高等级公路跨越水敏感区域环境保护的探讨

2014-07-17刘向华

山西建筑 2014年13期

刘向华

(广东博大高速公路有限公司博深分公司，广东惠州 516100)

0 引言

近年来，随着城市建设的飞速发展，高速公路路网迎来了新一轮的建设高潮。但受城市的扩张建设及征地拆迁的影响，高速公路线位只能靠近城市的边缘或山区，同时在城市周边，一些饮用水库、江河水源及各项供水管道等无法避免的需进行跨越。在高速公路线位无法避免的情况下，跨越水敏感区域的水环境保护问题已成为近年来高速建设所面临的难题。本文针对高速公路在无法避让水敏感区域的情况下，从结构物及周边的水土保护方案作初步探讨及研究。

1 工程概况

广东珠三角某高速公路全长63 km，跨越惠州、东莞、深圳三地。受城市飞速建设及征地拆迁的影响，路线沿着三地边缘呈南北走向。该道路采用双向六车道设计，时速120 km/h，跨越大江河及水库周边限速100 km/h。同时在水资源周边区域的路段采用桥梁跨越，以减少水土流失的影响。由于该项目地处珠三角，周边江河水系发达，水库水源保护区众多，水环境问题较敏感。为加快推动项目建设，在线位不作调整的情况，从设计及施工过程中需对水环境保护采用合理优化的方案。

2 环境保护方案

2.1 特殊防护栏

该高速经过雁田水库路段位于项目终点排榜立交枢纽立交范围，依据工程施工设计，该路段含排榜立交主线和E，F，G，H 4条匝道。其中以G匝道靠近水库库尾，由于该水库水源主要供应深圳及香港，水源保护敏感，政治强度高。故在G匝道靠近路段，采用桥梁跨越。立交桥梁工程桩基采用冲击钻孔(嵌岩桩)施工工艺。施工过程中为防止泥浆池跑浆，对泥浆池进行细化:设沉淀池和循环池各1座，沉淀池尺寸为8 m×3 m×2 m(长×宽×深)，循环池为2 m×3 m×2 m(长×宽×深)。泥浆池四壁采用塑料布围闭，池口用砂袋砌筑30 cm高围堰，防止浆跑、浆漏。废浆经重力沉淀后，废浆及钻渣，经专用泵抽入大型废浆箱，再装入封槽车外运排放。桥梁防撞栏将防撞栏提高至按120 km/h的SS级JTG D81-2006公路交通安全设施设计规范的最高防撞栏等级来设置，同时防撞栏的高度由规范要求的1.1 m加高至1.5 m，加高后的防撞栏比规范的防撞栏更能保证失控车辆不会越出路外或翻出高速公路外(见图1)。同时在防撞栏上面接1.5 m高柔性防抛网，一定程度上强化了防护作用。考虑到雁田水库为重要水源保护区，为防止路面危险品运载车辆行驶中出现侧翻至水库的事故，在设置高强防撞等级的同时，增加设置双层防撞护栏能进一步保证防护效果。

图1 规范各级防撞护栏等级

2.2 路面油污雨水的收集

考虑路面危险品行驶车辆出现侧翻，危险化学品从桥面泄水孔顺流至周边引用水库的最不利因素，同时为长期保证饮用水质的高标准，需将整个互通桥面雨水集中收集和外排。根据实际地形及周边城市污水管网设置，在互通区桥下挖设两座大型的收集池和沉淀池，以保证雨水或危险品有足够的时间蒸发和顺流，根据地形标高，建设渡槽或排水沟，将互通区桥面雨水整体外排至周边市政管网，确保水库水质资源保护万无一失。

2.3 轻型钢结构全封闭方案

在水资源保护区进行钢结构工程全封闭，也是高速公路路经水资源保护区采取的创新措施。尤其是水资源保护区域较大，且地处山地丘陵地段的高速公路，不适宜用地面渗滤系统进行水资源净化的地区，且轻型门式钢结构由于其加工成本低、生产周期短、易于在加工车间大规模制作生产，现场安装需要的设备、人员简单，速度快，经济效益显著。南方某高速由于环保需求，避免路面污水进入库区，在水库区范围内路基桥梁段增加了顶棚钢结构工程，采用了轻型门式钢架，构筑了高速公路上的“空中隧道”，阻断降雨与高速公路路面的联系，起到保护地方水资源的作用。

2.3.1 轻型钢结构工法特点

1)钢结构工程加工、安装的精度相对土建工程更高，因此土建基础及预埋件的施工精度一直是钢结构工程的控制重点难点。而在本工程中，由于预埋件是安装在边梁上，从边梁预制到安装累计误差较大，因此，必须通过前期对基础、预埋件位置标高、平面位置的复测，并以测量结果为依据在深化设计的建模过程中对钢柱、钢梁尺寸进行调整，从而消除了土建基础及地脚螺栓预埋可能出现的偏差。而深化图纸出图也是直接影响着钢结构加工的进度的关键环节。

2)轻钢构件质量轻但数量巨大，主要构件为焊接H型钢，焊缝质量的好坏是影响构件质量的关键。钢梁、钢柱腹板及翼缘板采用埋弧自动焊接工艺，具有生产率高、机械化程度高、焊接质量好且稳定等优点。另外，该钢结构工程设计使用寿命长，处于室外自然环境中，因此，对钢结构构件的防腐要求很高，钢结构主体构件均采用热镀锌和两度防腐涂层的防腐处理方案。

3)施工的技术难点是门式钢架的吊装，安装的质量控制难度相对较大。为此，吊装时遵循边吊装边校正的原则，确保安装误差控制在规范允许范围内。

4)钢结构安装构件数量多，作业区域长，工程量大。构件堆放、线上工程车辆交通、安装构成中与线下社会交通车辆的安全疏导、钢结构吊装、高空作业等方面的安全管理工作是保证工程顺利进行的重点和难点。

5)原材料质量控制是保证钢结构整体质量的基础，要求从材料采购、保管、对接、检测等各方面加强控制和把关。

2.3.2 钢结构施工工艺

1)深化设计前的基础轴线、高程复测。高速公路项目一般都处于圆曲线段上，设计的原始基础、坐标点连线是一条光顺的弧线。因桥面边梁未预制成弧形，实际基础坐标点的连线是由折线组成的，两者之间存在的偏差以及预埋上的偏差。设计院提供的施工设计图不能直接用于生产，必须组织生产、设计人员对设计图纸进行转换和深化，将其分解为结构施工图、零构件加工图和工装制造图等图表。与此相关的技术工作(包括制作工艺、生产管理等文件)通过生产设计来实现。通过深化设计建模进行调整，实际完成的实体才可以与桥梁上的基础吻合一致，总体线型与整桥走势保持一致。

2)钢结构构件加工。钢结构所有构件采用厂家加工、校正和成型，现场对重要零部件进行坡口加工和构件装焊。为保障构件焊接质量，现场焊接需严格控制质量要求，同时对焊缝进行打磨后，再集中进行涂装防锈漆。

3)钢结构安装工艺。钢架吊装时先吊装立柱，立柱吊装前，柱脚底板下面螺母的标高要调整到位，考虑到柱脚底版的翘曲，螺母调整到位后，点焊其中的一个螺母，以使钢柱校正完后，柱脚底板下面的其他螺母能够调整;立柱吊装时，柱脚底板下面的垫板加垫之后，吊车才可以松钩，等檩条、刚性系杆、支撑全部安装完毕且紧固后进行混凝土二次浇筑。立柱吊装完后，开始吊装钢梁，对每一榀钢梁，分3段吊装，中间一段钢架为一段，两边各两根，在地面拼装成一个整体，包括焊接和高强度螺栓的终拧，先用一台25 t吊车吊装中间一段钢架，并临时固定，然后用另一台25 t吊车吊装此榀左边(或者右边)的钢架。当第二榀钢架安装完成后，及时连接最少3根檩条，使两跨钢结构形成稳定体，校正后，安装其他檩条以及拉撑，同时钢架按照相同的方法，顺次吊装(见图2)。

4)屋面板施工工艺。为保证高速公路车辆行驶亮度的舒适性，屋面板层面板由0.6 mm厚角弛Ⅲ型彩钢板及2.0 mm厚FRP采光板组成。双跨整体式钢架在桥梁段中间柱设置墙板，墙板为0.6 mm厚YX-28-205-820型彩钢板。0.6 mm厚彩钢板角驰Ⅲ86 622 m2，2 mm 厚FRP采光板18 480 m2，墙面板0.6厚采光板7 099 m2，面板安装高度为6 m～9 m。