山嶺重丘區(qū)預(yù)制梁場(chǎng)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(shí)代，我國(guó)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(chǎng)成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)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(dòng)我國(guó)公路事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。國(guó)內(nèi)外對(duì)路橋施工技術(shù)的研究多集中于平原地區(qū)，對(duì)山嶺重丘區(qū)的研究較少。本文選取預(yù)制梁場(chǎng)作為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)比較的方式，對(duì)預(yù)制梁場(chǎng)的施工方案進(jìn)行選擇，并總結(jié)項(xiàng)目建設(shè)要點(diǎn)，通過(guò)對(duì)BIM、龍門吊的創(chuàng)新應(yīng)用，確保項(xiàng)目按照預(yù)期進(jìn)度完工。

2 項(xiàng)目概況

山嶺重丘區(qū)情況相對(duì)復(fù)雜，不同海拔的氣溫存在明顯差異，背陽(yáng)面、向陽(yáng)面溫差極大，各區(qū)域降雨情況不同，建設(shè)預(yù)制梁場(chǎng)的難度不言而喻。項(xiàng)目為廣西賀州某橋梁建設(shè)，橋梁起始點(diǎn)位于陡峭山坡上，山坡兩側(cè)均為深溝，不具備運(yùn)梁、建設(shè)梁場(chǎng)的條件。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況，施工方提出將梁場(chǎng)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(wèn)題，僅能在非高填方區(qū)域布設(shè)梁場(chǎng)，可用空間有限，只有以現(xiàn)場(chǎng)情況、工程需求為依據(jù)，對(duì)梁場(chǎng)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(chǎng)施工方案

施工區(qū)域兩側(cè)均為深溝，不具備建設(shè)梁場(chǎng)的條件，而路基縱坡在5.5%左右，與梁場(chǎng)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(yùn)梁區(qū)坡度控制在3%以下，才能確保梁場(chǎng)安全可靠。針對(duì)項(xiàng)目空間有限、地形坡度過(guò)大等問(wèn)題，設(shè)計(jì)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(yùn)梁區(qū)坡度滿足要求[1]。本方案將制梁區(qū)長(zhǎng)度設(shè)定為600 m，坡度約1.5%，運(yùn)梁路徑全長(zhǎng)125 m，對(duì)應(yīng)坡度為3%。按照各區(qū)域?qū)挾?0 m 計(jì)算可知，超挖土方總量約78 萬(wàn)m3，整體工期需達(dá)5 個(gè)月左右。

3.2 方案二

由于項(xiàng)目工期相對(duì)緊張，為保證項(xiàng)目如期竣工并順利投入使用，設(shè)計(jì)方以方案一為基礎(chǔ)，針對(duì)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(tái)階狀，提高現(xiàn)場(chǎng)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(xiàng)目起吊裝車提供便利。

3.3 對(duì)比分析

方案一的優(yōu)點(diǎn)在于施工難度較低，但開挖面積相對(duì)較大，預(yù)計(jì)工期5 個(gè)月左右。方案二的步驟相對(duì)較多，但能解決土方超挖問(wèn)題，施工全過(guò)程所產(chǎn)生土方量約37 萬(wàn)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(jì)方最終采用方案二，其中，梁場(chǎng)長(zhǎng)度為600 m，預(yù)設(shè)坡度為1.5%，運(yùn)輸預(yù)制梁的通道長(zhǎng)度以125 m 為最佳，對(duì)應(yīng)坡度需控制在3%左右。確定方案后，項(xiàng)目方借助BIM 建立相應(yīng)模型，根據(jù)模型反饋信息，對(duì)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(xiǎn)，使施工成本降至最低。

4 預(yù)制梁場(chǎng)建設(shè)要點(diǎn)

4.1 科學(xué)選擇場(chǎng)地

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

1）整平場(chǎng)地后，檢測(cè)地基的承載力，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果對(duì)基礎(chǔ)、臺(tái)座進(jìn)行設(shè)計(jì)；

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

3）在建設(shè)梁場(chǎng)過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況判斷是否需增設(shè)儲(chǔ)備養(yǎng)護(hù)用水的水池，若需增設(shè)水池，則要對(duì)水源進(jìn)行調(diào)查，保證水源潔凈。

選擇場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下3 方面內(nèi)容：

1）地面硬化程度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有作用。

2）考慮到梁場(chǎng)運(yùn)行期間通常需配備多種用電設(shè)備，只有以臨時(shí)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(xiǎn)。

3）聯(lián)合各單位對(duì)設(shè)計(jì)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(xiàng)目返工率，確保經(jīng)濟(jì)性[2]。

4.2 調(diào)整施工流程

本項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)方以常規(guī)設(shè)計(jì)方案為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)施工流程進(jìn)行調(diào)整，將項(xiàng)目施工劃分為5 個(gè)階段，分別是：確定施工區(qū)域；設(shè)置臺(tái)階；安裝龍門吊；吊裝施工；增設(shè)運(yùn)梁通道[3]。

4.3 項(xiàng)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(yùn)用，項(xiàng)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(xiàng)目中，設(shè)計(jì)方計(jì)劃借助BIM 技術(shù)建模，根據(jù)三維模型確定梁場(chǎng)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(chǎng)建設(shè)過(guò)程，了解各方案的土方量，進(jìn)而確定最符合現(xiàn)場(chǎng)情況的方案，為后續(xù)施工提供參考。實(shí)踐表明，將BIM 用于梁場(chǎng)建設(shè)的優(yōu)勢(shì)包括：（1）數(shù)據(jù)可視，該技術(shù)強(qiáng)調(diào)以模型為依托，對(duì)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(jì)方案模擬項(xiàng)目重要節(jié)點(diǎn)；（3）確定施工量，項(xiàng)目方可利用既有軟件輸出模型體量，從而確定項(xiàng)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(chǎng)或料場(chǎng)貨（見圖1），具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、利用率高等優(yōu)點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，滿足預(yù)制梁場(chǎng)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(shì)與不足如表1 所示。只有以現(xiàn)場(chǎng)情況為依據(jù)，并酌情調(diào)整龍門吊各項(xiàng)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(shì)與不足

圖1 龍門吊

在本項(xiàng)目中，施工方計(jì)劃利用2 座龍門吊運(yùn)輸1 片梁，考慮到梁整體長(zhǎng)度較長(zhǎng)，故僅對(duì)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(jì)方還對(duì)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(guò)快，影響項(xiàng)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(diǎn)

前期準(zhǔn)備階段需技術(shù)人員以現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)條件調(diào)整制梁區(qū)域布局，本項(xiàng)目中，各臺(tái)階高度不得超過(guò)50 cm，以確保在準(zhǔn)確劃分各區(qū)域位置的前提下對(duì)土方量加以控制。項(xiàng)目施工期間，應(yīng)對(duì)以下工作引起重視。

1）臺(tái)階施工。上文提及的4 個(gè)區(qū)域均需布設(shè)供施工人員通過(guò)的臺(tái)階，并沿臺(tái)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(wú)障礙通行，使起吊構(gòu)件、運(yùn)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(zhǎng)50 m，寬5 m，深9 m 的吊裝區(qū)，在挖設(shè)吊裝槽時(shí)，重點(diǎn)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(yùn)梁道路相連，根據(jù)運(yùn)梁道路情況調(diào)整吊裝高度，保證運(yùn)梁過(guò)程安全、可靠。為確保吊裝速度、安全性符合要求，設(shè)計(jì)方針對(duì)本項(xiàng)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(xiàng)目施工效果

與傳統(tǒng)預(yù)制梁場(chǎng)相比，本項(xiàng)目具有突出優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下3 個(gè)方面。

1）梁場(chǎng)位于路基范圍內(nèi)，各區(qū)域呈臺(tái)階狀，具有良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，既能節(jié)約資源，減少項(xiàng)目施工對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，又可使梁場(chǎng)坡度不符合要求的問(wèn)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(yùn)梁高差的前提下，使運(yùn)梁路徑整體坡度達(dá)到車輛行駛要求，為運(yùn)梁速度、人員安全提供有力保障。

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

5 結(jié)語(yǔ)

分析可知，山嶺重丘區(qū)施工期間應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注預(yù)制梁場(chǎng)的建設(shè)，在科學(xué)選址的前提下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制訂可行性設(shè)計(jì)方案，以免由于梁場(chǎng)建設(shè)效果不理想，導(dǎo)致項(xiàng)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(chǎng)地狹小和坡度大等特點(diǎn)，建設(shè)梁場(chǎng)的難度有目共睹。本文以廣西賀州某項(xiàng)目為例，根據(jù)項(xiàng)目情況及長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建設(shè)梁場(chǎng)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，指出項(xiàng)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(xiǎn)的同時(shí)控制建設(shè)成本，希望能為日后同類或相似項(xiàng)目的施工提供借鑒。