復雜山嶺重丘區(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

（中鐵十一局集團第五工程有限公司，重慶400037）

1 引言

隨著我國交通基礎設施的不斷發(fā)展，國家高速公路網已趨于完善，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、建設成本高等特點于近些年才被納入高速建設議程[1]。隨著省高、地高網建設的不斷增多，為更好地帶動偏遠地方經濟發(fā)展，高速公路橋梁工程穿越復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，綜合考慮安全、進度、效益和環(huán)境保護等因素，針對“核心鋼便橋+局部便道新建”“整橋便道新建”方案從各方面進行詳細比選和探討后，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值[2]。

2 工程概況

洞頭大橋為跨越山谷而設，孔跨布置為8 孔30.5m 先簡支后結構連續(xù)預應力混凝土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)先簡支后結構連續(xù)，全橋共設8 道伸縮縫。橋梁上部構造為30.5m 先簡支后結構連續(xù)預應力混凝土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，橋墩均按摩擦樁基礎設計。曲靖岸橋臺為樁柱式橋臺，基礎為樁基礎，師宗岸橋臺為重力式橋臺，擴大基礎。

洞頭大橋屬構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，地形地貌較為復雜。經現場詳細踏勘，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現便道選線并且滿足施工需求是工程成敗的關鍵；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[3]。

3.2 難點分析

根據洞頭大橋橋位區(qū)地形地貌條件可知，施工便道需在深V 溝谷兩側陡坡上進行展線修筑，而兩側陡坡橫坡一般坡角20°～50°，局部較陡達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、進度、經濟和環(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

4.1.1 優(yōu)點

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輸及行人安全風險可控。

4.1.2 缺點

1）鋼便橋橋墩修筑困難，橋墩修筑區(qū)間以人工為主，機械為輔，施工安全風險較高；

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，預估造價167.77 萬元（見表1）。

表1 “核心鋼便橋+局部便道新建”方案造價表

4.2“整橋便道新建”的優(yōu)缺點

4.2.1 優(yōu)點

1）施工便利，可在兩側陡坡上展線實施；

2）施工周期短，便道修筑以機械為主，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，預估造價82.17 萬元，如表2所示。

表2 “整橋便道新建”方案造價表

4.2.2 缺點

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)模國家公益林臨時用地報批手續(xù)冗長繁雜，施工周期不可控；

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

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，采用上懸桿加強型貝雷梁拼接形成車行、人行通道。

鋼便橋基礎采用鋼筋混凝土擴大基礎施作，基礎內預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置40b 工字鋼，以起到蓋梁作用，貝雷梁直接架設于40b 工字鋼上，橋面采用1.5cm 鋼板鋪設。防護欄桿采用工廠集中加工定型欄桿，現場安裝使用，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：結合施工現場地型地貌、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，沿著溝谷兩側山坡展線與鋼便橋進行連接使用。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構，然后回填形成路基使用。支擋結構基礎采用加筋小導管錨固+鋼筋混凝土地梁形成整體，然后在其上設置混凝土擋墻施工。路面排水采用單側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場安全防護、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 個區(qū)域。警示區(qū)域起點為（曲靖方向）鋼便橋起點前150m 處，區(qū)域長度為50m，前方限速通行，設置限速安全警示牌及爆閃燈和強制減速措施（減速帶），設置臨時封路柵欄，并配置保通人員；過渡區(qū)總長為100m，設置反光錐筒或水馬至鋼便橋起點；師宗方向警戒區(qū)域、過渡區(qū)與曲靖方向設置一致。兩側硬防護涂刷紅白相間的反光油漆，鋼便橋兩端設置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 結語

洞頭大橋在施工過程中，克服了復雜山嶺重丘區(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)質高效建成并投入使用，又在有限條件下最大限度保護國家公益林受到最小破壞的情況下使工程施工任務如期、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可，取得了良好的社會效益。該方法的成功應用，為以后類似工程提供了參考實例。