649.86段481.31米跨越飲馬池水庫，飲馬池特大橋7號(hào)墩到19號(hào)墩段范圍;③飲馬池水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：50年;④設(shè)計(jì)水位：84.83 m;⑤校核標(biāo)準(zhǔn)：500年;⑥校核水位：86.33 m;⑦正常蓄水位：81.97 m。⑧7#-19#墩下部結(jié)構(gòu)為水上施工作業(yè)段，施工擬采用搭建臨時(shí)鋼棧橋、鋼平臺(tái)方法，橋墩采用常規(guī)方法施工，樁基和承臺(tái)采用鋼圍堰方法施工。交通線路衛(wèi)星圖如下圖2所示。

3.1.2 地質(zhì)情況

該橋地質(zhì)情況如下從上到下依次為：花崗巖（σ=300 KPa/W4）;花崗巖（σ=500 KPa/W3）;花崗巖（σ=800 KPa/W3）;花崗巖（σ=1 200 KPa/W2）。樁長(zhǎng)應(yīng)滿足的要求：樁尖嵌入σ=1 200 KPa/W2的花崗巖長(zhǎng)度不小于1 m。根據(jù)勘探資料，橋址區(qū)上覆土層主要為：橋址區(qū)勘探范圍內(nèi)地層由第四系全新統(tǒng)人工堆積層填筑土，第四系全新統(tǒng)坡洪積層粉質(zhì)黏土、粉土、中砂;中元古代晉寧期花崗巖。

3.2 施工技術(shù)方案

3.2.1 準(zhǔn)備階段

首先，從廣度維度出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)外同類跨保護(hù)性飲用水域工程中的水環(huán)境保護(hù)研究情況進(jìn)行了文獻(xiàn)搜索及整理，在吸收德國(guó)“生產(chǎn)排放100%達(dá)標(biāo)”經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，明確了“以尊重水源的自然生態(tài)規(guī)律為主，依靠其自身的凈化能力以及減少人類生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)水環(huán)境的影響，維護(hù)有限的水環(huán)境資源”的基本方向。然后，從綠色施工的角度，確定了四項(xiàng)基本內(nèi)容：①臨時(shí)設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)劃、施工措施的選型設(shè)計(jì)對(duì)比優(yōu)化;②橋梁基礎(chǔ)施工泥漿循環(huán)系統(tǒng)研究;③設(shè)備選型、現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃布置研究;④橋梁基礎(chǔ)施工工法及水污染的保護(hù)措施。

其次，從深度維度出發(fā)，對(duì)該工程相關(guān)的招標(biāo)文件、設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料、施工管理體系、設(shè)計(jì)規(guī)范，以及相關(guān)法律法規(guī)文件進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析。具體如下：①新建濰坊至煙臺(tái)鐵路站前工程ZQSG-2標(biāo)段招標(biāo)文件、補(bǔ)遺（答疑）文件、工程量清單、指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)、實(shí)施性施組等。②濰煙橋施-13，梁通用圖號(hào)（通橋（2016）2322A-II-1、通橋（2016）2322A-V-1），墩臺(tái)通用圖號(hào)（濰煙橋通-III-01、通橋（2017）4301、叁橋通（2017）4302、濰煙橋通-III-01）。③設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查所獲得的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、當(dāng)?shù)刭Y源、交通狀況及施工環(huán)境和社情民情。④需要投入的技術(shù)裝備力量、機(jī)械設(shè)備狀況、管理水平、工法及科技成果和多年積累的工程施工組織管理經(jīng)驗(yàn)。⑤本項(xiàng)目部的質(zhì)量管理體系、安全管理體系、環(huán)境保護(hù)管理體系、水土保持管理體系、文明施工管理體系和職業(yè)健康安全管理體系等。⑥國(guó)家及地方政府法律法規(guī)有關(guān)文件。工程相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范見下表1。

最后，從精度維度出發(fā)，確定實(shí)施方案。根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)—工裝選型—泥漿處理—設(shè)備選型—試驗(yàn)研究的基本流程，確定最適合跨越水源保護(hù)地橋梁工程施工方法。具體內(nèi)容包括：①通過對(duì)筑島圍堰、鋼棧橋兩種施工方案，對(duì)水源保護(hù)區(qū)環(huán)境影響分析，選用采用鋼棧橋及鋼平臺(tái)施工方案，并對(duì)鋼棧橋及鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)模塊化、連續(xù)搭設(shè)[2]。②通過對(duì)鋼箱泥漿池、護(hù)筒間泥漿循環(huán)兩種方案現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定選用在滿足水源保護(hù)區(qū)的環(huán)保要求、高效的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。③結(jié)合橋址區(qū)地質(zhì)情況，對(duì)比大功率旋挖鉆、沖擊鉆兩種設(shè)備適用性，必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定合理設(shè)備選型，并對(duì)設(shè)備站位進(jìn)行布置，實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)梁施工。④通過對(duì)水中墩成套的施工工藝、工法進(jìn)行收集、總結(jié)，重點(diǎn)是鋼棧橋及鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)、施工，橋梁施工營(yíng)地和材料堆放場(chǎng)地應(yīng)盡量遠(yuǎn)離岸邊設(shè)置，盡量避免生活污水和生產(chǎn)廢水對(duì)水源保護(hù)區(qū)的污染，樁基施工設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)減少污染，同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備檢查并設(shè)置油污攔擋及收集，減少設(shè)備對(duì)水體的污染等綜合措施，盡量減少對(duì)水源保護(hù)區(qū)的污染。

3.2.2 施工技術(shù)

主棧橋施工技術(shù)。主棧橋全長(zhǎng)為496.02 m，寬度6 m，單跨最大跨距12 m。施工平臺(tái)共13個(gè)，長(zhǎng)度15 m，寬度9 m，最大跨徑7.5 m。鉆孔平臺(tái)共計(jì)13個(gè)，長(zhǎng)度15 m，寬度12 m，最大跨徑7.5 m，橋面高程85.8，梁底高出最高水面1m，主棧橋兩側(cè)鋪設(shè)電纜管線橋架，便于橋梁施工的電力輸送。棧橋每5跨為一聯(lián)，設(shè)置一道伸縮縫。①在上部結(jié)構(gòu)方面，橋面板采用8 mm鋼板，次縱梁采用12.6#工字鋼@300 mm，分配梁采用20B#工字鋼@750 mm，主縱梁采用321型裝配式8排單層普通型貝雷桁架，主橫梁采用雙肢45A工字鋼。②在下部結(jié)構(gòu)方面：橋墩橫橋向采用2根D630×10 mm@3 600 mm鋼管樁雙排布置，縱橋向間距3 000 mm，形成板凳樁，以增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。

施工平臺(tái)技術(shù)。①在上部結(jié)構(gòu)方面：橋面板采用8 mm鋼板，次縱梁采用12.6#工字鋼@300 mm，分配梁采用20B#工字鋼@750 mm，主縱梁采用321型裝配式10排單層普通型貝雷桁架，主橫梁采用雙肢45A工字鋼。②在下部結(jié)構(gòu)方面：橋墩橫橋向采用3根D630×10 mm@3 300 mm鋼管樁雙排布置，縱橋向間距3 000 mm，形成板凳樁，板凳樁之間間距7 500 mm，以增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。

鉆孔平臺(tái)技術(shù)。①在上部結(jié)構(gòu)方面：橋面板采用8 mm鋼板，次縱梁采用12.6#工字鋼@300 mm，分配梁采用20B#工字鋼@750 mm，主縱梁采用321型裝配式8排單層普通型貝雷桁架，主橫梁采用雙肢45A工字鋼。②在下部結(jié)構(gòu)方面：橋墩橫橋向采用3根D630×10 mm@4800 mm鋼管樁雙排布置，縱橋向間距3 000 mm，形成板凳樁，板凳樁之間間距7 500 mm，以增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。樁頂按標(biāo)高切割后，用雙拼45#工字鋼做橫梁，以擱置貝雷桁架。鋼管樁和橫梁采用電焊聯(lián)結(jié)，以形成一個(gè)整體。橋臺(tái)采用C30鋼筋混凝土，貝雷架座板直接擱置在混凝土基礎(chǔ)上，橋臺(tái)地基容許應(yīng)力不小于150 kPa[3]。便橋兩側(cè)采用碎石填筑路面與兩側(cè)路面接順。

棧橋附屬設(shè)施。為方便施工和用電安全，在棧橋兩側(cè)設(shè)置管線區(qū)，以確保施工用電的供應(yīng)。鋼棧橋橋面護(hù)欄豎桿（1.2 m）焊接在橫向分配梁I20a上，豎桿間距為2.0 m，焊腳高度不小于6 mm;扶手橫桿（3根），橫桿間0.5 m，焊接在豎桿底端0.2 m處及豎桿的中部、頂端。護(hù)欄底部采用[20作為踢腳板。豎桿、橫桿踢腳板要求刷紅白相間的警示反光油漆，踢腳板涂刷黑黃相間的警示反光油漆，保證車輛夜間運(yùn)行安全。

水中墩承臺(tái)技術(shù)。采用鋼板樁圍堰進(jìn)行支護(hù)施工，鋼板樁采用拉森IV型鋼板樁，長(zhǎng)15 m，鋼板樁圍堰范圍11 m×13.5 m，比承臺(tái)周邊尺寸大1.5 m，鋼板樁周圈咬合緊密，有止水措施。圍堰內(nèi)側(cè)四周采用雙拼H500*200型鋼每隔3 m設(shè)置一道圍檁形式支護(hù)，四角采用斜撐。為增強(qiáng)工鋼圍檁抗彎強(qiáng)度，基底采用C30混凝土封底[4]。抽水采用4臺(tái)大功率抽水機(jī)，分層抽水，分層支護(hù)，周圈50 cm以內(nèi)設(shè)匯水渠、積水坑。承臺(tái)施工分三次澆筑，按大體積砼考慮，鋼板樁圍堰內(nèi)支撐同樣分三次拆除。

4 結(jié)語

總之，在跨保護(hù)性飲用水域建設(shè)此類工程時(shí)，需要做好水環(huán)境保護(hù)方案的研發(fā)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，從而保障對(duì)水源地的保護(hù)。通過以上初步分析可以看出，在實(shí)踐過程中，一方面應(yīng)從深度上做好相關(guān)的理論研究，也需要結(jié)合在建工程的設(shè)計(jì)規(guī)范與質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，做好資源配置。另一方面則需要在明確的方法與技術(shù)路線下，根據(jù)預(yù)期目標(biāo)有效實(shí)施施工技術(shù)，在保障跨保護(hù)性飲用水域不被污染與破壞的條件下保質(zhì)保量完成工程建設(shè)工作。

參考文獻(xiàn)

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