高原地區公路施工中橋涵施工特點及施工要點探討

付占龍

摘要：近年來，國內經濟發展速較快，極大地推動了公路運輸事業的發展，與此同時，運輸量的增加對公路施工質量提出了更高要求。其中高原地區公路建設施工具有一定特殊性，地勢高、環境惡劣、人員和機械的作業效率降低，再者考慮到高原地區公路建設對當地物資運輸、經濟發展具有極大影響，為此，提高對高原地區公路施工的全面分析具有重大意義。本文針對高原地區公路施工中橋涵建設進行了探討，提出了主要注意事項。

關鍵詞：高原地區；公路施工；橋涵施工；施工要點

0引言

上世紀90年代，國家公路交通行業發展迅猛，建設了多條跨省高速公路，促進了公路、橋梁等工程項目的發展。高原地區由于地理地勢、氣候條件等原因，具有施工難度大的特點，但是考慮到當地經濟發展落后，公路交通對物資運輸具有核心作用，因此需要切實合理的提高高原地區公路建設水平，針對其中難點問題進行全面分析，建立適合當地發展的施工模式。

1高原地區橋涵概述

高原地區一般多以凍土為主，為了提高橋涵施工穩定性、安全性，其設計和施工需要加強特殊處理。高原地區的橋涵設計中需要加強材料、結構、工藝操作等方面的重點考慮，盡量做到施工簡潔、維護操作少的要求。當下提高結構耐久性的方法主要包括：橋涵結構、混凝土材料、墩臺結構、基礎類型等方面。很長一段時間以來，國內外在高原凍土區的研究停滯不前。結合高原地區凍土特點和當地氣候條件，業內研究人員發現：凍土對橋涵的危害主要體現在多年凍土上的土壤反復受凍膨脹、融化沉降，進而引起結構被破壞。

2高原地區公路橋涵施工

高原地區通常存在多年凍土、地下水、熱融坍、冰丘、熱融湖塘、融凍泥流等不良地質現象，而這些不良地質現象勢必會給公路橋涵施工增加困難，它會引起橋涵多種工程病害，比如橋涵融化下沉、基礎寒凍脹起：涵洞結構開裂、洞內結冰堵塞、縱向位移等。同時高原地區具有海拔高、氣壓低的特點，容易引起作業人員缺氧，整體設備、材料的運輸狀況不好，如此對高原公路橋梁的后期養護工作提出了更高的要求，在具體的操作中首先應確定從全壽命觀點出發，重點考慮橋面、橋梁主體、支座、墩臺及附屬工程的耐久性，確保施工建設的高質量、高水平。結合多年經驗，對多年凍土區橋梁進行基礎形式的設計，通常選擇鉆孔灌注樁，另外在凍土上限1.5倍范圍內施工時可忽略樁基摩擦力。為了實現對高原地區公路橋梁的合理施工，必須保證嚴格執行施工原則。

2.1橋梁工程施工要點

2.1.1橋位選擇原則

橋位選擇方面，需要考慮路線整體走向，還需要考慮水文地質、地形、河道規劃等要求。尤其是針對路線、線形走向影響深遠的橋梁，需要避免對整體線路走向的過多影Ⅱ向，加強不同河段、不同橋位的方案比對，以期獲得最佳橋位和線路方案。還需要加強下述事項的注意：第一，在跨越主要河流、道路和設備設施時，需要設置橋梁結構物；第二，橋位選擇方面，需要保證河道順直、灘地足夠高等要求，且河槽可通過大部分河道為準，避免橋梁建設引發當地水流紊亂的危害：第三，盡量保證橋梁軸線與高洪水位水流形成正交方向，以便縮短橋梁長度，減少施工成本：第四，加強對橋頭界限位置的考慮，保證良好的地形條件、較短的運營里程，盡量降低拆遷費用：第五，橋位選擇方面還需要考慮當地水網、路網、城市規劃等要素，加強與周邊環境的協調管理。

2.1.2橋型、橋長施工原則

第一，橋涵構造物需要盡量滿足河流水文條件，對應孔徑、建設規模等需要結合當地河流的水速、水位等要求。保證橋涵構造物、路基等在當地洪水頻率下可安全施工。第二，加強安全經濟、美觀設計的設計原則，如果橋梁沒有特殊跨徑要求，一般首選結構合理、運營經濟、集中預制的施工模式，保證項目施工更具便捷性。第三，考慮到橋面平整度、舒適度等要求，需要降低接縫數量，大中橋梁可采用連續結構進行設計。第四，橋梁跨徑選擇方面，需要采用高跨比的要求，保證跨徑滿足總造價最低的要求。如果橋墩高、地質條件差，跨徑可更大，反之橋墩低、地質條件良好條件下，可采用小跨度跨徑。第五，針對橫跨公路的橋梁，在跨徑選擇方面，需要考慮橋下凈空、規劃設計等要求，合理選擇跨徑進行組合作業，提高橋型美觀度。第六，橋孔設計、結構設計中，需要加強項目所在地路網、水網、環境影Ⅱ向因素的考慮，充分提高橋梁使用功能。對于城鎮周邊橋梁，還需要考慮環境協調性，保證滿足大眾生活生產的出行需求。

2.1.3施工方法分析

考慮到高原多年凍土、島狀凍土等條件，若不存在地基為粗粒土、裸露基巖，設有地下水、地表水等條件，可首先選擇樁基施工。由于高原地區地質復雜，再加上嚴重缺氧，在正式施工前應先安排專人對實際施工環境進行科學的調查試驗。一般選擇鉆孔灌注砼樁，該方法具有功效高、強度低、施工方便的優勢，作業速度較快。但是施工中需要嚴格執行設計規定進行管理，可添加低溫混凝土速凝劑。該方法在高原地區應用極為廣泛。橋梁設計施工一般需要遵守現行制度規范，多年凍土、島狀凍土地區更需要注重橋梁上部結構的施工，即梁與橋臺、梁與梁之間的施工，伸縮縫需要大于現行規范值的2-3倍。若橋臺基礎處于卵石土條件下，只需簡單處理即可，但若地質條件較為復雜，應比照橋墩進行設計，臺后填堵一般采用粗粒土，沿線路方向的粗顆粒填料長度需要控制在50m之內，避免陸地現行凍漲引發的河心方向推移：另一種避免推移的方法是在橋梁縱斷面進行特殊設計，如延長橋梁，使橋臺退居岸線后側20m左右，河岸邊坡可采用輕型防護設計，臺后借助粗顆粒土壤進行施工，路堤長度可縮減20m。

2.2涵洞工程施工

涵洞施工相比于橋梁結構施工，僅屬于小型施工項目。有資料顯示，凍土區的公路和鐵路工程中，凍害問題發生最為嚴重：高原多年凍土區域中，一般不會選擇拼裝式小橋涵、變形敏感的拱涵、蓋板涵等；一般需要選擇抗變形能力較強的框架箱涵，出入口設置中選擇一字墻較為合理，同時涵洞基礎中，需要采用粗顆土進行換填操作，換填深度一般不得超過天然上限；工程經驗表明，技術指標比較過后，可采用金屬波紋管涵。endprint

2.3隧道工程施工

隧道自身結構在一般情況下不會產生太大問題，但對于多年的凍土區域，必須對此予以充分的重視，必須加強構造措施的優化，從而提高施工質量。目前公路隧道產生凍害的主要原因是：邊墻、拱頂交界位置容易發生施工縫漏水、滲水掛冰等問題，考慮到隧道洞中、洞口的溫差，漏水會引起洞口軌面結冰、邊墻掛冰，對內部界限的危害極大，嚴重時甚至需要封閉道路，不得讓車輛通行，因為施工縫位置滲水形成的冰楔容易造成邊墻脫落，甚至會隨時間延長而逐漸擴展。現場勘測后，一般掛冰厚度最大可達40cm之上，路面結冰后車輛行駛安全隱患極高。隧道設計中，需要加強施工縫防水隔水措施的落實，提高襯砌合理性，同時需要考慮后期維護治理工作的順利進行，可采取曲墻代替直墻的設計方法；洞中需要加強泄水溝、洞的保溫考慮。

3案例分析

以大武至久治（省界）公路擴建工程中橋涵施工為例進行說明，橋址所在地為嚴寒地區，環境類別為Ⅱ類。全線位于季節性凍土地區，道路凍深：K118+000-K130+000為1.32m，鋼筋混凝土蓋板涵基礎埋深為2.0m，小橋涵埋深采用2.5m，以此減少凍脹對基礎的影響，從而增強結構的耐久性。大中橋采用了樁基礎或擴大基礎，基礎埋置深度結合沖刷計算和凍深要求，在滿足承載力要求的前提下確定基礎埋置深度。

設計必須嚴格遵循現行規范對耐久性的要求，除此之外，結合青海省及項目所在地區的氣候特點，道路通行車輛特點等，考慮了以下幾點：

第一，項目所在地區氣候高寒，橋梁凍融破壞對橋涵耐久性影響較大，本次設計中加強了橋面排水設計，橋面系設置泄水管和防水層，涵頂現澆層上設置防水層。橋涵防水層設置應覆蓋整個橋涵面，具有良好的耐久性，并且不低于橋面瀝青鋪裝層使用年限的壽命，能適應橋梁動荷載抗壓，抗拉的特點，防水涂層與其上瀝青混凝土鋪裝層應有相融性，二者之間的粘結力不低于瀝青混凝土鋪裝層與混凝土橋面之間的粘結力，對混凝土橋面板亦應具有良好的粘結性，以保證瀝青鋪裝層粘結力的需要，并在粗糙橋面板上具有良好的密貼性，防水層粘結后不得夾有空氣層，抗滲要求應在0.3MPa以上。

第二，本項目地處高寒地區，具有低氣溫、高溫差、高蒸發量的特點，對混凝土結構的施工造成極大的影Ⅱ向，為保證混凝土工程的耐久性，必須使用有特殊要求的低溫早強耐久混凝土，混凝土耐久性指數DF應≥80%，設計抗凍等級應≥F250。

第三，高寒、干燥條件下，橋梁結構的混凝土養護需要考慮失水危害。一般需要保證負溫條件下，可持續硬化，同時可在規定時間內達到要求的耐久性、強度要求。避免混凝土因環境溫差過大發生開裂問題。養護周期內，內外溫差需要控制在15℃之內。

4橋涵施工注意事項

首先，30m跨徑后張法連續箱梁橋施工難點，需要重點考慮混凝土施工的伸縮縫、護欄、支座等附屬預埋件是否齊全，施工后需要加強預應力孔道、鋼筋位置的精確定位：加強對梁頂、底板、腹板位置的厚度控制，施工單位需要選擇合適粒徑骨料進行配比試驗：梁端2m范圍內混凝土可能存在局部應力過大、鋼筋密度高的狀況，需要加強振搗操作，嚴格控制施工質量。其次，為了避免預制梁上拱過大，及預制梁與橋面現澆層由于齡期差別而產生過大收縮差，存梁期不超過90d，若累計上拱值超過計算值10mm，應采取控制措施。最后，預應力工藝方面，管道位置需要嚴格按照坐標要求進行鋼筋施工，定位鋼筋、箱梁腹板箍筋電焊連接，避免錯位、管道下垂等危害發生，一旦管道、鋼筋噴嘴，需要提高對管道位置的精確控制。澆筑前需要檢測波紋板的密封性，避免阻塞管道的行為，從而提高施工質量。endprint