城市繁忙干道复杂环境拆除跨线桥施工安全风险防控研究

唐彬

（四川子禾工程技术有限公司，四川 成都 610031）

成都轨道交通10 号线和13 号线均设置了文翁石室站，在该站无缝衔接换乘。文翁石室站在10 号线为南北向布置，在13 号线为东西向布置，根据同步设计、施工、验收的总体原则确保车站建设顺利。13 号线一期工程文翁石室站设置在锦里中路跨线桥下，车站施工前需拆除该跨线桥。张颖[1]提出城市桥梁工程预应力钢筋混凝土结构梁拆除施工技术，金顺利[2]对跨多条铁路线桥梁拆除施工进行了技术研究，邱艺武[3]指出相比其他野外桥梁的拆除，在城市中心敏感环境下进行拆除作业，既要保证周边环境和人员的安全，还要考虑交通出行需求，同时也必须保证项目的正常作业，过程技术管控难度大。而且进行作业时，空间受限，环保要求高，各类施工不利因素叠加，在复杂的客观环境下，保证跨线桥拆除安全、顺利、准时完成，希望对类似工程提供参考。

1 工程概况

成都轨道交通13 号线一期工程文翁石室站位于成都市青羊区锦里东路，位于成都市一环以内，紧邻武侯祠、锦里、人民公园等旅游景点，毗邻锦江，周围坐落着四川省公安厅、四川省农业农村厅、人事局人才培养大厦、成都中医药大学及其第三附属医院、中国电信总部大楼、三六三医院、石室中学等重要办公、医疗、学习场所，属于城市中心的敏感环境地带，其中锦中跨线桥横跨文翁路，东西走向。桥梁共分为8跨，全桥长331.6 m，宽10.5 m，双向2 车道，其中挡土墙长166.2 m。桥梁纵坡为6%，横坡为1%单向坡，凸曲线半径1 100 m，凹曲线半径700 m。桥梁基础为人工挖孔扁方桩，断面为3.0 m×1.2 m；桥梁墩柱为实体独墩，断面2.6 m×0.9 m；墩顶为大悬臂变截面预应力倒T 形盖梁；上部结构为预应力后张法空心板，梁高0.9 m，锦中跨线桥平面位置及现状如图1 所示。该桥部分结构与拟建的成都轨道交通13号线一期工程文翁石室站发生冲突，需在地铁车站施工前对该桥进行拆除。

图1 锦中跨线桥平面位置及现状

2 周边环境

2.1 周边建筑物情况

锦中跨线桥下有2 条城市道路，其中锦里东路与之平行，文翁路与之垂直，并且车流量大。桥梁周围环境复杂，两侧均分布有高楼，最近的距离仅为8 m；在桥的北面有一银杏金阁酒楼、银行、居民小区、中国人寿保险公司及众多商店门面，桥的南面有待拆的人行天桥、银杏园公园、跨锦江交通桥等，距离均在50 m 之内，相关情况如表1 所示。

表1 周边建筑现状情况表

2.2 周边管线及设施情况

待拆桥梁周边地上无管线分布，地下管线设计给水、雨（污）水、电力、通信等，进行桥梁拆除时施工只针对桥梁地上部分结构，将不会对地下管线造成影响。从西至东第二跨桥梁正下方有一座10 kV 电力环网柜，具体如图2 所示，将直接影响跨线桥拆除施工，在施工期间采用原位保护措施。

图2 10 kV 电力环网柜

3 工程特点

锦中跨线桥处于市中心区域十字路口，车辆及行人通行量较大，拆桥需求设备较多，施工场地狭窄，施工组织难度大，现场管理及各项工作间的相互配合较为复杂。

拆除作业范围受限，跨线桥的红线范围仅10 m，周边可用机械摆放点少，临时占地困难，限制施工的因素多，且桥下有锦里东路和文翁路2 条城中心主干道，并且车流量大，施工工程中需临时性封道改道，施工难度大。

本次待拆除的桥体为钢筋混凝土，结构密度大、强度高，拆除工效较低，周边有居民生活区，防噪、降尘等环保要求高，同时拆除工程时间紧、任务重，投入人员和设备众多，必须精心地进行施工组织设计。

4 方案比选

参考荆伟伟等[4]和潘智武[5]提出的对拆除过程面临的主要风险和采取的技术，将机械切割拆除法和全机械破碎拆除法作为本次拆除作业的比选工法。机械切割拆除法是利用金刚石绳锯机等设备，将桥梁有计划地切割成若干个可以进行吊装和运输的较大单体，将其运至指定区域，进行二次破碎的方案。

机械切割拆除法的优点是可以精确切割桥梁、不需要在原地破碎、对周边环境影响小、可回收工程残值。缺点是拆除成本高、工期较长、吊装风险较大。

全机械破碎拆除法不考虑使用支撑（包括支架、设备）的前提下，在桥址原位使用破碎和拆除设备对结构进行分段拆除。使用这种方法的优点是拆除成本低、工期短。缺点是需要较大的施工场地、需要在原地进行破拆、对周围环境影响较大、无法保留工程残值。

综合考虑本工程桥体规模、交通影响情况及工期限制，以时间为导向，本次拆除方案采用全机械破碎拆除法进行桥梁拆除施工。

5 施工准备

为尽量减少道路封闭造成的社会影响，提前进行占道打围、设施保护、设备机具进场等工作，对整个桥梁拆除施工时间选取在周末，从周六晚17：00 点至周日晚23：00，共计30 h，相关工作以时间为导向进行准备。

5.1 技术参数收集

锦中跨线桥梁孔跨布置为8 m×20.7 m，引道长度约160 m，共设墩台9 座，桥墩设大悬臂变截面预应力倒T 盖梁，承重台厚度0.8 m；引道段桥面铺装为15 cm厚沥青混凝土，桥梁段桥面铺装从上到下为7 cm 沥青混凝土和8 cmC30 混凝土；桥梁上部结构为预应力后张法空心板，梁高0.9 m，梁长大约20 m，每一跨10张空心板，桥宽约为10 m，混凝土强度为C40；桥墩为实体独墩结构，断面为2.6 m×0.9 m，桥墩混凝土强度为C30，横断面图如图3 所示。

图3 桥梁断面示意图

5.2 拆除数量统计

桥梁经图纸比对计算，共涉及沥青混凝土、钢筋混凝土、水稳层及土方圬工共4 581 m3，外运建渣按1.45 的松散系数计算，共6 642 m3，桥梁拆除主要工程数量具体如表2 所示。

表2 桥梁拆除主要工程数量表

5.3 拆除机具及材料配备

为满足施工工期安排，在进行桥梁拆除时，应配置数量足、性能好、功率够且尺寸满足作业空间的设备机具，并考虑过程中可能出现的情况，对其进行及时和有效的处置，对主要设备进行备用，主要配置破碎拆除类、装载运输类、环境保护类、辅助类、通讯类等拆除设施，主要设备机具如表3 所示。

表3 主要设备机具表

表3（续）

5.4 施工场地布置

施工期间对跨线桥四周即锦里中路、锦里东路、文翁路以及通祠路进行打围封闭，围挡内道路作为施工场地。在跨线桥南北两侧各设置一处应急物资堆放区及一处施工物资堆放区。租用位于跨线桥北侧的逸家宾馆的8 楼、可全视角观察整个跨线桥的3 套房间，设置为拆桥指挥领导小组办公室，负责指挥现场具体施工。

同时在施工围挡4 个路口设置工地大门，供设备及车辆出入。每个大门旁设置门禁，布置防疫监控点，对进出人员严格按防疫工作流程进行检查登记，确保施工人员具有良好的工作环境。

5.5 施工步骤安排

施工步骤安排如下：①施工打围提前一周进行占道打围信息公示、环网柜保护、交安设施拆除等施工准备。同时对跨桥线四方道路进行临时封闭。②对拆除施工范围内道路路面进行保护，同步进行桥面附属物拆除以及两端引道部分的路面沥青、混凝土铺装层拆除工作。③道路路面保护完成以及桥面附属物预拆除完成后，开始破碎桥梁主体部分，待引道部分的道路结构层及土方外运完成后，同步进行引道挡土墙拆除工作，破碎顺序分别为桥梁及引道挡土墙、桥台、T形盖梁、桥墩。④引道及桥梁破除清理完成后，再破除和清理盖梁以及桥墩。对桥下原绿化带及引道部位进行换填砂砾石并捡底，浇筑混凝土路面，同步组织人员、洒水车对路面进行清理。⑤原桥墩道路恢复，南北方向放行，原引道及绿化带道路恢复施工，完成后交通全部恢复。

6 施工过程控制

6.1 电力环网柜保护

环网柜四周采用400 cm×300 cm×300 cm 尺寸的工字钢钢架进行防护。钢架每侧为3 道双拼立杆，基础采用500 mm×500 mm×500 mm 的C30 混凝土基础，通过预埋300 mm×300 mm×10 mm 钢板进行连接，每侧立杆顶部及底部设置2 道横杆，横杆之间每20 cm 设置横梁，均采用20B 工字钢。

钢架每侧用14 工字钢焊接剪刀撑，横梁上方铺设20 mm 钢板，并铺设棉被；钢架两侧采用20 mm 竹胶板进行封闭，电力环网柜保护措施如图4 所示。

图4 桥梁断面示意图（单位：cm）

6.2 交通管制及疏导

施工打围的同时按审批的交通管制方案，在已封闭道路的前2 个路口设置交通标志等设施，并在每个路口派2 名交通协管员根据交警的安排负责对过往人员进行疏导，使过往车辆绕行相应的设施，保证交通和出行通畅，交通管制及疏导如图5 所示。

图5 交通管制及疏导示意图

6.3 桥体路面保护

为防止施工过程中机械、建渣等损坏道路现有路面，参考徐涛等[6]提出的路面防护措施，道路封闭后对桥体路面进行铺垫缓冲防护：在施工区域的路面及人行道上铺设5 mm 厚的钢板，以防止施工机械损坏路面；铺垫的宽度超过桥体两侧各8 m，以充分保护路面。8 m 范围外布置警示带及锥形桶，禁止机械碾压。

在待拆桥体的下部路面和可能掉落大块建渣的区域，铺设20 mm 厚钢板，并满铺砂袋，以防止破碎物料飞溅，造成安全事故。

6.4 桥梁附属物拆除

桥梁的主要附属物是沿桥面纵向两侧设置的金属防护栏杆。在进行防护栏杆拆除时，从桥端向桥中依次进行拆除。在进行作业时，为控制栏杆存在的物体打击风险，先使用链条葫芦作为保险固定，再将栏杆立柱底部的连接钢板进行切割。完成切割后，利用链条葫芦将栏杆稳定放置在地面上，再分解成便于运输的节段。

6.5 引道路面结构层拆除

引道路面结构层为15 cm 厚的沥青面层、20 cm 厚的水稳碎石和砂砾的上、下基层。在桥梁附属物拆除的同时对引道路面结构层进行拆除。拆除时，先用挖掘机将上层的沥青铺装层刮掉并运送至堆料场；再用2台破碎机同时作业，将水稳碎石上基层凿除；随后进行清运，砂砾下基层与下方回填土一同挖运至弃土场，保证桥台挡土墙露出地面；最后再采用机械破除。

6.6 桥梁主体和引道挡土墙拆除

在进行桥梁主体拆除时，每跨桥梁两侧各布置2台破碎机，以自上而下，整体式平行、对称从边梁到中梁，从跨中向梁端进行，每次破除宽度为1/2 梁宽（0.5 m），梁体破除现场如图6 所示。梁体钢筋在每片梁混凝土破除完成后，由液压钳将梁体钢筋压缩成团后进行装运，过程中采用液压锯配合进行钢筋切割。

图6 梁体破除现场图（单位：cm）

6.7 其他管控措施

拆除时，破碎机等机械与待拆桥梁水平间距大于等于3 m。桥梁按照从跨中向梁端进行破除施工，其桥梁预应力处于逐渐释放应力的过程，为保证施工安全，在桥梁破除时，在梁体两端设置临时护栏，禁止设备及人员上桥。

引道的碎渣及下方回填土外运完成后，与桥梁主体拆除同步进行两侧挡土墙的拆除施工，两端引道单侧布置3 台破碎机自上而下进行拆除。

由于工期紧张、周边人车密集，因此现场破碎以拆除为主，简易破碎为辅，即先破碎成车辆可承载的大尺寸建渣，再运至弃渣场区域进行最终破碎。

在拆除施工过程中，水车配合雾炮机不间断工作，洒水润湿，防止破碎产生的粉尘飞扬，现场采取降尘措施如图7 所示。

图7 现场采取降尘措施

7 其他施工措施

7.1 退围返道

根据成都市交管局意见，主桥拆除和建渣清理完毕后，对路口南北方向进行放行，且东西方向要保证自西向东单向两车道畅通，交通恢复情况如图8 所示。

图8 交通恢复情况

7.2 道路恢复

渣土清运完成后，对原绿化带及引道部位进行路面恢复，采用机械将松散腐土挖出，并夯实地基后，分层回填砂砾石，每层厚度不超过30 cm；换填完成并压实后，进行路面结构层施工。

8 结语

成都轨道交通13 号线一期工程土建文翁石室站锦中跨线桥自拆除令下达开始，共300 余人、200 余台套机械设备开始进行拆除作业，因提前策划得当，过程管控到位，收尾干净利索，现场仅仅用时15 h，比计划30 h 节约1/2 时间，被建设单位、地方和社会各大主流媒体报道，体现出了“成都地铁新速度”，在成都市中心的敏感环境地带，有效地克服了人流较多、车流密集、空间狭小等客观不利因素，采用机械手臂对跨线桥开展了一次准确高效的教科书式的拆除作业，实现了“零事故、零投诉”，拆除后效果如图9所示，最大限度地减少了对周围办公、生活、学习的影响，对其他存在同样情况的城市敏感地区的桥梁的拆除具有直接参考意义。

图9 拆除后效果