哈大客運專線西海特大橋養殖區施工方案制定與實施

陳 麟

(中鐵五局集團有限公司,貴陽 550002)

哈大客運專線西海特大橋養殖區施工方案制定與實施

陳 麟

(中鐵五局集團有限公司,貴陽 550002)

隨著高速鐵路建設的不斷發展,在經濟發達、人口密集的濱海城鎮地區修建客運專線或城際鐵路將會越來越多,而鐵路建設及運營對沿線的環境影響也日益受到地方政府及公民的關注,他們同時也會依據現行法律提出相應的要求作為施工的先決條件。在這種背景下,原本相對低廉的簡易施工方案,因上述原因,而不得不增加種種措施以滿足環保要求。另一方面,高速鐵路施工具有多種專業交互作業、在一定時間內快速完成的特點,因此對工程建設的運輸效率也提出了更高的要求。介紹哈大客運專線西海特大橋在營口市境內穿越長度約14 km的海產品養殖區時,橋梁基礎工程采用雙側主輔便道的施工方案的制定、實施過程以及取得的效果。

哈大客運專線;西海特大橋;養殖區;施工方案;制定與實施

1 概述

哈大客運專線DK195+650～DK209+900段線路原設計有東、西線方案,東線位于淤泥河與沈大高速公路之間狹窄的遼河沖積平原及濱海平原階地上,線路行經此段長約 14 km;西線方案則從海產品養殖區穿過。因東線方案的線位在此段多次與輸油管道、通信光纜并行交叉,經比選,最終選擇了在淤泥河以西穿越西海養殖區的方案。

西海養殖區原系中鹽集團公司營口分公司的生產基地,主要產生海鹽。從衛星圖片上可以看到,場區均為海埂所圍,內為次埂縱橫分割的生產區域以及眾多的產鹽循環水道,靠提灌站將渤海灣的海水導入。后隨經濟以及人工養殖技術的發展,場內多數區域已經出租養殖較高附加值的海產品,至 2007年 8月哈大鐵路客運專線開工時,鹽場的養殖業已經成了當地主要的產業之一。

西海特大橋全長 26545.80m(起訖里程為 DK190+114.05～ DK217+241.60,短鏈 581.75 m),孔跨布置有3-20m+10-24m+789-32m+1-(40+56+40)m+1-(32+48+32)m。其中 DK195+650～DK209+900段位于西海養殖區內,長度約 14.25 km(兩端有少數魚塘和稻田),從主海埂起算,線位切入養殖區 0～2000m不等,涉及 436個橋墩。

2007年 10月與養殖區主要產權單位中鹽公司營口分公司接洽后,了解到如下情況：整個養殖區原為鹽場產生區(鹽田),隨著經濟改革發展,已將大部分鹽場劃分成若干區域出租給養殖戶進行海產品的養殖,養殖品種主要為海參和蝦類,線路穿越部分的養殖區面積約 60km2,如圖1、圖2所示。

圖1 西海特大橋養殖區平面示意

圖2 養殖區施工調查現狀

由于必須滿足產權單位和養殖戶的環保條件后才能進入養殖區內進行工程作業(如施工調查、修建便道、地質勘探、基礎施工等),所以,養殖區內除 G305國道外均未能作地質勘察工作,橋梁基礎的施工圖設計均為預設計。而要進入養殖區進行施工,主要存在兩方面的障礙：(1)養殖戶提出了嚴格的環保先決條件;(2)征、遷與被征、遷方的征、遷標的差距過大,難以達成協議。在經歷了多次漫長的談判后,最終在各級地方政府的協調下,建設單位與產權單位于 2008年6月達成了初步協議。以下是產權單位及養殖戶提出的環境保護條件。

(1)便道施工前,在離兩側便道坡腳外側 20m處設置尼龍防護隔網,隔離海產品、防止進入施工區域。產權單位將施工區域內的海產品轉移到外側水域。在隔離網附近安裝彩鋼瓦隔水,防止便道施工時的渾濁水污染兩側的養殖水域。

(2)為防止便道施工期間對水域的污染,填料必須采用片石拋填。淤泥頂面以上則采用片石混砟填筑。

(3)為防止基坑內污水滲到外側水域,在便道外側必須設置防水圍堰。

(4)在施工便道后,必須保證該片水域的海水循環暢通,確保不影響鹽業的生產。每隔一定距離(實施時由中鹽公司現場指定)在便道下方和原有的堤壩設置圓管涵排水,并在進水口設置水閘,圓管涵洞的內管徑為 1.5m,根據過水量的大小分為單排涵管和雙排涵管。

(5)工程完工后,將便道清除(紅線以外)、拆除隔離彩鋼瓦,盡量恢復養殖區原狀。

(6)棄砟處理：對于泥漿、帶水的棄砟經沉淀處理后運至棄土場,運輸車需加蓬覆蓋,以避免灑漏或揚塵污染。

(7)廢水處理：施工廢水經沉淀池沉淀后運至養殖區以外處理。

(8)油污控制：在施工過程中加強對施工機械的檢修和保養,保證施工機械作業時不漏油液,避免對養殖區形成污染。

(9)揚塵控制：施工過程中行駛車輛盡量慢行,并配置灑水車對便道灑水,以避免揚塵污染。

(10)振動及噪聲控制：選用施工機械時盡量選用振動和噪聲較小的機械,最大限度地減少振動及噪聲污染。

2 方案的制定與實施

在承諾產權單位和養殖戶的環保條件后,2008年 9月才得以在養殖區內進行詳細的施工調查,調查中發現區內分割堤埂均采用片石填筑而成,說明海產品養殖對海水的渾濁程度有較高要求所言不差,如圖3所示。表1則是現場調查后,施工、監理、設計三方共同確認的調查情況：平均水深 1.7m,平均淤泥厚度 1.8m。

圖3 場內以片石填筑的海埂

表1 施工、監理、設計三方現場調查統計 m

2.1 方案比選

從圖1來看,如能在養殖區內適當的地點修建與施工便道連接的引入道路,將此段橋梁分成數個相對獨立的施工單元是明智的。但實際情況并非如此簡單,在類似營口這類經濟較發達的轄區內,臨時用地、環保及道路養護的費用已經遠高過從養殖區兩端向中間推進的施工方式。因此,方案的選擇必須考慮如何在十幾公里的狹長空間,既能滿足橋梁基礎快速施工,又能滿足后期橋面系和無砟軌道施工對物流組織的要求。

根據產權單位及養殖戶提出的 10條施工原則及現場調查的水深、淤泥厚度情況,結合預設計施工圖初步擬定 4種施工方案：(1)草袋圍堰 +順橋便道;(2)筑島圍堰 +順橋便道;(3)主輔雙側便道;(4)鋼棧橋+鉆孔平臺。

毫無疑問,方案(4)雖然能保證施工正常進行,修建鋼棧橋對養殖區污染也較小。但該方案不僅費用最高,而且在橋梁樁基施工期間需要增加大量防泥漿、廢水污染的措施,如大量的鋼制泥漿池等,同時這些設施將占用有限的便橋及作業平臺空間,降低了工程運輸效率。

而方案(1)、(2)、(3)實質上是同一種施工方法的不同形式,實施上無困難,但從工程量和對養殖區的污染防護來看,方案(3)的雙側主輔便道可以將施工范圍限制在兩便道之間,施工產生的鉆孔泥漿、污水等建筑垃圾可以靈活地通過便道外運。在雙側便道之間沿橋梁縱向每 150m左右設一橫向連接道,這樣既可解決運輸車輛的交匯、提高運輸效率,在工程數量上又較方案(1)、(2)少,同時也便于組織短周期、快速循環的橋梁基礎工程施工單元以及后期橋面系、無砟軌道、電力和通號施工對物流組織的要求。因而極具優勢,最終選擇方案(3)。

2.2 雙側主輔便道方案及實施

圖4即為滿足環保條件的雙側主輔便道的一般斷面布置圖。考慮到線位逐漸切入養殖區的實際,故在養殖區兩端部分區域線位距岸邊小于 50m的區段,則采用單側便道加筑島的方案。

圖4 雙側便道斷面布置(單位：m)

圖5則是施工推進示意圖。其主要施工順序為：首先按劃定區域設立相對封閉的隔網,由養殖戶將海產品打撈移出施工區以外,施工防護彩鋼瓦以限制由于拋填片石產生的渾濁擴散到施工區域以外,并始終保持超前約 100m距離。以此循環由養殖區兩端向中部推進,直至合龍。在施工期間,待一定長度道路填出水面 0.5m后即進行機械碾壓,上部填筑山皮土并施作泥結石路面。維持制鹽水道的涵管按與產權單位所簽定的協議,在施工中由產權單位派出的人員現場指定位置后進行施工。

從 2008年 10月上旬開始,施工單位從大局出發,充分考慮到設計單位尚需進行地質勘探作業,以便次年初可以進行橋梁基礎的施工。施工單位集中了所有施工資源,在前端快速推進、后端鉆探跟進的緊湊布置下,于 2008年 12月中旬最終完成了養殖區便道的施工,地質鉆探也于 2009年 1月順利完成外業工作,為3月正式出圖并展開橋梁基礎施工奠定了堅實的基礎。見圖6。

圖5 便道施工推進示意(單位：m)

圖6 便道施工、地質鉆探及橋梁施工圖片

表2為實施方案與設計工程數量對照情況。

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盡管該方案是經過比選并經業主確認的方案,但為了滿足產權單位及養殖戶關于污染防護的先決條件,故增加了較多的防污染和保持制鹽水道循環系統的措施,所以實施數量較設計大。特別是地質鉆探緊跟在后面作業,無法提供足夠多的移動式地質鉆探用鋼平臺,只能將承臺范圍用山皮土填出水以便先行提供鉆探用場地。所以較方案中“先打入鋼板樁、抽水后換填 1m厚黏土”的數量成倍增加。

養殖區內無施工用水標準的淡水,因此,橋梁工程施工用水均需沿線鋪設供水管線,施工用電也需要單獨架設供電線路。為限制噪聲,橋梁樁基施工設備的配置則以旋挖鉆機為主,對個別需在風化片麻巖持力層中鉆進的樁基則配置少量沖擊鉆。

本段橋梁下部工程計有 436個橋墩,主要工程數量有：φ1.0～1.5m鉆孔樁 3 500根,計 14.6萬 m;承臺及墩身混凝土 8.48萬 m3。從養殖區南北兩端向中部推進,共配置 5個橋工隊,每個橋工隊按照每兩個橫向連接道之間 5～6個橋墩為一個基本施工單元,以樁基施工單元為先導,其后緊隨承臺單元及墩身單元。并以此為基礎,建立標準化流水作業體系循序推進。從2009年 3月至同年 8月,歷時 6個月即告完成。確保了 2009年底完成管內全部箱梁架設任務,確保了節點工期的實現,為 2010年冬休期后(冬休期一般在 3月底結束)全面開展無砟軌道、橋面系、電力及通號的施工創造了條件。

3 結語

在線位不變的條件下,西海養殖區橋梁最終采用的施工方案既考慮了滿足產權單位及養殖戶的先決條件,同時重點考慮了在水域內狹長通道上便道施工與地質鉆探作業、橋梁基礎施工時施工單元循環推進中的運輸組織因素。同時,這個方案也為后續無砟軌道、橋面系以及電氣化、通號等專業在養殖區這樣一個特殊環境下能夠高效率的交互施工提供了良好的條件。

事實證明,這是一個既相對經濟、實施方便,又能滿足節點工期的成功方案。

[1]TZ213—2005,客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南[S].

[2]鐵建設[2009]226號,鐵路工程施工組織設計指南[S].

[3]國務院令第 253號,建設項目環境保護管理條例[S].

[4]GB3096— 2008,聲環境質量標準[S].

[5]GB12525—98,鐵路邊界噪聲限值及測量方法[S].

U 238;U 445

A

1004-2954(2010)11-0077-03

2010-06-09

陳 麟(1958—),男,教授級高級工程師,1982年畢業于西南交通大學,工學學士,E-mail：jkylin@163.com。