蒲都高速公路工程重难点及关键施工事项分析

刘文军 （中国铁建昆仑投资集团有限公司，四川 成都 611730）

0 引言

随着经济的发展,连接环形周边区域的环线高速公路建设也受到社会各界的高度重视。如何根据工程所处地质条件进行工程特点及重难点分析成为制约工程建设的第一道难题，相关研究人员针对某些部分地域对高速公路存在的不同重难点进行了分析研究[1-6]。廖若宇[7]首先对上海、宁波共线位案例进行了分析，然后对北京大兴国际机场高速公路公轨共线段特点进行了总结。董正岗[8]主要对山区高速公路边坡雨季水毁治理难点进行分析，对出现水毁的边坡修复提出建议。张炜祥[9]结合奋勇枢纽立交工程施工实际情况，先分析了本工程施工的重难点，接着论述了具体的控制措施，最后提出了门洞支架施工技术的具体应用。

综上所述，随着高速公路的建设加快，已有较多关于公路的具体细部施工技术的应用研究，但由于不同高速公路地质情况的巨大差异以及实际建设环境的不同，导致不同研究可能并不适用于相关工程，因此以成都经济区环线高速公路蒲江至都江堰段工程为依托，对工程沿线所处条件进行分析，总结归纳出项目工程的重难点环节，并提出相应的施工注意事项，为今后类似工程选线设计提供参考和借鉴。

1 工程简介

1.1 项目概况

成都经济区环线高速公路路线主线全长101.417km，按双向六车道高速公路标准建设，设计速度为120km/h。本项目连接线全长16.283km，按双向四车道一级公路标准建设，设计速度80 km/h。全线采用沥青混凝土路面，汽车荷载等级为公路-Ⅰ级。全线共设主线桥399m/6座，其中大桥129 m/1座，中、小桥270 m/5座。设置平交口24处，路基宽度24.5 m，路基计价土石方81.743万方。成青联络线长1.727km，路基计价土石方7.86万方。

图1 项目地理位置图

1.2 自然地理概况

项目区由南向北呈平原、丘陵相间(平行)分布趋势。丘陵地貌位于成都平原向龙门山过渡地带。走廊带地貌根据成因类型可分为侵蚀堆积地貌、构造剥蚀地貌及构造侵蚀地貌三大类。

项目区属亚热带季风气候，主要特征有夏季热长，冬无严寒，少霜雪，雨量充沛，多云多雾，日照短。项目区地处龙门山地震带东部边缘，龙门山地震带地震活动频繁，自有记载的公元前116年至今，大于4.5级的地震就达10次。2.8至4.5级的地震，从1958年至1974年记载的有42次。

项目区地处龙门山地震带东部的扬子地台边缘，龙门山地震带地震频繁。线路起点至K319+000地震动峰值加速度为0.10g，属I度地震区。线路起点至K319+000Ⅱ类场地的地震动反应谱特征周期为0.45s。

2 关键施工技术措施

2.1 桥梁重点工程

2.1.1 工程概况

白沫江大桥起讫点桩号为K337+983.5～K338+252.5，桥梁总长 269m。全桥共2联，跨径布置为3×40m+40m+60m+40m，上部结构采用3×40m预应力混凝土后张简支T梁桥面连续+（40+60+40）m预应力混凝土悬臂浇筑连续刚构。下部结构桥台采用柱式台，4#、5#连续刚构主墩采用板式花瓶墩，其余采用柱式墩，墩台采用桩基础。

白沫江大桥40m+60m+40m连续刚构单幅桥面总宽16.7m。顶板厚28cm～60cm，腹板厚从50cm～90cm，底板厚从50cm～70cm。箱梁采用桥面板横向、底腹板、顶板纵向预应力体系，中横梁处采用横向预应力体系，梁部采用C55混凝土。

主梁采用挂篮悬臂浇法施工，桥面铺装层为10cm厚的沥青混凝土+防水层+6cm厚的C50混凝土，桥面横坡为单向3%，由箱梁顶面形成，箱梁底板横向保持水平。白沫江大桥连续刚构为单箱双室结构，采用两向预应力体系，C55混凝土，最大跨度为60m。

2.1.2 挂篮悬臂现浇施工工艺

①0#块施工

40m+60m+40m连续刚构0#块长12m，支点处最高3.5m，0#块为箱梁与墩身连接的隅节点，截面内力最大且受力复杂。0#梁段是在墩顶托架上进行，是本桥施工的关键工序，具有块段长、管道密集的特点。施工过程中必须以确保质量、重视安全、缜密安排、精心施工为原则。必须保证托架安全、混凝土浇注、预应力管道安装等关键工序的施工质量。

施工顺序：安装正面托架及横向、纵向分配梁→预压→安装0#块底模→分片吊装0#块外侧模板、安装底板和腹板钢筋→安装内模板→绑扎顶板钢筋和横向预应力筋→安装纵向预应力管道→搭设混凝土灌注工作平台→灌注混凝土→养生→拆模。

②悬浇段挂篮施工

0#块是在托架上进行浇筑，其他节段则采用挂篮对称悬浇施工，梁段长分3.5m、4.0m 两种规格。根据白沫江大桥具体特点和工期的安排，拟配备2套4个挂篮进行悬臂浇筑施工，先施工右幅再施工左幅。

梁段悬浇施工的一般顺序：挂篮就位→调整挂篮底模、外模标高并固定→吊装或绑扎底板、腹板钢筋，安装底板、腹板波纹管，固定腹板锚具→内模就位→绑扎顶板钢筋，安装顶板波纹管→固定顶板锚具→安装端头模板→对称灌注梁段混凝土→覆盖养护→穿束→张拉→压浆→挂篮前移→进入下一梁段的施工循环。

③边跨现浇段施工

根据现场的实际地形，保证边跨段现浇施工的安全，3#墩采用钢管柱与型钢支架组合、6#用碗口满堂架的方式施工。

3#墩由于墩高采用钢管柱与型钢支架组合的方式施工。型钢支架从梁底向下依次为纵楞I16槽钢，腹板间距0.8m、底板间距0.9m。横楞I45a工字钢，间距1.0m。纵梁双拼I50a工字钢，工字钢下为φ440mm×8mm螺旋钢管柱，靠近桥墩钢管柱用I25a工字钢与墩联接，I25a工字钢间采用[20a水平联接，钢管柱下为1.8m×0.7m厚混凝土基础。钢管柱之间自上至下每6m采用I25a工字钢作为缀条进行Z型连接。整个支架传力途径为结构和施工荷载→型钢平台→大钢管立柱→混凝土基础→地基。其中，钢管柱纵桥向设置两排，每排3根。

6#台位于半山坡，坡面标高高出桥面19m。在桩基础施工前由土方作业队进行山体开挖，开挖成台阶状。开挖前做好邻山防护防止滚石坠落。碗口支架从梁底向下依次为横楞10×10方木，间 距 0.3m，纵 楞 10×15 方木，间 距0.6m。纵楞下方设置可调上托（托丝露不超过15cm），可调上托下为φ48×3.5碗口架，碗口架下为可调下托。整个支架传力途径为结构和施工荷载→横楞、纵楞、顶托→碗口立柱→可调下托→混凝土基础→地基。其中，碗口立柱间距为0.6m×0.6m×1.2m。

④合拢段施工

合拢段施工顺序为先边跨合拢，然后中跨合拢，合拢段采用挂篮前移合拢，利用挂篮的底模和外模。

为了减少两端悬臂受温度变化的影响可能产生纵向伸缩使合拢段节段长度变化，从而导致合拢段混凝土凝固过程中受到张拉或压缩的超应力的影响而产生裂缝，在浇注合拢段混凝土前采用劲性骨架内（外）支撑的方式将两端悬臂临时联结，保护合拢段混凝土的完整。

合拢段合拢时必须满足以下设计要求，相邻两悬臂端的相对竖向高差不超过2cm，轴线偏差不超过1cm。合拢前对节段的平面位置、标高进行检测。

合拢时间宜选在日照温差较小的阴天或温度变化幅度较平稳的时间段，混凝土浇筑后温度开始缓慢上升为宜，大致是午夜合拢锁定，凌晨开始浇注混凝土。

合拢段混凝土浇注完毕后，养生至达到设计强度90%且不小于7天龄期后，按设计提供顺序张拉，结束合拢段施工。

⑤钢筋及预应力管道施工

钢筋及预应力安装顺序为底板钢筋→腹板、横隔板钢筋→纵向预应力束→内模支架及模板安装→顶板钢筋及纵向、横向预应力束→混凝土浇筑。

钢筋接头采用机械连接，接头位置相互错开，断面钢筋接头的数量须少于钢筋根数的50%。钢筋与预应力管道相碰时，应调整钢筋的位置。梁体钢筋保护层采用同等级标号砂浆垫块确保保护层。

钢筋在加工场集中下料成型，利用塔吊吊到现场进行焊接(绑扎)。由于0#块钢筋较密，施工时应认真对照图纸，并设置好支撑架立筋，保证钢筋位置的准确，尤其是底板钢筋数量较多，与支撑筋采用点焊固定，以免在施工中发生移位。

腹板钢筋采用散绑，与横梁钢筋交叉部分先不绑扎，待腹板钢筋就位后再绑扎腹板的竖筋和横隔板交叉部位的钢筋。底板钢筋和顶板钢筋在底模板和内模板安装完成后采用散绑。挂篮施工如图2所示，桥梁悬臂施工如图3所示。

图2 常规挂篮悬臂施工示意图

图3 悬臂施工流程

2.2 隧道不良地质重点工程

本项目隧道穿过地层时可能有瓦斯溢出，针对瓦斯问题，采用下述方案。

①超前预测预报。超前地质预报方法以地质调查法为基础，加强TSP203的探测，结合地质钻机及凿岩台架进行超前探孔进行综合地质预报。瓦斯地段采用防爆型ф100HQF110全风动水平钻钻孔进行超前地质探测验证超前探孔，每25m施作一循环，每循环至少三个孔，每孔长30m，各循环搭接长度不得小于5m，其探孔的终孔联机应位于隧道开挖轮廓线外3m以上。在每循环开挖钻眼时，采用加深炮眼补充探测是否有瓦斯等气体，并检测瓦斯涌出的浓度及压力是否超标。每个循环工序必须做好记录、地质素描和影像数据。每个断面加深炮眼的个数不少于5个，均匀分布于掌子面，炮眼加深长度不小于5 m。

②成立专职的瓦斯检测机构，实时掌握洞内瓦斯浓度，信息化指导现场施工。瓦斯监测采用人工监控和自动监控系统相结合。

③瓦斯段钻孔作业必须采用湿式钻孔，爆破采用煤矿专用炸药，使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管，并使用防爆型发爆器起爆。施工机械设备采用防爆型，衬砌采用气密型混凝土，防止瓦斯溢出。施工中加强通风，降低瓦斯浓度。

2.3 跨既有线施工重点工程

本项目TJ-3标段承建的项目，上跨邛名高速公路，邛名高速公路为双向全立交全封闭四车道高速公路，车流量较大，车速较快，施工时需做好对邛名高速的保护，施工机械设备及人员不能侵入高速公路境内，影响车辆通行。跨邛名高速大桥梁体构造为预应力小箱梁+钢箱梁+预应力小箱梁（2×20m+1×37.5m+2×20m），梁体施工前积极与高速公路管理单位联系，做好临时保通措施。跨邛名高速大桥为上跨邛名高速公路，位置为第三跨，梁体为钢箱梁，钢箱梁单元件在加工厂预制，现场采用吊车吊装，为保证邛名高速公路车辆安全，梁体施工前在邛名高速公路两侧各设置1条临时通道，保证高速公路的运行，然后封闭施工范围内的高速公路。待施工完毕后，再开通高速公路。

临时道路施工期间积极与邛名高速公路管理部门进行沟通、协商，临时保通方案取得高速公路管理部门的认可，做好临时引导牌，达到有关部门的要求，方可封闭高速公路，启用临时通道。

2.4 不良地基处理重点工程

对于水量大、承载力低，对路堤稳定性有一定影响的路段，需采取挖除换填、抛石挤淤等方式处理路基。对于软弱土层厚度3.0m～10.0m的一般路段，采用塑料排水板处理软弱地基。采用塑料排水板时不能满足工后沉降、稳定要求的路段、斜坡软基及软弱土层厚度≥4m的涵洞地基、桥头软基，采用碎石桩处理软弱地基。对于软基厚度4m～6m，路堤填高不大，不具备堆载固结条件路段，采用强夯置换块碎石墩处理软弱地基。

3 结论

本文以成都经济区环线高速公路蒲江至都江堰段工程为依托，详细阐述了工程沿线气象水文、地层岩性、地震地貌等自然条件，由此根据工程所处条件对工程沿线进行分析，总结归纳出工程路线走廊带内控制因素多、干扰大，沿线经济发达、路网密集、水系发达，交通组织复杂、交叉设计难度大，沿线城镇多、人口密度大，土地资源宝贵，高架桥段落长，交叉高速公路、国省干道多，互通式立交等级高，干扰因素多等相关特点，并明确项目桥梁重点工程、隧道不良地质重点工程、跨既有线施工重点工程、不良地基处理重点工程四大重点工程，提出了适宜工程的关键施工技术和注意事项，区分了全线施工的重难点与一般常规性施工，确保工程按工期有效推进，对今后类似工程具有重要的参考和借鉴价值。