陡坡路基段擋墻分區式預制梁場建設施工技術

呂國棟 朱 成 劉軍營 朱 威 陳 云 郎金銘 龔智文

中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

隨著我國經濟建設高速發展，國家對交通基礎建設工程的快速發展提出了更高的要求。其中對于橋梁工程，受場站建設影響，在陡坡地段的施工進展受到嚴重影響。

目前，前人對陡坡地段的預制梁場建設方法進行了大量研究，提出了諸多具有創新性的建設方案。劉道華[1]提出按照高度50 cm多次分級降低梁場的坡度，同時調整軌道基礎坡度；陽長江等[2]提出對龍門吊設置夾軌鉗、感應器及端頭硬防護的方案，以此增強龍門吊抵抗沿縱坡滑移的能力。以上提及的梁場建設方案，對于指導陡坡地段梁場建設具有重要的借鑒價值，同時也存在以下幾點不足：

1）梁場多次分級，會降低制存梁區面積的使用率，限制制存梁臺座的設置數量，直接制約預制梁施工進度。每一分級區域作為一獨立的功能區，無法實現相鄰分級區域的互補共用。

2）受梁場多次分級影響，制存梁區內水管布置、線路布置、排水系統布置及交通導行受限，并且軌道縱坡及功能區縱坡的調整范圍也受到制約。

3）龍門吊設置夾軌鉗、感應器及端頭硬防護的方案，在行走軌道處于較大縱坡的情況下，龍門吊的日常作業及停放階段均存在極大的安全風險，對龍門吊鋼軌的固定及基礎的設置提出更高的要求。

以安全生產與成本為主要控制因素，結合工程實際地形，分析現有方案的適用性，本文介紹陡坡路基段擋墻分區式預制梁場建設施工技術，總結梁場建設的施工工藝、施工參數和過程控制要點，以為后續類似工程提供具有實操性的工程經驗。

1 工程概況

項目位于浙江省寧波市，受臺風影響極大，屬于一級公路，橋梁工程采用的預制梁為30 m預制箱梁，每片預制箱梁質量約90 t。

施工地點處于山區水源保護區，環水保要求高，同時缺少較大的平整場地，紅線外征地費用大，后期復墾成本高，且運梁便道修建難度及投入費用大，所以在工區外選址建設預制梁場的方案不可行。另外，工區位于山區互通圈，場地狹小且線路處于曲線段，不具備在線下建設梁場進行制梁、存梁及提梁的條件。

為解決上述預制梁場選址建場[3]的難題，經對紅線范圍內的場地進行實地調研，綜合考慮原地形的坡度、原設計路基的坡度、場區的面積能否滿足生產需求、規劃成本考慮對比及龍門吊自身特性[4]等因素，提出在項目起點首座主線橋小里程側橋頭路基上建設梁場的方案。鑒于該段路基原地形坡度陡且路基設計坡度大（坡度為2.84%），最終確定陡坡路基段擋墻分區式預制梁場建設施工方案。路基原設計縱斷面如圖1所示。

圖1 路基原設計縱斷面

2 技術原理

陡坡路基段擋墻分區式預制梁場建設施工技術，通過修筑橫向擋土墻與雙側縱向龍門吊軌道墻，將制存梁區與提梁區設置成兩臺階狀，分段降低梁場功能區的使用坡 度[5]。此施工技術滿足生產安全、技術創新、風險管控、降本增效、綠色施工等相關要求。

具體技術原理包含以下2點：

1）綜合考慮該段路基下方結構物、土方挖填平衡、梁場建設成本、龍門吊作業安全風險等因素，確定出以擋墻進行分區的建設方案。

2）通過修筑橫向擋土墻與雙側縱向龍門吊軌道墻，將制存梁區與提梁區設置成兩臺階狀，分段降低梁場功能區的使用坡度，制存梁區路基及軌道坡度調整為0.5%，提梁區路基坡度調整為1.5%，軌道坡度調整為0，實現梁場功能區的使用要求。梁場建設完成后縱斷面如圖2所示。

3 場站建設方案

3.1 預制梁場選址

圖2 梁場建設完成后縱斷面

梁場選址需要考慮的主要因素包括：原地形及原設計路基坡度、場區的面積是否滿足生產需求、規劃成本對比、龍門吊自身特性等因素。

3.2 預制梁場整體規劃

預制梁場整體規劃[6]流程：了解原設計狀況→根據需要對梁場功能區進行分區并確定功能區坡度→標高實現方式確定及參數取值計算→設計分區擋墻及軌道擋墻的結構參數。

3.2.1 了解原設計狀況

梁場選址范圍為ZK24＋000～ZK24＋320，原地形坡度陡且路基設計坡度為2.84%（ZK24＋000設計標高為63.6 m，ZK24＋320設計標高為54.5 m），縱坡坡度不滿足龍門吊行走安全作業的要求。

3.2.2 根據需要對梁場功能區進行分區并確定功能區 坡度

結合實際地形及路基原設計，借鑒以往梁場成功的建設經驗，并綜合考慮龍門吊廠家建議的坡度取值，最終確定梁場功能區坡度的取值：制存梁區（ZK24＋000～ZK24＋260）路基以及軌道坡度調整為0.5%；提梁區（ZK24＋260～ZK24＋320）路基坡度調整為1.5%，軌道坡度調整 為0。

3.2.3 標高實現方式確定及參數取值計算

通過修筑橫向擋土墻（ZK24＋260）與雙側縱向龍門吊軌道墻（ZK24＋260～ZK24＋297），將制存梁區與提梁區設置成兩臺階狀，分段實現梁場功能區的使用坡度。擋墻平面布置如圖3所示。

圖3 擋墻平面布置

提梁區路基（ZK24＋260～ZK24＋320）坡度設定為1.5%，軌道坡度調整為0。路基標高參數見表1。

制存梁區路基（ZK24＋000～ZK24＋260）坡度設定為0.5%，軌道坡度調整為0.5%。該段路基在ZK24＋125處下側存在1座箱涵（頂板標高59.0 m，通風口頂標高60.5 m），路基標高以箱涵通風口頂標高60.5 m為依據進行設置，標高參數見表2。

表1 提梁區路基坡度調整后標高參數

表2 制存梁區路基坡度調整后標高參數

3.2.4 設計分區擋墻及軌道擋墻的結構參數

在制存梁區與提梁區之間設計衡重式擋墻，在提梁區的兩側設計供龍門吊吊裝行走的軌道擋墻，軌道擋墻與衡重式擋墻之間設計懸臂式擋墻。衡重式擋墻采用片石混凝土澆筑形成，懸臂式擋墻與軌道擋墻采用鋼筋混凝土澆筑形成，懸臂式擋墻與軌道擋墻同時澆筑，提高軌道擋墻的結構穩定性。具體包括設計擋墻的位置、結構尺寸、擋墻坡度、排水結構，最關鍵的是擋墻穩定性驗算。分區擋墻施工之前，下方的地基須經過夯實處理，確保其承載力滿足要求。衡重式擋墻、懸臂式擋墻、軌道擋墻分別如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 衡重式擋土墻橫斷面

3.3 具體施工步驟

根據確定的制存梁區和提梁區的坡度、路基標高參數及分區擋墻、軌道擋墻的結構參數進行梁場的建設施工[7]。

工藝流程：測量放樣→分區擋墻及軌道擋墻澆筑→梁場路基土方作業→場坪硬化→制存梁臺座及鋼筋模架臺座上部結構施工→鋼筋加工棚制作→龍門吊安裝→輔助生產系統安裝→梁場防護設施及標志標牌安裝→梁場驗收。

圖5 懸臂式擋土墻橫斷面

1）測量放樣。依據梁場分區規劃及坡度調整標高參數，借助全站儀等測量工具，對場區功能分區及結構物進行現場放樣，并做好必要的標記。

2）分區擋墻及軌道擋墻澆筑。根據放樣位置及擋墻設計圖紙，開挖基槽，深度到位后進行基槽檢測，待檢測合格后，鋪設碎石墊層，逐階段、分層澆筑衡重式擋墻、懸臂式擋墻及軌道擋墻，其中懸臂式擋墻與軌道擋墻分層連續澆筑。在施工前，還必須對擋墻進行穩定性驗算，確保擋墻基槽相關試驗檢測參數滿足要求；在梁場投產過程中，還需對軌道擋墻實施監控量測，確保龍門吊行走安全可靠。

3）梁場路基土方作業。根據放樣位置，確定挖填區域，開展土方作業。對于填方作業區域，采用壓路機及小型夯實機械進行壓實，作業標準按照正常設計路基參數執行。根據施工組織需要，分區擋墻及軌道擋墻澆筑步驟及梁場路基土方作業步驟可交叉作業。

4）場坪硬化。采用C25混凝土對預制梁場的各功能區進行硬化，硬化厚度按照10 cm執行，對于行車通道硬化厚度按照20 cm執行；在場坪硬化之前，先按照梁場前期布局規劃進行位置放樣，施作臺座基礎、軌道基礎及排水渠道，并預留管線槽道等。場坪硬化作業如圖7所示。

5）制存梁臺座及鋼筋模架臺座上部結構施工。場坪硬化完成之后，在存梁臺座基礎之上安裝存梁枕木，在制梁臺座基礎之上安裝鋼制反拱制梁臺座，在鋼筋模架臺座基礎之上安裝鋼筋綁扎臺架。臺座施工作業如圖8所示。

圖7 場坪硬化作業

圖8 臺座施工作業

6）鋼筋加工棚制作。在制梁區小里程側修建可移動式鋼筋加工棚，作為原材存放及鋼筋綁扎的施工場所，滿足不良天氣持續作業的要求。

7）龍門吊安裝。在梁場左右兩側的軌道基礎及軌道擋墻上安裝龍門吊鋼軌，并采用高強螺栓及壓板對鋼軌進行固定。隨后，采用2臺50 t汽車吊安裝梁場的2臺10 t龍門吊及2臺80 t龍門吊，2臺10 t龍門吊及2臺80 t龍門吊同軌布置，10 t龍門吊放在制梁區這一側，負責提鋼筋及模板，80 t放在存梁區和提梁區這一側，負責提梁。龍門吊安裝如圖9所示。

圖9 龍門吊安裝

8）輔助生產系統安裝。借助場坪硬化步驟中預留的管線槽道，施作完成梁場給排水、養生、電力、消防等系統布置。

9）梁場防護設施及標志標牌安裝。按照梁場標準化管理要求，采用圍欄對梁場的功能區進行分隔，合理規劃人員及車輛通道，并在醒目位置合理安裝標志標牌。

10）梁場驗收。梁場建設完成之后，邀請監理單位及建設單位對梁場進行驗收檢查，包含梁場方案的執行、千斤頂與壓漿機的標定、龍門吊的檢測備案、噴淋系統及消防系統的運行、鋼筋加工機械實際工作性能及標準化落實等情況。

4 效益分析

陡坡路基段擋墻分區式預制梁場建設施工技術取得的主要效益有以下幾點：

1）可規避紅線外征地復墾費用，降低梁場作業風險，實現梁場功能區與現場地形的有機結合[8]。分區擋墻的設置能夠減少放坡，提高梁場的土地利用率，同時，軌道擋墻的設置能夠方便調節龍門吊的行走坡度及行走標高。

2）有效提高制存梁區面積的使用率，便利梁場管線的布置及相關車輛的通行。

3）可最大程度降緩龍門吊軌道的行走坡度，提升項目安全施工的水平及技術創新的能力。

5 結語

陡坡路基段擋墻分區式預制梁場建設施工技術已在余姚G228項目上得以成功應用，在梁場投入應用后，軌道擋墻穩定，龍門吊運行正常，綜合效果理想，滿足使用要求。梁場效果如圖10所示。

圖10 梁場建成效果

通過陡坡路基段擋墻分區式預制梁場建設施工技術的應用，工程建設實現了安全生產、風險管控、降本增效、綠色施工的目的。同時通過實際應用，對該技術涉及的施工工藝、施工參數和過程控制等進行介紹，為類似工程提供經驗借鑒，以切實提高復雜地段梁場建設的施工技術。該施工技術的技術理念可推廣到陡坡地段且紅線外用地緊張的公路及鐵路相關場站建設領域。

[1] 劉道華.臺階式梁場在山區的應用[J].中國城市經濟,2011(29):309.

[2] 陽長江,李麗萍.大縱坡場地T型梁預制施工技術的應用[J].重慶建 筑,2016,15(2):39-41.

[3] 段科峰,段宇帆,李亮.山區市政道路預制梁場選址與規劃設計研究 [J].四川水力發電,2020,39(1):59-62.

[4] 陳曉軍.場地狹小、縱坡大地段的箱梁預制和架設[J].中小企業管 理與科技(中旬刊),2015(2):104-105.

[5] 胡建波.探討山區高速公路縱坡梁場安全質量標準化管理[J].四川 水泥,2019(2):110.

[6] 江代偉.預制箱梁場規劃方案[J].技術與市場,2018,25(9):64-66.

[7] 李松兵,劉鴻,王禮華.T梁預制場建設方案探討[J].西部交通科技, 2013(4):59-64.

[8] 馮義濤.高速公路預制梁場規劃設計方案[J].鐵道建筑技術,2017 (5):32-36.