復(fù)雜山嶺重丘區(qū)高速公路橋梁工程穿越國家公益林施工便道選線方案探討

張春梅

（中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶400037）

1 引言

隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷發(fā)展，國家高速公路網(wǎng)已趨于完善，而國家西部地區(qū)省高、地高等山嶺重丘區(qū)因工程難度大、建設(shè)成本高等特點(diǎn)于近些年才被納入高速建設(shè)議程[1]。隨著省高、地高網(wǎng)建設(shè)的不斷增多，為更好地帶動偏遠(yuǎn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高速公路橋梁工程穿越復(fù)雜地形地貌在所難免，這給工程施工帶來了新的課題。

在平原微丘區(qū)設(shè)置橋梁，組織橋梁工程便道選線和施工是非常容易的。但如何在復(fù)雜山嶺重丘地形條件下開展施工便道選線和修建，有效組織工程建設(shè)期間所需物流交通是人們面臨的新挑戰(zhàn)。因此，在施工某高速公路洞頭大橋跨越國家公益林區(qū)深V 型溝谷時(shí)，綜合考慮安全、進(jìn)度、效益和環(huán)境保護(hù)等因素，針對“核心鋼便橋+局部便道新建”“整橋便道新建”方案從各方面進(jìn)行詳細(xì)比選和探討后，采用“核心鋼便橋+局部便道新建”方案施工非常合理，具有一定的工程意義和借鑒價(jià)值[2]。

2 工程概況

洞頭大橋?yàn)榭缭缴焦榷O(shè)，孔跨布置為8 孔30.5m 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T 形梁橋。橋位平面位于右偏圓曲線（半徑R=1550m）上，縱面位于縱坡2.5%（坡長為1950m）的上坡段上。采用3 孔、3 孔、2 孔一聯(lián)先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)，全橋共設(shè)8 道伸縮縫。橋梁上部構(gòu)造為30.5m 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T 形梁；下部為鋼筋混凝土蓋梁，雙柱圓墩，橋墩樁基采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋墩均按摩擦樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。曲靖岸橋臺為樁柱式橋臺，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，師宗岸橋臺為重力式橋臺，擴(kuò)大基礎(chǔ)。

洞頭大橋?qū)贅?gòu)造侵蝕中低山地貌區(qū)，微地貌屬山間溝谷地貌。橋址區(qū)高程介于1805～1853m，相對高差約48m，最低點(diǎn)位于中部溝谷，地形起伏，溝谷兩岸地形較陡。一般坡角20°～50°，局部較陡達(dá)50°～75°，如圖1 所示。

圖1 洞頭大橋平面布置圖（單位：m）

3 問題的提出及難點(diǎn)分析

3.1 問題的提出

洞頭大橋位于師宗縣大同鎮(zhèn)洞頭村境內(nèi)，地形地貌較為復(fù)雜。經(jīng)現(xiàn)場詳細(xì)踏勘，洞頭大橋橫跨深V 型溝谷，谷底有一條小溪，常年流水，枯水期1.1m3/s，豐水期9.3m3/s。橋面至谷底深42m，洞頭大橋整個(gè)橋位橫穿國家公益林區(qū)。如何在如此狹窄的地形條件下實(shí)現(xiàn)便道選線并且滿足施工需求是工程成敗的關(guān)鍵；如何在國家公益林區(qū)盡可能小地破壞既有生態(tài)環(huán)境是便道選線是否成功的控制重點(diǎn)[3]。

3.2 難點(diǎn)分析

根據(jù)洞頭大橋橋位區(qū)地形地貌條件可知，施工便道需在深V 溝谷兩側(cè)陡坡上進(jìn)行展線修筑，而兩側(cè)陡坡橫坡一般坡角20°～50°，局部較陡達(dá)50°～75°，垂直坡高9～48m，坡陡谷深，且便道區(qū)全部位于國家公益林區(qū)域，如何有效組織便道選線和施工是工程成敗的關(guān)鍵[4]。

4 施工方案比選

“核心鋼便橋+局部便道新建”方案和“整橋便道新建”方案在復(fù)雜山嶺重丘區(qū)施工中各有優(yōu)勢。在洞頭大橋施工中，為了選取最佳方案，從安全、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等方面綜合分析比較2 方案的優(yōu)越性。

4.1“核心鋼便橋”+“局部便道新建”的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1.1 優(yōu)點(diǎn)

1）洞頭大橋便道選線占用國家公益林區(qū)域較小，能盡可能小地減少對周邊自然環(huán)境的破壞；

2）洞頭大橋施工便道縱坡小，便道施工期間物流運(yùn)輸及行人安全風(fēng)險(xiǎn)可控。

4.1.2 缺點(diǎn)

1）鋼便橋橋墩修筑困難，橋墩修筑區(qū)間以人工為主，機(jī)械為輔，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較高；

2）施工周期長，需新建96m/座鋼便橋橫跨深V 溝谷，便橋墩高27m，施工周期長，工期不可控；

3）成本高，線路全長410m，新建鋼便橋96m/座，預(yù)估造價(jià)167.77 萬元（見表1）。

表1 “核心鋼便橋+局部便道新建”方案造價(jià)表

4.2“整橋便道新建”的優(yōu)缺點(diǎn)

4.2.1 優(yōu)點(diǎn)

1）施工便利，可在兩側(cè)陡坡上展線實(shí)施；

2）施工周期短，便道修筑以機(jī)械為主，人工輔助修整為輔，可快速拉通施工便道；

3）成本低，線路全長820m，預(yù)估造價(jià)82.17 萬元，如表2所示。

表2 “整橋便道新建”方案造價(jià)表

4.2.2 缺點(diǎn)

1）占用國家公益林面積大，整條便道需占用國家公益林地約7333m2（11 畝）；

2）超過一定規(guī)模國家公益林臨時(shí)用地報(bào)批手續(xù)冗長繁雜，施工周期不可控；

3）違背習(xí)近平總書記“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)境保護(hù)理念，對周邊生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。

5“核心鋼便橋+局部便道新建”施工方案

核心鋼便橋：鋼便橋長4×24m，采用上懸桿加強(qiáng)型貝雷梁拼接形成車行、人行通道。

鋼便橋基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)施作，基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋鋼板及地腳螺栓便于與墩柱φ630mm×10mm 無縫鋼管連接。墩柱高度根據(jù)橋跨位置地面與橋面高差確定，為9～27m。雙墩鋼管柱底部采用14 槽鋼連接，以起到地系梁作用，雙鋼管柱之間采用14 槽鋼形成剪刀撐增加雙墩整體穩(wěn)固性。鋼管墩柱頂部橫向設(shè)置40b 工字鋼，以起到蓋梁作用，貝雷梁直接架設(shè)于40b 工字鋼上，橋面采用1.5cm 鋼板鋪設(shè)。防護(hù)欄桿采用工廠集中加工定型欄桿，現(xiàn)場安裝使用，如圖2 所示。

圖2 “核心鋼便橋+局部便道新建”平面圖

局部便道新建：結(jié)合施工現(xiàn)場地型地貌、安全通行的需求，在確保盡可能少占國家公益林地的前提下，又能保障施工需求情況下，沿著溝谷兩側(cè)山坡展線與鋼便橋進(jìn)行連接使用。為避免多占國家公益林地，新建便道以“零開挖”為主，盡可能多的在坡地上做支擋結(jié)構(gòu)，然后回填形成路基使用。支擋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用加筋小導(dǎo)管錨固+鋼筋混凝土地梁形成整體，然后在其上設(shè)置混凝土擋墻施工。路面排水采用單側(cè)60cm×60cm 混凝土排水邊溝，路面采用20cm 碎石土+25cm 混凝土路面施工[5]，如圖3 所示。

鋼便橋交通管制：為保證施工期間過往車輛行人通行安全，鋼便橋兩端采取限制通行措施?，F(xiàn)場安全防護(hù)、警戒分為警示區(qū)、過渡區(qū)、警戒區(qū)、過渡區(qū)、警示區(qū)5 個(gè)區(qū)域。警示區(qū)域起點(diǎn)為（曲靖方向）鋼便橋起點(diǎn)前150m 處，區(qū)域長度為50m，前方限速通行，設(shè)置限速安全警示牌及爆閃燈和強(qiáng)制減速措施（減速帶），設(shè)置臨時(shí)封路柵欄，并配置保通人員；過渡區(qū)總長為100m，設(shè)置反光錐筒或水馬至鋼便橋起點(diǎn)；師宗方向警戒區(qū)域、過渡區(qū)與曲靖方向設(shè)置一致。兩側(cè)硬防護(hù)涂刷紅白相間的反光油漆，鋼便橋兩端設(shè)置1 組限高、限寬警示燈[6]。

圖3 新建便道路基典型橫斷面圖

6 結(jié)語

洞頭大橋在施工過程中，克服了復(fù)雜山嶺重丘區(qū)、國家公益林區(qū)施工條件，在施工過程中采取了“核心鋼便橋+局部便道新建”方案，既確保了施工便道按期優(yōu)質(zhì)高效建成并投入使用，又在有限條件下最大限度保護(hù)國家公益林受到最小破壞的情況下使工程施工任務(wù)如期、安全完成。洞頭大橋“核心鋼便橋+局部便道新建”方案得到了曲靖市交通局和師宗縣林業(yè)局及地方人民的廣泛認(rèn)可，取得了良好的社會效益。該方法的成功應(yīng)用，為以后類似工程提供了參考實(shí)例。