蒲都高速公路工程重難點(diǎn)及關(guān)鍵施工事項(xiàng)分析

劉文軍 （中國鐵建昆侖投資集團(tuán)有限公司，四川 成都 611730）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,連接環(huán)形周邊區(qū)域的環(huán)線高速公路建設(shè)也受到社會(huì)各界的高度重視。如何根據(jù)工程所處地質(zhì)條件進(jìn)行工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)分析成為制約工程建設(shè)的第一道難題，相關(guān)研究人員針對某些部分地域?qū)Ω咚俟反嬖诘牟煌仉y點(diǎn)進(jìn)行了分析研究[1-6]。廖若宇[7]首先對上海、寧波共線位案例進(jìn)行了分析，然后對北京大興國際機(jī)場高速公路公軌共線段特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。董正崗[8]主要對山區(qū)高速公路邊坡雨季水毀治理難點(diǎn)進(jìn)行分析，對出現(xiàn)水毀的邊坡修復(fù)提出建議。張煒祥[9]結(jié)合奮勇樞紐立交工程施工實(shí)際情況，先分析了本工程施工的重難點(diǎn)，接著論述了具體的控制措施，最后提出了門洞支架施工技術(shù)的具體應(yīng)用。

綜上所述，隨著高速公路的建設(shè)加快，已有較多關(guān)于公路的具體細(xì)部施工技術(shù)的應(yīng)用研究，但由于不同高速公路地質(zhì)情況的巨大差異以及實(shí)際建設(shè)環(huán)境的不同，導(dǎo)致不同研究可能并不適用于相關(guān)工程，因此以成都經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)線高速公路蒲江至都江堰段工程為依托，對工程沿線所處條件進(jìn)行分析，總結(jié)歸納出項(xiàng)目工程的重難點(diǎn)環(huán)節(jié)，并提出相應(yīng)的施工注意事項(xiàng)，為今后類似工程選線設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

1 工程簡介

1.1 項(xiàng)目概況

成都經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)線高速公路路線主線全長101.417km，按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度為120km/h。本項(xiàng)目連接線全長16.283km，按雙向四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度80 km/h。全線采用瀝青混凝土路面，汽車荷載等級為公路-Ⅰ級。全線共設(shè)主線橋399m/6座，其中大橋129 m/1座，中、小橋270 m/5座。設(shè)置平交口24處，路基寬度24.5 m，路基計(jì)價(jià)土石方81.743萬方。成青聯(lián)絡(luò)線長1.727km，路基計(jì)價(jià)土石方7.86萬方。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

1.2 自然地理概況

項(xiàng)目區(qū)由南向北呈平原、丘陵相間(平行)分布趨勢。丘陵地貌位于成都平原向龍門山過渡地帶。走廊帶地貌根據(jù)成因類型可分為侵蝕堆積地貌、構(gòu)造剝蝕地貌及構(gòu)造侵蝕地貌三大類。

項(xiàng)目區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，主要特征有夏季熱長，冬無嚴(yán)寒，少霜雪，雨量充沛，多云多霧，日照短。項(xiàng)目區(qū)地處龍門山地震帶東部邊緣，龍門山地震帶地震活動(dòng)頻繁，自有記載的公元前116年至今，大于4.5級的地震就達(dá)10次。2.8至4.5級的地震，從1958年至1974年記載的有42次。

項(xiàng)目區(qū)地處龍門山地震帶東部的揚(yáng)子地臺邊緣，龍門山地震帶地震頻繁。線路起點(diǎn)至K319+000地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，屬I度地震區(qū)。線路起點(diǎn)至K319+000Ⅱ類場地的地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s。

2 關(guān)鍵施工技術(shù)措施

2.1 橋梁重點(diǎn)工程

2.1.1 工程概況

白沫江大橋起訖點(diǎn)樁號為K337+983.5～K338+252.5，橋梁總長 269m。全橋共2聯(lián)，跨徑布置為3×40m+40m+60m+40m，上部結(jié)構(gòu)采用3×40m預(yù)應(yīng)力混凝土后張簡支T梁橋面連續(xù)+（40+60+40）m預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂澆筑連續(xù)剛構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)橋臺采用柱式臺，4#、5#連續(xù)剛構(gòu)主墩采用板式花瓶墩，其余采用柱式墩，墩臺采用樁基礎(chǔ)。

白沫江大橋40m+60m+40m連續(xù)剛構(gòu)單幅橋面總寬16.7m。頂板厚28cm～60cm，腹板厚從50cm～90cm，底板厚從50cm～70cm。箱梁采用橋面板橫向、底腹板、頂板縱向預(yù)應(yīng)力體系，中橫梁處采用橫向預(yù)應(yīng)力體系，梁部采用C55混凝土。

主梁采用掛籃懸臂澆法施工，橋面鋪裝層為10cm厚的瀝青混凝土+防水層+6cm厚的C50混凝土，橋面橫坡為單向3%，由箱梁頂面形成，箱梁底板橫向保持水平。白沫江大橋連續(xù)剛構(gòu)為單箱雙室結(jié)構(gòu)，采用兩向預(yù)應(yīng)力體系，C55混凝土，最大跨度為60m。

2.1.2 掛籃懸臂現(xiàn)澆施工工藝

①0#塊施工

40m+60m+40m連續(xù)剛構(gòu)0#塊長12m，支點(diǎn)處最高3.5m，0#塊為箱梁與墩身連接的隅節(jié)點(diǎn)，截面內(nèi)力最大且受力復(fù)雜。0#梁段是在墩頂托架上進(jìn)行，是本橋施工的關(guān)鍵工序，具有塊段長、管道密集的特點(diǎn)。施工過程中必須以確保質(zhì)量、重視安全、縝密安排、精心施工為原則。必須保證托架安全、混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力管道安裝等關(guān)鍵工序的施工質(zhì)量。

施工順序：安裝正面托架及橫向、縱向分配梁→預(yù)壓→安裝0#塊底?！制跹b0#塊外側(cè)模板、安裝底板和腹板鋼筋→安裝內(nèi)模板→綁扎頂板鋼筋和橫向預(yù)應(yīng)力筋→安裝縱向預(yù)應(yīng)力管道→搭設(shè)混凝土灌注工作平臺→灌注混凝土→養(yǎng)生→拆模。

②懸澆段掛籃施工

0#塊是在托架上進(jìn)行澆筑，其他節(jié)段則采用掛籃對稱懸澆施工，梁段長分3.5m、4.0m 兩種規(guī)格。根據(jù)白沫江大橋具體特點(diǎn)和工期的安排，擬配備2套4個(gè)掛籃進(jìn)行懸臂澆筑施工，先施工右幅再施工左幅。

梁段懸澆施工的一般順序：掛籃就位→調(diào)整掛籃底模、外模標(biāo)高并固定→吊裝或綁扎底板、腹板鋼筋，安裝底板、腹板波紋管，固定腹板錨具→內(nèi)模就位→綁扎頂板鋼筋，安裝頂板波紋管→固定頂板錨具→安裝端頭模板→對稱灌注梁段混凝土→覆蓋養(yǎng)護(hù)→穿束→張拉→壓漿→掛籃前移→進(jìn)入下一梁段的施工循環(huán)。

③邊跨現(xiàn)澆段施工

根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際地形，保證邊跨段現(xiàn)澆施工的安全，3#墩采用鋼管柱與型鋼支架組合、6#用碗口滿堂架的方式施工。

3#墩由于墩高采用鋼管柱與型鋼支架組合的方式施工。型鋼支架從梁底向下依次為縱楞I16槽鋼，腹板間距0.8m、底板間距0.9m。橫楞I45a工字鋼，間距1.0m。縱梁雙拼I50a工字鋼，工字鋼下為φ440mm×8mm螺旋鋼管柱，靠近橋墩鋼管柱用I25a工字鋼與墩聯(lián)接，I25a工字鋼間采用[20a水平聯(lián)接，鋼管柱下為1.8m×0.7m厚混凝土基礎(chǔ)。鋼管柱之間自上至下每6m采用I25a工字鋼作為綴條進(jìn)行Z型連接。整個(gè)支架傳力途徑為結(jié)構(gòu)和施工荷載→型鋼平臺→大鋼管立柱→混凝土基礎(chǔ)→地基。其中，鋼管柱縱橋向設(shè)置兩排，每排3根。

6#臺位于半山坡，坡面標(biāo)高高出橋面19m。在樁基礎(chǔ)施工前由土方作業(yè)隊(duì)進(jìn)行山體開挖，開挖成臺階狀。開挖前做好鄰山防護(hù)防止?jié)L石墜落。碗口支架從梁底向下依次為橫楞10×10方木，間 距 0.3m，縱 楞 10×15 方木，間 距0.6m?？v楞下方設(shè)置可調(diào)上托（托絲露不超過15cm），可調(diào)上托下為φ48×3.5碗口架，碗口架下為可調(diào)下托。整個(gè)支架傳力途徑為結(jié)構(gòu)和施工荷載→橫楞、縱楞、頂托→碗口立柱→可調(diào)下托→混凝土基礎(chǔ)→地基。其中，碗口立柱間距為0.6m×0.6m×1.2m。

④合攏段施工

合攏段施工順序?yàn)橄冗吙绾蠑n，然后中跨合攏，合攏段采用掛籃前移合攏，利用掛籃的底模和外模。

為了減少兩端懸臂受溫度變化的影響可能產(chǎn)生縱向伸縮使合攏段節(jié)段長度變化，從而導(dǎo)致合攏段混凝土凝固過程中受到張拉或壓縮的超應(yīng)力的影響而產(chǎn)生裂縫，在澆注合攏段混凝土前采用勁性骨架內(nèi)（外）支撐的方式將兩端懸臂臨時(shí)聯(lián)結(jié)，保護(hù)合攏段混凝土的完整。

合攏段合攏時(shí)必須滿足以下設(shè)計(jì)要求，相鄰兩懸臂端的相對豎向高差不超過2cm，軸線偏差不超過1cm。合攏前對節(jié)段的平面位置、標(biāo)高進(jìn)行檢測。

合攏時(shí)間宜選在日照溫差較小的陰天或溫度變化幅度較平穩(wěn)的時(shí)間段，混凝土澆筑后溫度開始緩慢上升為宜，大致是午夜合攏鎖定，凌晨開始澆注混凝土。

合攏段混凝土澆注完畢后，養(yǎng)生至達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%且不小于7天齡期后，按設(shè)計(jì)提供順序張拉，結(jié)束合攏段施工。

⑤鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道施工

鋼筋及預(yù)應(yīng)力安裝順序?yàn)榈装邃摻睢拱?、橫隔板鋼筋→縱向預(yù)應(yīng)力束→內(nèi)模支架及模板安裝→頂板鋼筋及縱向、橫向預(yù)應(yīng)力束→混凝土澆筑。

鋼筋接頭采用機(jī)械連接，接頭位置相互錯(cuò)開，斷面鋼筋接頭的數(shù)量須少于鋼筋根數(shù)的50%。鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道相碰時(shí)，應(yīng)調(diào)整鋼筋的位置。梁體鋼筋保護(hù)層采用同等級標(biāo)號砂漿墊塊確保保護(hù)層。

鋼筋在加工場集中下料成型，利用塔吊吊到現(xiàn)場進(jìn)行焊接(綁扎)。由于0#塊鋼筋較密，施工時(shí)應(yīng)認(rèn)真對照圖紙，并設(shè)置好支撐架立筋，保證鋼筋位置的準(zhǔn)確，尤其是底板鋼筋數(shù)量較多，與支撐筋采用點(diǎn)焊固定，以免在施工中發(fā)生移位。

腹板鋼筋采用散綁，與橫梁鋼筋交叉部分先不綁扎，待腹板鋼筋就位后再綁扎腹板的豎筋和橫隔板交叉部位的鋼筋。底板鋼筋和頂板鋼筋在底模板和內(nèi)模板安裝完成后采用散綁。掛籃施工如圖2所示，橋梁懸臂施工如圖3所示。

圖2 常規(guī)掛籃懸臂施工示意圖

圖3 懸臂施工流程

2.2 隧道不良地質(zhì)重點(diǎn)工程

本項(xiàng)目隧道穿過地層時(shí)可能有瓦斯溢出，針對瓦斯問題，采用下述方案。

①超前預(yù)測預(yù)報(bào)。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法以地質(zhì)調(diào)查法為基礎(chǔ)，加強(qiáng)TSP203的探測，結(jié)合地質(zhì)鉆機(jī)及鑿巖臺架進(jìn)行超前探孔進(jìn)行綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)。瓦斯地段采用防爆型ф100HQF110全風(fēng)動(dòng)水平鉆鉆孔進(jìn)行超前地質(zhì)探測驗(yàn)證超前探孔，每25m施作一循環(huán)，每循環(huán)至少三個(gè)孔，每孔長30m，各循環(huán)搭接長度不得小于5m，其探孔的終孔聯(lián)機(jī)應(yīng)位于隧道開挖輪廓線外3m以上。在每循環(huán)開挖鉆眼時(shí)，采用加深炮眼補(bǔ)充探測是否有瓦斯等氣體，并檢測瓦斯涌出的濃度及壓力是否超標(biāo)。每個(gè)循環(huán)工序必須做好記錄、地質(zhì)素描和影像數(shù)據(jù)。每個(gè)斷面加深炮眼的個(gè)數(shù)不少于5個(gè)，均勻分布于掌子面，炮眼加深長度不小于5 m。

②成立專職的瓦斯檢測機(jī)構(gòu)，實(shí)時(shí)掌握洞內(nèi)瓦斯?jié)舛?，信息化指?dǎo)現(xiàn)場施工。瓦斯監(jiān)測采用人工監(jiān)控和自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合。

③瓦斯段鉆孔作業(yè)必須采用濕式鉆孔，爆破采用煤礦專用炸藥，使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管或煤礦許用毫秒延期電雷管，并使用防爆型發(fā)爆器起爆。施工機(jī)械設(shè)備采用防爆型，襯砌采用氣密型混凝土，防止瓦斯溢出。施工中加強(qiáng)通風(fēng)，降低瓦斯?jié)舛取?/p>

2.3 跨既有線施工重點(diǎn)工程

本項(xiàng)目TJ-3標(biāo)段承建的項(xiàng)目，上跨邛名高速公路，邛名高速公路為雙向全立交全封閉四車道高速公路，車流量較大，車速較快，施工時(shí)需做好對邛名高速的保護(hù)，施工機(jī)械設(shè)備及人員不能侵入高速公路境內(nèi)，影響車輛通行?？缵雒咚俅髽蛄后w構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力小箱梁+鋼箱梁+預(yù)應(yīng)力小箱梁（2×20m+1×37.5m+2×20m），梁體施工前積極與高速公路管理單位聯(lián)系，做好臨時(shí)保通措施?？缵雒咚俅髽?yàn)樯峡缵雒咚俟?，位置為第三跨，梁體為鋼箱梁，鋼箱梁單元件在加工廠預(yù)制，現(xiàn)場采用吊車吊裝，為保證邛名高速公路車輛安全，梁體施工前在邛名高速公路兩側(cè)各設(shè)置1條臨時(shí)通道，保證高速公路的運(yùn)行，然后封閉施工范圍內(nèi)的高速公路。待施工完畢后，再開通高速公路。

臨時(shí)道路施工期間積極與邛名高速公路管理部門進(jìn)行溝通、協(xié)商，臨時(shí)保通方案取得高速公路管理部門的認(rèn)可，做好臨時(shí)引導(dǎo)牌，達(dá)到有關(guān)部門的要求，方可封閉高速公路，啟用臨時(shí)通道。

2.4 不良地基處理重點(diǎn)工程

對于水量大、承載力低，對路堤穩(wěn)定性有一定影響的路段，需采取挖除換填、拋石擠淤等方式處理路基。對于軟弱土層厚度3.0m～10.0m的一般路段，采用塑料排水板處理軟弱地基。采用塑料排水板時(shí)不能滿足工后沉降、穩(wěn)定要求的路段、斜坡軟基及軟弱土層厚度≥4m的涵洞地基、橋頭軟基，采用碎石樁處理軟弱地基。對于軟基厚度4m～6m，路堤填高不大，不具備堆載固結(jié)條件路段，采用強(qiáng)夯置換塊碎石墩處理軟弱地基。

3 結(jié)論

本文以成都經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)線高速公路蒲江至都江堰段工程為依托，詳細(xì)闡述了工程沿線氣象水文、地層巖性、地震地貌等自然條件，由此根據(jù)工程所處條件對工程沿線進(jìn)行分析，總結(jié)歸納出工程路線走廊帶內(nèi)控制因素多、干擾大，沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、路網(wǎng)密集、水系發(fā)達(dá)，交通組織復(fù)雜、交叉設(shè)計(jì)難度大，沿線城鎮(zhèn)多、人口密度大，土地資源寶貴，高架橋段落長，交叉高速公路、國省干道多，互通式立交等級高，干擾因素多等相關(guān)特點(diǎn)，并明確項(xiàng)目橋梁重點(diǎn)工程、隧道不良地質(zhì)重點(diǎn)工程、跨既有線施工重點(diǎn)工程、不良地基處理重點(diǎn)工程四大重點(diǎn)工程，提出了適宜工程的關(guān)鍵施工技術(shù)和注意事項(xiàng)，區(qū)分了全線施工的重難點(diǎn)與一般常規(guī)性施工，確保工程按工期有效推進(jìn)，對今后類似工程具有重要的參考和借鑒價(jià)值。