新疆阿勒泰地區高緯度山地橋梁施工

譚虎維

岳陽市公路橋梁基建總公司

1 引言

近年來，隨著各國交流日益增多，高原山區作為連接東南亞和南亞等國家地區的重要通道，地理優勢日益凸顯，不僅加強了中國對外貿易關系的發展，也為開辟新的市場提供了條件。布爾津至喀納斯機場段公路工程項目將增強中國西部與中亞各國的戰略聯系與較大的經濟促進作用，逐步擴大"一帶一路倡議"西部政策的國際影響力。

新建新疆阿勒泰地區S232布爾津至喀納斯機場段公路建設項目，全部位于新疆維吾爾自治區阿勒泰地區布爾津縣境內（海拔約1000m，東經86°53'，北緯48°38'），為新亞歐大陸橋北通道的重要節點，也是新疆通往哈薩克斯坦和俄羅斯的重要交通樞紐。本項目位于布爾津縣沖乎爾鎮境內，起止里程樁號為K58+643--K63+828，全長約5.2km。主線按四車道一級公路標準建設，設計速度80km/h，對應路基寬度為24.5m。主要工程量：路基挖方77萬立方米、路基填方2萬立方米、防護圬工工程2萬立方米、主動網2.6 萬平方米、橋梁4041m/8 座（3#～10#橋）。受高寒高緯度影響，本項目每年施工工期僅為4 月中旬至10 月中旬共計6個月。

2 主要工程項目施工方案概述

2.1 總體施工方案

圖1 項目現場地形地貌圖

該線路施工建設項目的線路總體設計施工建設方案共計劃分為三個施工階段。

第一階段施工階段主要是線路施工人員進場前的準備工作階段，主要準備完成線路交接樁、線路質量復測、征地主體拆遷以及“四通一平”準備工作。

第二階段主要是各建設單位隧道工程建設主體項目施工建設階段，主要工程包括隧道路基建設工程等工程。該階段的施工持續時間較短最長，其施工進展過程速度與公路施工過程質量對專項公路工程建設項目最終施工效果等的影響最大，因而需要精心組織和計劃施工，確保按時完成交工。

第三階段是收尾階段，主要收尾配套設施，做好各類附屬配套工程、環境保護及防護工程，整理竣工資料和竣工驗交。圖1和圖2給出該項目施工場景圖，從圖中可看出，施工區域的地形以山地為主，陽光光照充足，且該地區氣候較干旱，巖石裸露，基本無植被覆蓋。

3 各分項目重、難點工程施工概述

3.1 高墩施工

本項目薄壁墩總數量為41 根，其中右幅21 根，左幅20 根。薄壁墩最小高度27.206m，最大高度72.839m，總高度2016.316m，平均高度約48m。薄壁墩分實心墩和空心墩，實心墩平面尺寸為6.5m×2.6m，空心墩平面尺寸分為6.5m×3m 和6.5m×3.4m 兩種。高架橋薄壁墩，墩身柔性大，在施工中受到日照引起的溫度、風力、機械振動及施工偏載的影響，墩身的軸線可能發生彎曲和擺動，使墩身處于一種動態之中，故在施工中應針對不同的情況采取相應的措施。

在公路橋梁施工中一般采用翻模、爬模及滑模。翻模結構簡單，經濟耐用，但由于鋼膜較重，導致安全風險較大；爬模結合了翻模及滑模的優點，但經濟成本太大；滑模對混凝土連續供應要求太高不適合山區便道險峻的橋梁施工，且外觀質量不高。因此本項目高墩施工采用新型懸臂模板，本套模板具有結構合理，經濟實用，標準化程度高，重量輕等特點。在單塊模板中，膠合板與豎肋（木工字梁）采用自攻螺絲和地板釘連接，豎肋與橫肋（雙槽鋼背楞）采用連接爪連接，在豎肋上兩側對稱設置兩個吊鉤。木梁直墻模板為裝卸式模板，拼裝方便，在一定的范圍和程度上能拼裝成各種大小的模板。

圖2 懸臂模示意圖

高墩施工時橋梁左右兩幅高墩共用一套模板，兩套托架，一臺塔吊，基本可以做到每1～2 天施工一節混凝土，每節達到4.5m。后移式懸臂模板主要適用于橋墩和房屋建筑等不同結構的混凝土澆筑。由于混凝土的側壓力完全由預埋件及穿墻螺栓承擔,因此模板不必有另外加固措施,施工簡單、迅速,一次澆筑高度調節范圍大,混凝土表面光潔,而且十分經濟。

3.2 橋梁便道施工

本項目3#～10#橋，總長約5.2km，位于布爾津縣腹部地帶為低中山區，為低山重丘陵地區，巖石裸露、孤石林立、風化嚴重、道路奇險。施工便道難以形成，該段施工人員、設備、設施進入困難，施工難度極大。基本上是橋橋相連，且大部分橋梁處于圓曲線上。該帶北部巖石裸露，陰坡森林密布，樹枝狀的地表徑流十分發育，南部地形漸緩，溝谷底部水草茂盛，灌木叢生，山高且無路可走，要解決施工通道難度極大。

針對我項目段工程特點、難點和重點內容，在施工組織管理上，將突破傳統的項目管理模式，進行項目法管理，進行管理創新。本橋段主線離省道S232線較遠，機械設備和材料進場很困難，同時由于既有便道離橋位較遠，對于橋梁下構施工無實際意義，樁位全部位于懸崖峭壁上，因此規劃沿橋梁縱向方向重新施工橋位便道，便于加快施工進度。

針對每座橋梁不同的地形地貌，需分別規劃橋位便道，同時結合總體線路，確保施工便道暢通無阻。

由于便道基本位于陡峭山嶺中，縱向便道基本全部是挖土方，小部位填方，便道寬7.5m，保證大車雙向通行；橫向便道寬3米，保證小型機械設備通行。

根據工程量清單本段便道費用為2000萬元，但根據現場實際施工情況，便道費用達到5000 萬元以上，占整個項目造價的0.8%。達到每公里橋梁對應便道約1000萬元。

圖3 山區便道施工

3.3 水磨鉆施工

由于受新疆地方政策影響，對炸藥管理和供應特別嚴格，同時又受地形影響無法采用沖擊鉆等機械鉆孔作業，結合當地社會及地形環境我項目部分樁基采用人工水磨鉆孔施工。水磨鉆法主要是通過水磨鉆機沿樁徑內沿鉆若干個孔，孔孔相連，鉆孔后取芯，待所有水磨鉆鉆孔連成一個環后，就形成樁芯的臨空面，然后對剩余的樁基巖芯部分進行分塊，沿圓半徑取芯分塊形成內部臨空面。依次按照分層取芯、破裂、取巖塊的循環工序，最終達到成孔的目的。巖層硬度及雜質情況對水磨鉆施工進度影響巨大，需根據不同的巖層配置不同的樁孔齒。但進度每天僅能達到30cm～40cm。因此如無特殊原因在公路橋梁樁基項目不建議采用水磨鉆施工。

水磨鉆孔時要注意施工安全，水磨鉆工人必須配有安全帽、安全繩，必要時搭設掩體，取出土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷揚機等工具，必須經常檢查。井口周圍須用木料、型鋼或混凝土制成框架或圍圈予以圍護，井口圍護應高于地面30cm，以防止土、石滾入孔內傷人，應隨時注意孔內的空氣質量，必要時及時用機械通風。

圖4 水磨鉆施工工藝流程圖

圖5 水磨施工現場圖

4 施工安全保證措施

高原山區公路橋梁施工地理環境錯綜復雜，橫斷山脈縱橫交錯，海拔相差懸殊，特殊的條件使得高原山區公路橋梁施工存在很多的安全風險，需要針對各種風險進行科學地評估和防范，才能使得工程能夠順利進行。

4.1 安全方針

在復雜環境下進行橋梁施工，必須落實“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針。定期進行安全檢查，找到對各個階段中的安全隱患，并及時制定相應措施，消除事故風險。

4.2 安全目標

杜絕傷亡事故，創造安全、有序的施工環境，確保施工及運輸的安全。

4.3 具體措施

第一，施工前對所有參加施工的人員進行安全生產教育，安全技術交底，鑒定安全生產責任制，組織學習有關施工安全規則，并結合具體工程實際情況進行教育。第二，在施工過程中，加強施工現場的管理，凡是進入施工現場的人員必須佩戴安全帽，施工現場設立安全標志牌，基坑處設立危險標志牌。第三，制定各項安全制度，施工現場保安制度、防火措施、用電安全措施以及施工工序監督措施等。

5 結束語

本文大致介紹了布爾津至喀納斯段公路建設項目第二段施工項目的細節，同時又對施工中的安全管理措施進行了概述分析，對未來相關工程項目的順利完成有較大的借鑒意義。