高速公路漸變段大跨度全封閉聲屏障工程施工

余奮億，邱妍輝

(廣州通輝工程有限公司，廣東 廣州 510640)

在公路特別是高速公路靠近居民區的地方安裝聲屏障是改善沿線噪聲環境、降低汽車噪聲污染的重要手段，在進出隧道口、線路交匯及合并處設置聲屏障不僅能起到降低噪聲的作用，還能對道路起到防護的輔助作用。但隧道路段聲屏障工程施工較困難，對聲屏障安裝質量及安裝線形要求高。本文依托廣州鳳凰山隧道全封閉聲屏障工程，通過分析漸變段大跨度聲屏障特點及容易出現的質量及線形問題，研究切實可行的漸變段大跨度聲屏障工程施工工藝及質量控制措施。

1 工程概況

鳳凰山隧道全封閉聲屏障工程SPZ-01合同段位于廣州黃埔區水西村，起于水西村(右幅樁號為YK12+550，左幅樁號為ZK12+550)，終于水西村大橋(右幅樁號為YK13+035，左幅樁號為ZK13+104)，左線全長0.554 km，右線全長0.485 km。

依據《鳳凰山隧道工程環境影響報告書》中聲環境保護措施要求，結合施工圖設計線位，主要采取設置聲屏障的措施。對于一般聲環境敏感點，設置4 m高(路基段)、3 m高(橋梁段)聲屏障；對于高層噪聲敏感建筑物，設置全幅或半幅封閉聲屏障。路基段中央分隔帶立柱高8.7 m，采用單坡、雙跨立面形式；橋梁段中央分隔帶立柱高7.6 m，采用單坡、單跨立面形式。聲屏障由金屬吸聲板(1.0 mm鋁合金穿孔面板+5 cm離心玻璃棉+1.2 mm鍍鋅鋼板背板)和聲屏障透景窗(15 mm加筋亞克力板)組成(見圖1)，以滿足采光要求。全封閉段標準跨徑為37.100 m，漸變段跨徑為37.100～42.548 m，跨度大，施工質量管理和控制面臨較大挑戰。

圖1 鳳凰山隧道全封閉聲屏障工程外觀

2 聲屏障鋼結構深化設計

鋼結構施工是該聲屏障工程的重點和難點。該路段為匝道出口漸變段，每跨鋼結構都有跨度變化，如何平順連接使線形美觀是整個工程控制的關鍵。技術質量上的難點主要是施工設計圖對鋼結構構件細部的描述刻畫不夠細致，許多細部結構需要根據現場情況進行深度設計。

2.1 采用Tekla軟件對施工設計圖進行深化設計

針對施工設計圖存在的問題及聲屏障復雜的線形，引進鋼結構專業設計軟件Tekla對施工設計圖進行進一步深化設計。通過Tekla軟件建立三維模型，可生成鋼結構三維可視詳圖和各種數據報表，三維可視詳圖中構件之間有無碰撞、連接是否正確等容易被設計者發現，便于隨時校核選中的幾個部件是否發生碰撞。采用Tekla軟件建立的聲屏障鋼結構模型見圖2。

圖2 采用Tekla建立的聲屏障鋼結構模型

2.2 對立柱與基礎連接處進行優化設計

通過建模計算，發現鋼立柱與基礎連接處結構應力及變形影響敏感，對預埋件設計及施工要求高。對此進行優化設計，采取鋼立柱鉸接方式，減弱地腳螺栓所受剪力，增強鋼結構的穩定性。鋼立柱鉸接結構見圖3。

圖3 鋼立柱鉸接結構圖

2.3 聲屏障透景窗優化設計

在工程實際應用中聲屏障透景窗較易出現變形、接縫錯誤、彎曲、碎裂、脫離及透光性不強等質量問題。為保證聲屏障整體外觀及質量，對聲屏障透景窗進行優化設計。透景窗采用15 mm厚加筋防撞亞克力板，加筋防撞亞克力板采用H型鋼結合角鋼壓條安裝(見圖4)。15 mm厚加筋防撞亞克力板具有穩定性強(低于55 ℃的溫度下，其強度不受影響，不會軟化)、抵抗沖擊性能強、耐久性強、通透性強等優點。

圖4 15 mm厚加筋防撞亞克力板

3 聲屏障施工質量控制指標

聲屏障工程施工質量檢驗評定目前還沒有國家及部頒標準，只有地方標準，而且只針對常規聲屏障工程。漸變段大跨度聲屏障為封閉式，且其跨度大、高度大，除嵌板、地基及基礎、立柱與橫梁、鋼結構防腐等常規項目需滿足DB32/T 943—2006《道路聲屏障質量檢驗評定》的相關要求外，還必須保證足夠的基礎承載能力、聲屏障結構穩定性、線形美觀等，其施工質量控制要求更嚴格。

4 施工過程工藝及質量控制要點

4.1 聲屏障工程施工工藝流程(見圖5)

圖5 聲屏障工程施工工藝流程

4.2 鋼結構加工質量控制

(1)鋼構件焊接前，對接頭、坡口及背面襯墊緊貼度等加工精度進行檢查，不符合要求的作返工處理；處理干凈接頭及坡口兩側銹跡、油污及水分等；將焊縫周圍鋼板預熱至100～150 ℃。

(2)鋼構件焊接時，先在坡口尖端部位用超低氫型焊條焊2～4 層作為打底，減少焊縫中氫氣擴散，防止出現冷、熱裂紋，再用CO2氣體保護焊施焊。焊接時注意觀測鋼構件垂不垂直，若發現鋼構件向一個方向傾斜，應立即停止該面的焊接，只焊接對稱面，待構件調直后再對稱同步焊接。

(3)鋼構件焊接后，為消除殘余焊接應力并使殘留氫氣溢出，在焊接區板厚的2～3 倍范圍內對構件進行150～200 ℃的加熱處理，加熱時間約30 min。

4.3 鋼結構防銹質量控制

對于聲屏障中使用的鋼結構，其表面產生的銹跡必須清除干凈才能上漆。該工程施工中，采用噴砂機對鋼結構進行噴砂除銹，噴砂機中細小的除銹砂將銹跡清理干凈并形成粗糙面，以便噴漆時更好地與表面貼合，保證涂層穩固不脫落(見圖6)。

圖6 鋼構件噴砂除銹

4.4 鋼結構安裝控制

(1)主鋼架(鋼柱、鋼梁)安裝準備。根據施工設計圖、施工工藝及質量要求，結合構件本身特點，設計吊裝點，并做好安裝保證措施；對軸線控制點及水準點進行復測，并放出標高控制線；檢查預埋件的軸線、標高、水平度、預埋螺栓位置及露出長度，如超出允許范圍及時進行處理；檢查吊裝機械及吊具。

(2)主鋼架安裝注意事項。主鋼架安裝必須從有支撐的開間開始，第一榀鋼架安裝時加臨時支撐及攬風繩；鋼架各節段先在地面拼裝成型，根據設計圖對各節段編號進行拼裝，不得隨意調換；高強螺栓初擰和終擰必須在24 h內完成，初擰后檢查各部位尺寸是否與設計相符，檢查合格后方可進行終擰；鋼梁全部安裝到位后，在安裝C型鋼檁條時注意調正各梁位置(間距、垂直度、平面度等)，檢驗合格后方可安裝各連系梁，并用螺栓緊固。

4.5 隔聲吸聲屏安裝控制

屏體安裝中平臺搭設是否可靠是整個安裝工程安全管理的重點，不但關系到安裝時的安全，還關系到安裝是否方便、安裝質量是否可靠。可靠的安裝質量才能保證聲屏障經久耐用，特別是在通行車輛的上方，在車輛震動和降水、臺風等長期作用下不能有屏體掉落。吸聲隔聲板安裝于鋼結構框架上，框架立柱與基礎的連接采用鉸鏈方式，這也是屏體安全的一個重要保證。屏體安裝平臺結構見圖7。

圖7 屏體安裝平臺結構示意圖(單位：mm)

4.6 金屬吸聲板安裝控制

(1)安裝下部金屬吸聲板，加彈簧片、穿安全繩，并預留0.5 m繩長，安裝下部罩板。

(2)采用專業升降機將金屬吸聲板送至頂面蓋板高度，每次升降送板數量不超過5張，每次只從升降機上挪取一張板到對應位置。

(3)每個吸聲屏體均有4根φ4不銹鋼安全繩貫穿其中，兩端做成掛環置于H形鋼腹板開孔處。

(4)送板升降機隨蓋板位置往前轉移，完成全部吸聲板安裝。

4.7 頂面亞克力板安裝控制

(1)檢查金屬吸聲板是否扣緊壓實。

(2)在亞克力板送板區兩側設置防拋網。

(3)亞克力板開孔，并在四周粘貼橡膠條。橡膠墊的壓縮變形量不大于2 mm。

(4)亞克力板與鋼立柱之間用φ4不銹鋼安全繩和配套扣件相連，安全繩距亞克力板邊緣的距離不小于150 mm。安全繩不能拉緊，其長度與實際距離按1.5∶1預留。

(5)亞克力板采用H型鋼結合角鋼壓條安裝，亞克力板與壓條間的間隙盡量小，橡膠條的安裝應有一定的預壓量。

(6)亞克力板端面與鋼結構保留3L/1 000的伸縮余量。

5 結語

本文依托廣州市鳳凰山隧道聲屏障工程，闡述全封閉聲屏障工程的施工技術和質量控制要點。該項目通車已4年多，未發生屏體安裝質量問題，聲屏障安全可靠。聲屏障工程屬于鋼結構、公路、環保工程，是跨專業的邊緣工程，設計圖難免不夠全面，這就要求施工單位具有這幾項工程的施工經驗，通過協調管理，深化、優化設計，采取措施保證施工質量。