市政道路互通立交施工技術優化研究

周晉靈 ZHOU Jin-ling

（中交一公局集團第二工程有限公司，蘇州 215011）

0 引言

近年來我國城市化進程加快，互通立交規模和類型愈加復雜，其施工技術也在不斷更新、優化，因此為更好地進行互通立交施工建設工作，本文通過對某一互通立交工程進行具體研究，對其澆筑施工、橋型結構設計施工等環節進行優化，以保證互通立交施工技術的經濟性和安全性，確保施工技術得到有效實施，以提高我國互通立交施工建設質量。

1 工程概況

某互通立交工程上部結構主要包括預應力砼小箱梁、普通鋼筋砼現澆箱梁、預應力砼現澆連續箱梁、鋼混組合梁、空心板、鋼箱梁等六種類型，如圖1 所示，下部結構主要包括柱式墩、門式墩、樁柱式三種類型，同時選取鉆孔灌注樁為基礎結構，利用預制拼裝技術對互通立交主線上下匝道得到橋墩進行設計施工。

圖1 某互通立交工程上部結構設計施工類型圖

1.1 互通立交主線高架橋

該互通立交工程主線高架橋全長1581.6m，跨徑最大處為120m，最小處為25m，橋梁主體結構為鋼筋混凝土組合梁、混凝土預制小箱梁，根據施工具體位置分別選取樁直徑為1.5m、1.8m 的鉆孔灌注樁。

1.2 互通立交匝道橋

該互通立交工程擬建設兩座匝道橋，以連通高速出口及主線高架橋。A 匝道橋上部結構主要采用小箱梁、連續箱梁以及簡支鋼混組合梁。B 匝道橋主要采用連續梁箱及空心板。

1.3 互通立交人行天橋

該互通立交工程人行天橋須在現有天橋的基礎上拆除重建，且架設在現有天橋南側，橋梁總體采用單跨31m的鋼箱梁，同時橋梁右偏角為90°，鋼箱梁高度為1.5m，采用重力式橋臺設計，在樓梯轉角處設立平臺支撐結構，主橋橋墩為單排直徑1.2m 的鉆孔灌注樁, 立柱基礎選取花瓶墩結構。

1.4 互通立交主線上下匝道

該互通立交主線上下匝道設計施工規劃如表1 所示，主線上下匝道上部結構采用組合小箱梁，橋墩、橋臺均采用柱式結構，主要通過預制拼裝技術進行施工，利用灌漿套筒技術對立柱承臺結構、立柱蓋梁結構進行連接，確保連接緊密。

表1 某互通立交主線上下匝道施工表 單位：m

1.5 互通立交地面橋

該互通立交工程地面橋梁設計施工規劃如表2 所示。該互通立交共需建設3 座地面橋，橋梁上部結構均選用簡支預應力空心板，下部結構均為柱式墩。

表2 某互通立交工程地面橋梁施工表 單位：m

2 市政道路互通立交施工重難點分析

由于市政道路互通立交工程建設施工時間相對較晚，且大多需在市政交通樞紐位置進行施工，施工難度大，施工精度要求高，須及時完成導流改道任務，確保市政道路交通不受嚴重影響。

2.1 橋型結構復雜，預制拼裝難度大

分析某互通立交工程橋梁結構施工類型可知，市政互通立交工程須采用大量箱梁、空心板、組合梁結構，同時墩柱結構類型復雜，且為加快施工進度，須采用預制拼裝施工技術。同時橋梁跨徑相對較大，施工環境復雜，難以有效控制橋梁結構預制拼裝速度，對施工區域交通環境影響較為嚴重，存在一定安全隱患。

同時大部分互通立交工程施工區域地質環境復雜，軟土地基占比大，且易受地下暗河侵蝕，導致地基結構不穩。市政道路互通立交工程項目施工過程中須采用大量預制裝配式構件，且大多采用起重吊裝等方式對其進行拼裝，因此對預制拼裝精度要求高，且須嚴格控制起重設備重量，避免因設備過重導致地面坍陷。

2.2 施工區域管線分布密集

由于市政道路互通立交工程施工建設區域多處于城市交通樞紐，施工區域內分布有電通管、污水管、路燈、電力、給水管等大量綜合管線，同時部分管線埋深不超過2.5m，導致地基開挖難度加大，施工單位須嚴格開展地下管線的勘探工作，加強對國防光纜等重要管線的保護力度，并將部分管線遷移至安全區域，以確保互通立交工程正常施工。

3 市政道路互通立交施工技術優化分析

3.1 路基施工技術優化

由于互通立交工程位于市政道路樞紐，因此可通過合理利用原有路基結構對路基施工技術進行相應優化，以合理控制通車階段路基沉降變形程度（如表3 所示）。同時為保證原有路基的穩定性、確保互通立交新舊路基可以有效銜接，施工人員須在新舊路基銜接區域鋪裝一定規模的鋼塑格柵，并進行多層臺階開挖施工，確保臺階寬度不超過1.0m，高度不低于0.5m，反向坡傾斜度不大于4%，并在每層臺階上鋪設鋼塑格柵，同時通過壓路機對路基結構進行分層壓實施工，控制每層壓實厚度不超過0.3m。為確保通車階段互通立交路基年沉降漸變率不超過0.5%，施工人員須利用攪拌樁處理技術對路基結構進行加固施工，同時控制邊坡角度比為1∶1.3，采用泡沫混凝土對軟土地基進行換填優化處理，保證換填厚度不低于1m，確保邊坡最大水平位移不超過1.5m，以降低填料塑性應變程度，提高互通立交路基施工安全系數。

表3 路基運行變形程度

3.2 搭板施工技術優化

在搭板施工環節，施工人員應在路面和搭板的連接處預設一道傾斜度不大于4%的反向坡，以降低互通立交工程路面與路面銜接位置的沉降差。同時須合理結合水平錨固和縱向錨固施工技術，確保橋臺和搭板連接的穩定性；需要注意的是，在車流量較大的位置，為降低搭板自由端的縱向位移距離，因采用水平錨固施工技術，提高搭板的抗壓強度，以避免車輛通過時出現跳車現象。同時由于互通立交工程交通量大，易因路面路基壓縮變形而引起橋梁路堤沉降，因此施工人員須合理選擇路基填料，嚴格控制填料固結速率，同時須保證搭板面層結構厚度與路面面層結構厚度相同，在最大程度上降低路面路基壓縮變形程度，確保橋梁結構穩定性。

3.3 預應力施工技術優化

施工單位在對互通立交預應力混凝土結構進行設計施工時，須充分了解混凝土結構的承載性能，精準計算預應力混凝土結構的應力、強度大小，確保互通立交預應力混凝土結構基礎符合施工要求。設計人員須根據互通立交施工區域的地基結構、地形特點等因素，科學確定預應力混凝土材料的硬度、堅韌度、延展性和伸長率，選取符合施工要求預應力混凝土材料進行預制拼裝施工。施工人員在進行預制拼裝施工前，應提前檢測所有錨具的質量，確保錨具的螺母與螺桿之間相性良好，互相匹配。在對預應力混凝土進行焊接施工時，須合理利用臨時支架，固定錨具，以保證預應力混凝土滑塊能夠穩定安置在鋪墊平板的預設位置上。在互通立交下部結構懸澆段接入水平預應力混凝土時，施工人員需要保證水平預應力混凝土前后端的端口長度相等，嚴格控制施工過程中預應力混凝土的滑移距離，降低互通立交承重結構張拉力對施工質量的影響。同時施工人員須確保懸澆梁水平方向預應力混凝土兩端螺母柱連接緊密，降低預應力混凝土中心點與錨點的位移偏差，以對互通立交工程預應力施工技術進行合理優化[1]。

3.4 橋梁橫縱斷面施工技術優化

在對互通立交工程橋梁橫縱斷面施工技術進行優化時，可通過分離式斷面施工法來提高施工效率（如圖2 所示），從而降低施工成本。同時結合路基施工技術，在軟土地基結構處預埋一定數量的排水管道，提高橫縱斷面路基排水性能，以此保證斷面路基的穩定性。由于互通立交施工環境復雜且車流量較大，若橋梁縱坡長度過短，將導致互通立交展線距離過長，增加施工成本；若橋梁縱坡長度過長，將嚴重影響互通立交工程的行車安全性，因此在縱坡設計施工階段，施工人員須對縱坡長度進行合理優化，并保證互通立交橋梁縱坡坡角高度不大于3%且將緩沖長度設置為150m。同時應為保證互通立交橋梁結構的排水性能，施工人員應對橋梁橫坡施工技術進行優化，保證橫坡高度不低于5%，確保橋梁橫坡高度差不低于2%且不大于3%，避免出現平坡問題，以提高互通立交橋梁橫縱斷面施工的安全性[2]。

圖2 橋梁縱向門洞分離式斷面

3.5 橋梁結構施工技術設計優化

在對互通立交橋梁結構施工技術進行優化時，施工人員須提前勘測施工區域的地基土壤濕度，根據勘探數據選取合適的橋梁結構施工材料，加強橋梁鋼筋混凝土結構的防護力度，避免鋼筋浸水腐蝕，導致互通立交橋梁結構耐久度下降。同時應盡量采用預應力混凝土材料進行橋型結構設計施工，以保證橋梁結構剛度、抗腐蝕性能符合施工要求，具體結構如圖3 所示。由于該互通立交工程存在跨路跨河施工，并且會對施工區域的交通環境、生態環境造成一定程度的影響，存在一定安全隱患，因此為滿足互通立交橋型結構設計施工的安全性和穩定性，施工人員須保證橋梁上部結構具有較高的活載安全儲備，以提高橋梁結構的抗扭性能，確保互通立交工程可以承載大規模交通運輸壓力，同時結合縱坡施工技術，對橋梁下部結構施工進行相應優化，降低橋梁下部結構附加力，以此提高互通立交工程的穩定性。采用梁板形式進行互通立交橋梁上部結構施工，并對預應力混凝土保護層的施工厚度進行精確計算，嚴格按照該厚度指標進行橋梁結構施工，在最大程度上提高預應力混凝土材料的強度性能。

圖3 互通立交橋型結構設計施工圖

3.6 澆筑施工技術優化

施工人員在互通立交混凝土澆筑施工階段，須通過相應措施及時降低混凝土凝結過程中釋放的熱量，同時根據施工要求對骨料、集料的孔徑大小進行嚴格控制，保證澆筑過程中摻水量不大于集料占比的一半。在滿足混凝土攪拌施工級配要求的前提下，施工人員可根據互通立交混凝土強度等級需求，向混凝土材料中加入適量粉煤灰和中和劑，以提高混凝土材料的工作性能，保證攪拌過程中混凝土材料具備充足的流動性、粘連性、保水性，充分避免澆筑過程中混凝土表面出現開裂現象。同時施工人員須對混凝土澆筑技術合理優化，嚴格控制溫度因素對澆筑結果的影響，若施工現場氣溫較高，施工人員須將混凝土材料儲存在陰涼通風的區域，同時實時監控混合料溫度，并通過送風、灑水等方式對其進行合理降溫，避免混凝土表面產生溫度裂縫，影響互通立交施工質量。同時由于互通立交工程施工規模較為復雜，混凝土材料澆筑體積普遍較大，施工人員須通過分段分層等方式對澆筑施工技術進行合理優化，控制每層混凝土澆筑厚度不超過0.3m，同時施工人員須保證混凝土澆筑施工的均勻性，嚴格控制澆筑高度，避免因重力沉降導致混凝土離析。完成互通立交混凝土澆筑施工后，施工人員加強對混凝土材料的養護管理，提高混凝土材料固結速率，確保其結構強度符合施工質量要求[3]。

4 總結

通過對市政道路互通立交工程實例進行相應分析，找出施工過程中的重難點問題，并以路基、搭板、橋梁等結構為基礎，有針對性地進行施工技術優化設計，從而提高我國互通立交施工質量。