跨南水北調干渠連續梁拱橋環保施工探討

傅瑋琛

（中鐵十八局集團第二工程有限公司，河北 唐山 064000）

鄭萬鐵路河南段張良鎮跨南水北調干渠連續梁拱橋，地理位置特殊，跨越國家一級水資源保護區—南水北調干渠中線工程，因此施工作業時要尤為重視水資源保護。本項目在施工過程中探索出多種控制技術及防護措施，不僅能有效提高施工質量與效率，還可全方位保護水資源潔凈。

1 工程概況

南水北調干渠為國家一級飲用水水源，一旦有油污、泥漿、雜物入渠就構成污染事故。因此須確保施工過程中不對其水質產生任何影響，這對橋梁施工過程的環境保護特別是水環境保護提出了極高要求。張良鎮跨南水北調干渠（74+160+74 =308m）連續梁拱全長309.6m，位于河南省魯山縣張良鎮境內，與鐵路線路大里程夾角104.6°，渠道底寬25m，開口65m，占地120m，水位133.8 m，梁面距水面高差17.6m。立面位于6‰縱坡上。

橋梁上部工程為預應力混凝土連續梁與鋼管混凝土拱組合結構（見圖1、2）。施工采用先梁后拱法，連續梁采用菱形掛籃懸臂澆筑法，鋼管拱施工采用梁上臥姿拼裝之后豎向轉體就位法。本橋結構復雜，橋面離地面較高，主橋跨度大、技術難度大、環保要求極高。

2 南水北調干渠環水保施工技術方案

為確保實現施工中“不落一粒渣、不漏一滴水”的環保目標，結合現場實際制定了一套完整、系統化的技術方案和控制措施[1]：

圖1 鄭萬鐵路張良鎮跨南水北調干渠連續梁拱橋實景

圖2 鄭萬鐵路張良鎮跨南水北調干渠連續梁拱橋設計樣本

圖3 全封閉掛籃設計

（1）箱梁懸臂澆筑施工掛籃設計為全封閉形式，在掛籃正、側面及底板下設計專門的封閉防護設施。（2）已完成梁段梁面前端設置擋水砼埝使雨污水從干渠以外排水口集中排出，細小材料及廢料垃圾以梁面加以多層擋護。（3）針對梁體施工各項工藝進行了針對性的改良，確保施工過程中不漏一滴水、不落一粒渣。（4）為避免鋼管拱拼裝、就位、涂裝過程產生的焊渣散落、噴漆飄散，采取臥姿拼裝豎轉就位方法降低施工高度，箱梁翼緣板外設外挑式圍護，阻擋落物入渠[2]。

2.1 全封閉懸臂掛籃施工技術

跨南水北調干渠連續梁拱橋施工掛籃設計為全封閉三桁架非標準菱形主桁結構，較普通掛籃具有諸多優勢[3]：

（1）大大提高了掛籃的抗風穩定性。為減小掛籃封閉時的迎風面積，確保掛籃封閉后的抗風穩定性，采用前端低頭的非標準菱形主桁，有效降低掛籃高度2m，減小迎風面積32.6m2。

（2）改善作業平臺，提高效率。在掛籃底板前及側面操作平臺滿鋪竹膠板。掛籃側面外滑梁下設2 個操作平臺，外側及端頭設置1.2m 高的3mm 厚鐵皮圍護，改善作業空間，確保廢料等不落入干渠內。

（3）外露側面棚架結構（見圖3）收集施工用水及雜物，有利文明、環保施工。掛籃側面及正面封閉，外部棚架渾然一體，整齊整潔，為防止梁段鑿毛廢渣、施工物料飛濺飄落進入干渠而設置。綜合考慮掛籃抗風能力、可能飛濺物種類大小，封閉材料選擇了孔徑20mm、間距35mm、厚0.3 mm 的金屬防塵網片。掛籃正面防塵網片懸掛于掛籃吊帶外側，用焊接在吊帶上的螺絲固定在吊帶上。側面防塵網片用螺絲固定與模板桁片外側[4]。

（4）在掛籃底板下設縱長8m，橫寬17m 的底懸吊平臺。四周圍護高度1.5m。平臺前端伸出掛籃封閉網50cm，左右兩側伸出lm，后端伸出掛籃底模lm。懸吊平臺采用槽鋼焊接而成，四周及底部采用5mm 鋼板與平臺四周槽鋼焊接。平臺以精軋螺紋鋼吊在掛籃下方，前后端吊筋各6 根，螺栓孔和接縫采用防水材料密封處理，底懸吊平臺需定期做漏水試驗。該懸吊平臺是防止落物入渠的最后一道防護，用于承接施工散落的養護用水、雨水、污水及雜物。平臺內落物要定時集中收集、清理，污水通過水泵及管道排往干渠以外地面處理，若雨天或施工排水量較大時，指定專人在掛籃上值班，檢查底懸吊平臺及集水槽[5]。

2.2 梁面防護技術措施

干渠范圍內施工完畢的連續梁段，在距兩側翼緣板邊緣50 cm 處修筑20 cm 高的紅磚擋水埝，將雨水、養生用水約束在梁面范圍內，通過掛籃施工孔排入箱梁內箱，之后沿內箱縱坡排往干渠以外。已施工梁段梁面兩側臨邊設置高度1.2m 的防護欄，欄內側掛設80×80mm 大孔眼防護網一道及3×3mm 密目篩網一道。在護欄底部設置一道60cm 高擋腳板，確保碎混凝土塊等雜物不落入隔離網內，并在防護網上懸掛“進入南水北調，禁止拋物”、“嚴禁亂扔垃圾，請放入垃圾桶”等安全警示標志。連續梁施工中，對已完成的梁段，掛籃前移后及時封堵梁面預留孔。每完成一節段，及時跟進相應防護。正常澆筑完畢的連續梁段，要控制養護用水量，盡可能分多次少量灑水。

2.3 梁體施工管理控制措施

（1）鋼筋施工。施工中除主筋焊接在封閉掛籃內施工，其余鋼筋（套子鋼筋）焊接均在梁下完成焊接施工，以減少污染源。

（2）模板施工[6]。在掛籃前移前切割鋼模板時，先將需切割的鋼模板用多個導鏈吊與上橫梁處，防止被切割部分突然掉落至底吊平臺影響穩定性。選取無風時切割，若切割時有風，需在掛籃密目網內增設圍擋，以保證火花掉落至底吊平臺內[7]。

（3）混凝土施工。梁段混凝土澆筑采用地泵澆筑，泵管在南水北調干渠保護區外自地面接至梁面擋水埝范圍內，進入南水北調干渠保護區內的地泵管均保證在梁面擋水埝內，對于施工過程中的浮漿用膠桶回收集中處理，以保證水體不受污染。混凝土養護水管同地泵管在梁面擋水埝內布設，掛籃處養護用水均利用底吊平臺回收排放[8]。

（4）張拉壓漿施工。張拉數控機具均放置在梁面擋水埝內，張拉千斤頂也在掛籃封閉范圍內。壓漿施工機具均放置在梁面擋水埝內，采用快硬砂漿作錨頭封閉，避免空隙漏出漿液，采用真空循環壓漿，漿液始終在封閉的管道中流動，避免了一端壓漿方式的開放式出漿過程，在壓漿管外包裹土工布，防止爆管漿液噴灑到干渠水體中。

（5）掛籃行走施工。掛籃行走前認真檢查完成梁段及掛籃范圍內的情況，散碎物品裝箱進柜，保證在掛籃行走過程中沒有物體掉落至水體內。

（6）起重吊裝施工措施。起重吊裝施工中，所有物件（如鋼筋、張拉及壓漿機具）在保護水體外吊裝至梁面擋水埝以內，經梁面運至施工號塊，保證保護水體正上方封閉掛籃外無施工、無懸空物件。橋梁合龍后南水北調干渠如圖4 所示。

2.4 鋼管拱施工環保工藝

張良鎮跨南水北調中線干渠鋼管拱矢高32.12m，如采用直接橋上拼裝施工，不僅支架施工高度高、安全風險大，而且拼裝焊接過程中外側廢料灑落的范圍大，無法解決落物入渠問題。綜合考慮多種因素后，本橋鋼管拱采用了橋面臥姿拼裝，利用塔柱豎向轉體法就位的施工方案。

在橋面上安裝鋼管拱拼裝用支架，支架最大高度降低至11.2m。鋼管拱高空拼裝焊接時，每個工作面設置封閉的防風棚，焊接全過程在防風棚內進行，減少了廢棄物料散落范圍。

圖4 橋梁合龍后南水北調 干渠碧波蕩漾景觀

圖5 南水北調干渠下游設置攔油索

利用主墩處的塔架、鋼絞線拉索、LSD-2500專用雙向起重千斤頂等將臥姿拼裝完成的鋼管拱豎向轉體就位合攏。由于豎向轉體過程不產生廢棄物，這樣大大降低了散落物品攔截難度。

鋼管拱及臨時設施施工大多位于南水北調干渠正上方，在支架安裝前需在橋面設置外挑式防護網，防止橋上墜物落入水中。

2.5 施工輔助設施

（1）建立應急預案機制，現場設立應急救援物資（皮劃艇、救生圈、救生衣、吸油氈等），適時和南水北調魯山管理處開展聯合應急演練，協同作戰，聯絡機制運行良好。（2）施工便道建立灑水清掃制，針對現場情況合理利用灑水車，每天固定對施工范圍內的便道進行灑水，確保控制揚塵。（3）施工用細小材料和廢料垃圾整齊分類、集中存放。（4）在橋上設置、存放的機具、物品（如電焊機、乙炔、氧氣等）與橋面預留鋼筋固定。（5）為避免油污落入干渠，禁止各種油料上橋，機具加注油和維修在地面進行。（6）每日專職安全環保人員負責檢查，工班長負責整理、固定梁面及整個梁面施工區內雜物、易飄落物。（7）在干渠下游80m 處設置“攔油索”作為最后一道水保屏障（見圖5），如有油滴滴落水體，可通過攔油索將油滴阻攔，再利用吸油氈將油滴吸附干凈。

3 結語

近年來跨越大江大河的橋梁建設越來越多，因此環水保施工就顯得尤為重要。全封閉的掛籃防護技術與施工過程控制措施將在工程中發揮越來越大的作用，為踐行今后環境保護可持續發展理念做出更大貢獻。