山嶺重丘區(qū)預(yù)制梁場建設(shè)技術(shù)應(yīng)用分析

馬威武，蒯強(qiáng)，單武林

（中建二局土木工程集團(tuán)有限公司，廣東佛山 528010）

1 引言

進(jìn)入新時代，我國路橋基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)發(fā)展迅速，施工技術(shù)與方法不斷進(jìn)步，如何在山嶺重丘區(qū)建設(shè)梁場成為行業(yè)關(guān)注的焦點。對施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用，能確保施工經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性，推動我國公路事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。國內(nèi)外對路橋施工技術(shù)的研究多集中于平原地區(qū)，對山嶺重丘區(qū)的研究較少。本文選取預(yù)制梁場作為出發(fā)點，通過比較的方式，對預(yù)制梁場的施工方案進(jìn)行選擇，并總結(jié)項目建設(shè)要點，通過對BIM、龍門吊的創(chuàng)新應(yīng)用，確保項目按照預(yù)期進(jìn)度完工。

2 項目概況

山嶺重丘區(qū)情況相對復(fù)雜，不同海拔的氣溫存在明顯差異，背陽面、向陽面溫差極大，各區(qū)域降雨情況不同，建設(shè)預(yù)制梁場的難度不言而喻。項目為廣西賀州某橋梁建設(shè)，橋梁起始點位于陡峭山坡上，山坡兩側(cè)均為深溝，不具備運梁、建設(shè)梁場的條件。針對現(xiàn)場情況，施工方提出將梁場建設(shè)在橋梁、隧道之間的方案，橋梁、隧道之間的路基以高填方為主，極易出現(xiàn)沉降問題，僅能在非高填方區(qū)域布設(shè)梁場，可用空間有限，只有以現(xiàn)場情況、工程需求為依據(jù)，對梁場進(jìn)行科學(xué)布設(shè)，才能使其發(fā)揮應(yīng)有功能。

3 預(yù)制梁場施工方案

施工區(qū)域兩側(cè)均為深溝，不具備建設(shè)梁場的條件，而路基縱坡在5.5%左右，與梁場建設(shè)工作要求不符，只有將制梁區(qū)坡度控制在1.5%以下、運梁區(qū)坡度控制在3%以下，才能確保梁場安全可靠。針對項目空間有限、地形坡度過大等問題，設(shè)計方先后提出以下兩種方案。

3.1 方案一

方案一的施工流程如下：先將路基上方的土方挖除，待施工區(qū)域縱坡達(dá)5.5%，再將剩余土方挖除。該部分所開挖土方屬于超挖土方，作用是調(diào)整各區(qū)域縱坡，確保制梁區(qū)、運梁區(qū)坡度滿足要求[1]。本方案將制梁區(qū)長度設(shè)定為600 m，坡度約1.5%，運梁路徑全長125 m，對應(yīng)坡度為3%。按照各區(qū)域?qū)挾?0 m 計算可知，超挖土方總量約78 萬m3，整體工期需達(dá)5 個月左右。

3.2 方案二

由于項目工期相對緊張，為保證項目如期竣工并順利投入使用，設(shè)計方以方案一為基礎(chǔ)，針對該方案存在的不足進(jìn)行了創(chuàng)新，得到方案二。其與方案一的區(qū)別如下：

1）增加制梁區(qū)高度，根據(jù)龍門吊的起吊要求，在該區(qū)域內(nèi)增設(shè)吊梁區(qū)；

2）調(diào)整加工鋼筋、綁扎骨架等區(qū)域的布局，使其呈臺階狀，提高現(xiàn)場空間的利用率，使存量總數(shù)最大程度接近預(yù)期；

3）在橋梁沿線增設(shè)吊裝區(qū)，為項目起吊裝車提供便利。

3.3 對比分析

方案一的優(yōu)點在于施工難度較低，但開挖面積相對較大，預(yù)計工期5 個月左右。方案二的步驟相對較多，但能解決土方超挖問題，施工全過程所產(chǎn)生土方量約37 萬m3，工期較方案一更短，建設(shè)成本僅為方案一的3/4。鑒于此，設(shè)計方最終采用方案二，其中，梁場長度為600 m，預(yù)設(shè)坡度為1.5%，運輸預(yù)制梁的通道長度以125 m 為最佳，對應(yīng)坡度需控制在3%左右。確定方案后，項目方借助BIM 建立相應(yīng)模型，根據(jù)模型反饋信息，對方案細(xì)節(jié)加以調(diào)整，在保證施工速度與質(zhì)量的前提下，有效規(guī)避潛在風(fēng)險，使施工成本降至最低。

4 預(yù)制梁場建設(shè)要點

4.1 科學(xué)選擇場地

正式施工前需確定梁場位置，設(shè)計方應(yīng)保證所選擇場地滿足以下要求：

1）整平場地后，檢測地基的承載力，結(jié)合檢測結(jié)果對基礎(chǔ)、臺座進(jìn)行設(shè)計；

2）將場內(nèi)排水溝與路基邊溝相連，降低場內(nèi)水給路基邊坡帶來的影響；

3）在建設(shè)梁場過程中，根據(jù)現(xiàn)場情況判斷是否需增設(shè)儲備養(yǎng)護(hù)用水的水池，若需增設(shè)水池，則要對水源進(jìn)行調(diào)查，保證水源潔凈。

選擇場地時，應(yīng)重點關(guān)注以下3 方面內(nèi)容：

1）地面硬化程度，根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置流水坡，坡度以1%為最佳，以免由于積水嚴(yán)重，導(dǎo)致梁場無法發(fā)揮應(yīng)有作用。

2）考慮到梁場運行期間通常需配備多種用電設(shè)備，只有以臨時用電要求為依據(jù)開展相關(guān)工作，才能有效規(guī)避用電風(fēng)險。

3）聯(lián)合各單位對設(shè)計圖紙、方案進(jìn)行反復(fù)討論并修改，保證方案科學(xué)合理，降低項目返工率，確保經(jīng)濟(jì)性[2]。

4.2 調(diào)整施工流程

本項目中，設(shè)計方以常規(guī)設(shè)計方案為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場情況對施工流程進(jìn)行調(diào)整，將項目施工劃分為5 個階段，分別是：確定施工區(qū)域；設(shè)置臺階；安裝龍門吊；吊裝施工；增設(shè)運梁通道[3]。

4.3 項目施工分析

4.3.1 核心技術(shù)

1）BIM。近幾年，BIM 已在建筑領(lǐng)域得到廣泛運用，項目方借助該技術(shù)建立三維模型，在保證方案合理、有效的前提下，可提升施工速度，降低建設(shè)成本。在本項目中，設(shè)計方計劃借助BIM 技術(shù)建模，根據(jù)三維模型確定梁場布局，保證各區(qū)域布設(shè)科學(xué)。在此基礎(chǔ)上，利用該技術(shù)模擬梁場建設(shè)過程，了解各方案的土方量，進(jìn)而確定最符合現(xiàn)場情況的方案，為后續(xù)施工提供參考。實踐表明，將BIM 用于梁場建設(shè)的優(yōu)勢包括：（1）數(shù)據(jù)可視，該技術(shù)強(qiáng)調(diào)以模型為依托，對方案進(jìn)行系統(tǒng)且具體的展示，使方案具備良好的可視性；（2）模擬性，該技術(shù)能根據(jù)設(shè)計方案模擬項目重要節(jié)點；（3）確定施工量，項目方可利用既有軟件輸出模型體量，從而確定項目施工量。

2）龍門吊。龍門吊又稱門式起重機(jī)，多用于裝卸散貨、貨場或料場貨（見圖1），具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、利用率高等優(yōu)點。研究發(fā)現(xiàn)，滿足預(yù)制梁場需求的龍門吊類型較多，包括但不限于橋式龍門吊、裝配龍門吊，不同龍門吊的優(yōu)勢與不足如表1 所示。只有以現(xiàn)場情況為依據(jù)，并酌情調(diào)整龍門吊各項參數(shù)，才能使其發(fā)揮應(yīng)有作用。

表1 常見龍門吊的優(yōu)勢與不足

圖1 龍門吊

在本項目中，施工方計劃利用2 座龍門吊運輸1 片梁，考慮到梁整體長度較長，故僅對2 座龍門吊進(jìn)行集中控制，以確保二者同步啟停。除此之外，設(shè)計方還對龍門吊提出以下要求：根據(jù)龍門吊的高度酌情調(diào)整軌道間距，以免軌道磨損速度過快，影響項目經(jīng)濟(jì)性；科學(xué)安裝龍門吊，確保各構(gòu)件安全系數(shù)與施工要求相符。

4.3.2 施工要點

前期準(zhǔn)備階段需技術(shù)人員以現(xiàn)場環(huán)境為依據(jù)，利用BIM建模，根據(jù)模型確定加工鋼筋、綁扎骨架、制梁和存梁位置，保證各區(qū)域內(nèi)均不存在縱坡或類似地形。隨后，結(jié)合現(xiàn)場條件調(diào)整制梁區(qū)域布局，本項目中，各臺階高度不得超過50 cm，以確保在準(zhǔn)確劃分各區(qū)域位置的前提下對土方量加以控制。項目施工期間，應(yīng)對以下工作引起重視。

1）臺階施工。上文提及的4 個區(qū)域均需布設(shè)供施工人員通過的臺階，并沿臺階外側(cè)增設(shè)防護(hù)欄，為日常施工提供便利。

2）布設(shè)龍門吊。制梁、存梁及吊裝區(qū)域外側(cè)均需布設(shè)2 架龍門吊，保證龍門吊能在各區(qū)域內(nèi)無障礙通行，使起吊構(gòu)件、運輸構(gòu)件的功能得到充分發(fā)揮。除特殊情況外，梁龍門吊均應(yīng)位于鋼筋龍門吊的內(nèi)側(cè)。

3）吊裝施工。在緊靠存梁區(qū)的位置增設(shè)長50 m，寬5 m，深9 m 的吊裝區(qū)，在挖設(shè)吊裝槽時，重點關(guān)注坡面防護(hù)情況，保證坡度比科學(xué)，沿坡頂布設(shè)防護(hù)、排水設(shè)施，保證吊裝作業(yè)量在該區(qū)域所能承載的范圍內(nèi)。待施工告一段落，將該區(qū)域和運梁道路相連，根據(jù)運梁道路情況調(diào)整吊裝高度，保證運梁過程安全、可靠。為確保吊裝速度、安全性符合要求，設(shè)計方針對本項目制訂了專屬方案，指出在開挖施工環(huán)節(jié)應(yīng)先在側(cè)壁表面設(shè)置土釘，將相鄰?fù)玲斁嚯x控制在1 m 左右，為后續(xù)掛網(wǎng)、噴混凝土等工作提供便利[4]。

4.4 項目施工效果

與傳統(tǒng)預(yù)制梁場相比，本項目具有突出優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下3 個方面。

1）梁場位于路基范圍內(nèi)，各區(qū)域呈臺階狀，具有良好的社會及經(jīng)濟(jì)效益，既能節(jié)約資源，減少項目施工對環(huán)境產(chǎn)生的影響，又可使梁場坡度不符合要求的問題迎刃而解。

2）增加路塹深度、增設(shè)吊裝區(qū)，在嚴(yán)格控制運梁高差的前提下，使運梁路徑整體坡度達(dá)到車輛行駛要求，為運梁速度、人員安全提供有力保障。

3）將運梁路徑與吊裝區(qū)相連，賦予吊裝區(qū)起吊裝車等多項功能，將行車通道打造為存梁臺座，使存梁總量大幅增多。

5 結(jié)語

分析可知，山嶺重丘區(qū)施工期間應(yīng)重點關(guān)注預(yù)制梁場的建設(shè)，在科學(xué)選址的前提下，根據(jù)現(xiàn)場情況制訂可行性設(shè)計方案，以免由于梁場建設(shè)效果不理想，導(dǎo)致項目工期延誤或成本增加。山嶺重丘區(qū)普遍具有溝谷深度深、場地狹小和坡度大等特點，建設(shè)梁場的難度有目共睹。本文以廣西賀州某項目為例，根據(jù)項目情況及長期實踐經(jīng)驗，對建設(shè)梁場的技術(shù)要點進(jìn)行總結(jié)，指出項目方應(yīng)酌情引入BIM 等先進(jìn)技術(shù)，在有效規(guī)避風(fēng)險的同時控制建設(shè)成本，希望能為日后同類或相似項目的施工提供借鑒。