高等級(jí)公路跨越水敏感區(qū)域環(huán)境保護(hù)的探討

劉向華

(廣東博大高速公路有限公司博深分公司，廣東惠州 516100)

0 引言

近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，高速公路路網(wǎng)迎來(lái)了新一輪的建設(shè)高潮。但受城市的擴(kuò)張建設(shè)及征地拆遷的影響，高速公路線位只能靠近城市的邊緣或山區(qū)，同時(shí)在城市周邊，一些飲用水庫(kù)、江河水源及各項(xiàng)供水管道等無(wú)法避免的需進(jìn)行跨越。在高速公路線位無(wú)法避免的情況下，跨越水敏感區(qū)域的水環(huán)境保護(hù)問(wèn)題已成為近年來(lái)高速建設(shè)所面臨的難題。本文針對(duì)高速公路在無(wú)法避讓水敏感區(qū)域的情況下，從結(jié)構(gòu)物及周邊的水土保護(hù)方案作初步探討及研究。

1 工程概況

廣東珠三角某高速公路全長(zhǎng)63 km，跨越惠州、東莞、深圳三地。受城市飛速建設(shè)及征地拆遷的影響，路線沿著三地邊緣呈南北走向。該道路采用雙向六車道設(shè)計(jì)，時(shí)速120 km/h，跨越大江河及水庫(kù)周邊限速100 km/h。同時(shí)在水資源周邊區(qū)域的路段采用橋梁跨越，以減少水土流失的影響。由于該項(xiàng)目地處珠三角，周邊江河水系發(fā)達(dá)，水庫(kù)水源保護(hù)區(qū)眾多，水環(huán)境問(wèn)題較敏感。為加快推動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)，在線位不作調(diào)整的情況，從設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中需對(duì)水環(huán)境保護(hù)采用合理優(yōu)化的方案。

2 環(huán)境保護(hù)方案

2.1 特殊防護(hù)欄

該高速經(jīng)過(guò)雁田水庫(kù)路段位于項(xiàng)目終點(diǎn)排榜立交樞紐立交范圍，依據(jù)工程施工設(shè)計(jì)，該路段含排榜立交主線和E，F(xiàn)，G，H 4條匝道。其中以G匝道靠近水庫(kù)庫(kù)尾，由于該水庫(kù)水源主要供應(yīng)深圳及香港，水源保護(hù)敏感，政治強(qiáng)度高。故在G匝道靠近路段，采用橋梁跨越。立交橋梁工程樁基采用沖擊鉆孔(嵌巖樁)施工工藝。施工過(guò)程中為防止泥漿池跑漿，對(duì)泥漿池進(jìn)行細(xì)化:設(shè)沉淀池和循環(huán)池各1座，沉淀池尺寸為8 m×3 m×2 m(長(zhǎng)×寬×深)，循環(huán)池為2 m×3 m×2 m(長(zhǎng)×寬×深)。泥漿池四壁采用塑料布圍閉，池口用砂袋砌筑30 cm高圍堰，防止?jié){跑、漿漏。廢漿經(jīng)重力沉淀后，廢漿及鉆渣，經(jīng)專用泵抽入大型廢漿箱，再裝入封槽車外運(yùn)排放。橋梁防撞欄將防撞欄提高至按120 km/h的SS級(jí)JTG D81-2006公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范的最高防撞欄等級(jí)來(lái)設(shè)置，同時(shí)防撞欄的高度由規(guī)范要求的1.1 m加高至1.5 m，加高后的防撞欄比規(guī)范的防撞欄更能保證失控車輛不會(huì)越出路外或翻出高速公路外(見(jiàn)圖1)。同時(shí)在防撞欄上面接1.5 m高柔性防拋網(wǎng)，一定程度上強(qiáng)化了防護(hù)作用。考慮到雁田水庫(kù)為重要水源保護(hù)區(qū)，為防止路面危險(xiǎn)品運(yùn)載車輛行駛中出現(xiàn)側(cè)翻至水庫(kù)的事故，在設(shè)置高強(qiáng)防撞等級(jí)的同時(shí)，增加設(shè)置雙層防撞護(hù)欄能進(jìn)一步保證防護(hù)效果。

圖1 規(guī)范各級(jí)防撞護(hù)欄等級(jí)

2.2 路面油污雨水的收集

考慮路面危險(xiǎn)品行駛車輛出現(xiàn)側(cè)翻，危險(xiǎn)化學(xué)品從橋面泄水孔順流至周邊引用水庫(kù)的最不利因素，同時(shí)為長(zhǎng)期保證飲用水質(zhì)的高標(biāo)準(zhǔn)，需將整個(gè)互通橋面雨水集中收集和外排。根據(jù)實(shí)際地形及周邊城市污水管網(wǎng)設(shè)置，在互通區(qū)橋下挖設(shè)兩座大型的收集池和沉淀池，以保證雨水或危險(xiǎn)品有足夠的時(shí)間蒸發(fā)和順流，根據(jù)地形標(biāo)高，建設(shè)渡槽或排水溝，將互通區(qū)橋面雨水整體外排至周邊市政管網(wǎng)，確保水庫(kù)水質(zhì)資源保護(hù)萬(wàn)無(wú)一失。

2.3 輕型鋼結(jié)構(gòu)全封閉方案

在水資源保護(hù)區(qū)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程全封閉，也是高速公路路經(jīng)水資源保護(hù)區(qū)采取的創(chuàng)新措施。尤其是水資源保護(hù)區(qū)域較大，且地處山地丘陵地段的高速公路，不適宜用地面滲濾系統(tǒng)進(jìn)行水資源凈化的地區(qū)，且輕型門式鋼結(jié)構(gòu)由于其加工成本低、生產(chǎn)周期短、易于在加工車間大規(guī)模制作生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝需要的設(shè)備、人員簡(jiǎn)單，速度快，經(jīng)濟(jì)效益顯著。南方某高速由于環(huán)保需求，避免路面污水進(jìn)入庫(kù)區(qū)，在水庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)路基橋梁段增加了頂棚鋼結(jié)構(gòu)工程，采用了輕型門式鋼架，構(gòu)筑了高速公路上的“空中隧道”，阻斷降雨與高速公路路面的聯(lián)系，起到保護(hù)地方水資源的作用。

2.3.1 輕型鋼結(jié)構(gòu)工法特點(diǎn)

1)鋼結(jié)構(gòu)工程加工、安裝的精度相對(duì)土建工程更高，因此土建基礎(chǔ)及預(yù)埋件的施工精度一直是鋼結(jié)構(gòu)工程的控制重點(diǎn)難點(diǎn)。而在本工程中，由于預(yù)埋件是安裝在邊梁上，從邊梁預(yù)制到安裝累計(jì)誤差較大，因此，必須通過(guò)前期對(duì)基礎(chǔ)、預(yù)埋件位置標(biāo)高、平面位置的復(fù)測(cè)，并以測(cè)量結(jié)果為依據(jù)在深化設(shè)計(jì)的建模過(guò)程中對(duì)鋼柱、鋼梁尺寸進(jìn)行調(diào)整，從而消除了土建基礎(chǔ)及地腳螺栓預(yù)埋可能出現(xiàn)的偏差。而深化圖紙出圖也是直接影響著鋼結(jié)構(gòu)加工的進(jìn)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2)輕鋼構(gòu)件質(zhì)量輕但數(shù)量巨大，主要構(gòu)件為焊接H型鋼，焊縫質(zhì)量的好壞是影響構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵。鋼梁、鋼柱腹板及翼緣板采用埋弧自動(dòng)焊接工藝，具有生產(chǎn)率高、機(jī)械化程度高、焊接質(zhì)量好且穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。另外，該鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)使用壽命長(zhǎng)，處于室外自然環(huán)境中，因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防腐要求很高，鋼結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件均采用熱鍍鋅和兩度防腐涂層的防腐處理方案。

3)施工的技術(shù)難點(diǎn)是門式鋼架的吊裝，安裝的質(zhì)量控制難度相對(duì)較大。為此，吊裝時(shí)遵循邊吊裝邊校正的原則，確保安裝誤差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

4)鋼結(jié)構(gòu)安裝構(gòu)件數(shù)量多，作業(yè)區(qū)域長(zhǎng)，工程量大。構(gòu)件堆放、線上工程車輛交通、安裝構(gòu)成中與線下社會(huì)交通車輛的安全疏導(dǎo)、鋼結(jié)構(gòu)吊裝、高空作業(yè)等方面的安全管理工作是保證工程順利進(jìn)行的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

5)原材料質(zhì)量控制是保證鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的基礎(chǔ)，要求從材料采購(gòu)、保管、對(duì)接、檢測(cè)等各方面加強(qiáng)控制和把關(guān)。

2.3.2 鋼結(jié)構(gòu)施工工藝

1)深化設(shè)計(jì)前的基礎(chǔ)軸線、高程復(fù)測(cè)。高速公路項(xiàng)目一般都處于圓曲線段上，設(shè)計(jì)的原始基礎(chǔ)、坐標(biāo)點(diǎn)連線是一條光順的弧線。因橋面邊梁未預(yù)制成弧形，實(shí)際基礎(chǔ)坐標(biāo)點(diǎn)的連線是由折線組成的，兩者之間存在的偏差以及預(yù)埋上的偏差。設(shè)計(jì)院提供的施工設(shè)計(jì)圖不能直接用于生產(chǎn)，必須組織生產(chǎn)、設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行轉(zhuǎn)換和深化，將其分解為結(jié)構(gòu)施工圖、零構(gòu)件加工圖和工裝制造圖等圖表。與此相關(guān)的技術(shù)工作(包括制作工藝、生產(chǎn)管理等文件)通過(guò)生產(chǎn)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)深化設(shè)計(jì)建模進(jìn)行調(diào)整，實(shí)際完成的實(shí)體才可以與橋梁上的基礎(chǔ)吻合一致，總體線型與整橋走勢(shì)保持一致。

2)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工。鋼結(jié)構(gòu)所有構(gòu)件采用廠家加工、校正和成型，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)重要零部件進(jìn)行坡口加工和構(gòu)件裝焊。為保障構(gòu)件焊接質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)焊接需嚴(yán)格控制質(zhì)量要求，同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行打磨后，再集中進(jìn)行涂裝防銹漆。

3)鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝。鋼架吊裝時(shí)先吊裝立柱，立柱吊裝前，柱腳底板下面螺母的標(biāo)高要調(diào)整到位，考慮到柱腳底版的翹曲，螺母調(diào)整到位后，點(diǎn)焊其中的一個(gè)螺母，以使鋼柱校正完后，柱腳底板下面的其他螺母能夠調(diào)整;立柱吊裝時(shí)，柱腳底板下面的墊板加墊之后，吊車才可以松鉤，等檁條、剛性系桿、支撐全部安裝完畢且緊固后進(jìn)行混凝土二次澆筑。立柱吊裝完后，開(kāi)始吊裝鋼梁，對(duì)每一榀鋼梁，分3段吊裝，中間一段鋼架為一段，兩邊各兩根，在地面拼裝成一個(gè)整體，包括焊接和高強(qiáng)度螺栓的終擰，先用一臺(tái)25 t吊車吊裝中間一段鋼架，并臨時(shí)固定，然后用另一臺(tái)25 t吊車吊裝此榀左邊(或者右邊)的鋼架。當(dāng)?shù)诙摷馨惭b完成后，及時(shí)連接最少3根檁條，使兩跨鋼結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定體，校正后，安裝其他檁條以及拉撐，同時(shí)鋼架按照相同的方法，順次吊裝(見(jiàn)圖2)。

4)屋面板施工工藝。為保證高速公路車輛行駛亮度的舒適性，屋面板層面板由0.6 mm厚角弛Ⅲ型彩鋼板及2.0 mm厚FRP采光板組成。雙跨整體式鋼架在橋梁段中間柱設(shè)置墻板，墻板為0.6 mm厚YX-28-205-820型彩鋼板。0.6 mm厚彩鋼板角馳Ⅲ86 622 m2，2 mm 厚FRP采光板18 480 m2，墻面板0.6厚采光板7 099 m2，面板安裝高度為6 m～9 m。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝

彩色鋼板安裝的順序原則是由下而上(先墻面后屋面)由常年風(fēng)尾方向鋪起;考慮本工程工期緊，交叉作業(yè)多，為了減少交叉施工，先進(jìn)行屋面板的安裝，然后進(jìn)行墻面板安裝。

2.3.3 輕型鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)

全封閉鋼結(jié)構(gòu)路面環(huán)保措施，主要優(yōu)勢(shì)有:

1)不破壞森林資源;2)綜合成本較低;3)施工快捷，節(jié)省勞動(dòng)力等特點(diǎn)。

但其也存在養(yǎng)護(hù)成本高及維修復(fù)雜等因素。

3 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合上述跨越水資源敏感區(qū)域保護(hù)的3個(gè)案例，能較好的給予實(shí)際選擇的比選，從高速公路的建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本分析，可有效的解決高速公路線位無(wú)法調(diào)整，跨越水敏感區(qū)域的難題。

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