呂國棟 朱 成 劉軍營 朱 威 陳 云 郎金銘 龔智文

中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展，國家對交通基礎(chǔ)建設(shè)工程的快速發(fā)展提出了更高的要求。其中對于橋梁工程，受場站建設(shè)影響，在陡坡地段的施工進(jìn)展受到嚴(yán)重影響。

目前，前人對陡坡地段的預(yù)制梁場建設(shè)方法進(jìn)行了大量研究，提出了諸多具有創(chuàng)新性的建設(shè)方案。劉道華[1]提出按照高度50 cm多次分級降低梁場的坡度，同時調(diào)整軌道基礎(chǔ)坡度；陽長江等[2]提出對龍門吊設(shè)置夾軌鉗、感應(yīng)器及端頭硬防護(hù)的方案，以此增強(qiáng)龍門吊抵抗沿縱坡滑移的能力。以上提及的梁場建設(shè)方案，對于指導(dǎo)陡坡地段梁場建設(shè)具有重要的借鑒價值，同時也存在以下幾點不足：

1）梁場多次分級，會降低制存梁區(qū)面積的使用率，限制制存梁臺座的設(shè)置數(shù)量，直接制約預(yù)制梁施工進(jìn)度。每一分級區(qū)域作為一獨立的功能區(qū)，無法實現(xiàn)相鄰分級區(qū)域的互補(bǔ)共用。

2）受梁場多次分級影響，制存梁區(qū)內(nèi)水管布置、線路布置、排水系統(tǒng)布置及交通導(dǎo)行受限，并且軌道縱坡及功能區(qū)縱坡的調(diào)整范圍也受到制約。

3）龍門吊設(shè)置夾軌鉗、感應(yīng)器及端頭硬防護(hù)的方案，在行走軌道處于較大縱坡的情況下，龍門吊的日常作業(yè)及停放階段均存在極大的安全風(fēng)險，對龍門吊鋼軌的固定及基礎(chǔ)的設(shè)置提出更高的要求。

以安全生產(chǎn)與成本為主要控制因素，結(jié)合工程實際地形，分析現(xiàn)有方案的適用性，本文介紹陡坡路基段擋墻分區(qū)式預(yù)制梁場建設(shè)施工技術(shù)，總結(jié)梁場建設(shè)的施工工藝、施工參數(shù)和過程控制要點，以為后續(xù)類似工程提供具有實操性的工程經(jīng)驗。

1 工程概況

項目位于浙江省寧波市，受臺風(fēng)影響極大，屬于一級公路，橋梁工程采用的預(yù)制梁為30 m預(yù)制箱梁，每片預(yù)制箱梁質(zhì)量約90 t。

施工地點處于山區(qū)水源保護(hù)區(qū)，環(huán)水保要求高，同時缺少較大的平整場地，紅線外征地費用大，后期復(fù)墾成本高，且運梁便道修建難度及投入費用大，所以在工區(qū)外選址建設(shè)預(yù)制梁場的方案不可行。另外，工區(qū)位于山區(qū)互通圈，場地狹小且線路處于曲線段，不具備在線下建設(shè)梁場進(jìn)行制梁、存梁及提梁的條件。

為解決上述預(yù)制梁場選址建場[3]的難題，經(jīng)對紅線范圍內(nèi)的場地進(jìn)行實地調(diào)研，綜合考慮原地形的坡度、原設(shè)計路基的坡度、場區(qū)的面積能否滿足生產(chǎn)需求、規(guī)劃成本考慮對比及龍門吊自身特性[4]等因素，提出在項目起點首座主線橋小里程側(cè)橋頭路基上建設(shè)梁場的方案。鑒于該段路基原地形坡度陡且路基設(shè)計坡度大（坡度為2.84%），最終確定陡坡路基段擋墻分區(qū)式預(yù)制梁場建設(shè)施工方案。路基原設(shè)計縱斷面如圖1所示。

圖1 路基原設(shè)計縱斷面

2 技術(shù)原理

陡坡路基段擋墻分區(qū)式預(yù)制梁場建設(shè)施工技術(shù)，通過修筑橫向擋土墻與雙側(cè)縱向龍門吊軌道墻，將制存梁區(qū)與提梁區(qū)設(shè)置成兩臺階狀，分段降低梁場功能區(qū)的使用坡 度[5]。此施工技術(shù)滿足生產(chǎn)安全、技術(shù)創(chuàng)新、風(fēng)險管控、降本增效、綠色施工等相關(guān)要求。

具體技術(shù)原理包含以下2點：

1）綜合考慮該段路基下方結(jié)構(gòu)物、土方挖填平衡、梁場建設(shè)成本、龍門吊作業(yè)安全風(fēng)險等因素，確定出以擋墻進(jìn)行分區(qū)的建設(shè)方案。

2）通過修筑橫向擋土墻與雙側(cè)縱向龍門吊軌道墻，將制存梁區(qū)與提梁區(qū)設(shè)置成兩臺階狀，分段降低梁場功能區(qū)的使用坡度，制存梁區(qū)路基及軌道坡度調(diào)整為0.5%，提梁區(qū)路基坡度調(diào)整為1.5%，軌道坡度調(diào)整為0，實現(xiàn)梁場功能區(qū)的使用要求。梁場建設(shè)完成后縱斷面如圖2所示。

3 場站建設(shè)方案

3.1 預(yù)制梁場選址

圖2 梁場建設(shè)完成后縱斷面

梁場選址需要考慮的主要因素包括：原地形及原設(shè)計路基坡度、場區(qū)的面積是否滿足生產(chǎn)需求、規(guī)劃成本對比、龍門吊自身特性等因素。

3.2 預(yù)制梁場整體規(guī)劃

預(yù)制梁場整體規(guī)劃[6]流程：了解原設(shè)計狀況→根據(jù)需要對梁場功能區(qū)進(jìn)行分區(qū)并確定功能區(qū)坡度→標(biāo)高實現(xiàn)方式確定及參數(shù)取值計算→設(shè)計分區(qū)擋墻及軌道擋墻的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

3.2.1 了解原設(shè)計狀況

梁場選址范圍為ZK24＋000～ZK24＋320，原地形坡度陡且路基設(shè)計坡度為2.84%（ZK24＋000設(shè)計標(biāo)高為63.6 m，ZK24＋320設(shè)計標(biāo)高為54.5 m），縱坡坡度不滿足龍門吊行走安全作業(yè)的要求。

3.2.2 根據(jù)需要對梁場功能區(qū)進(jìn)行分區(qū)并確定功能區(qū) 坡度

結(jié)合實際地形及路基原設(shè)計，借鑒以往梁場成功的建設(shè)經(jīng)驗，并綜合考慮龍門吊廠家建議的坡度取值，最終確定梁場功能區(qū)坡度的取值：制存梁區(qū)（ZK24＋000～ZK24＋260）路基以及軌道坡度調(diào)整為0.5%；提梁區(qū)（ZK24＋260～ZK24＋320）路基坡度調(diào)整為1.5%，軌道坡度調(diào)整 為0。

3.2.3 標(biāo)高實現(xiàn)方式確定及參數(shù)取值計算

通過修筑橫向擋土墻（ZK24＋260）與雙側(cè)縱向龍門吊軌道墻（ZK24＋260～ZK24＋297），將制存梁區(qū)與提梁區(qū)設(shè)置成兩臺階狀，分段實現(xiàn)梁場功能區(qū)的使用坡度。擋墻平面布置如圖3所示。

圖3 擋墻平面布置

提梁區(qū)路基（ZK24＋260～ZK24＋320）坡度設(shè)定為1.5%，軌道坡度調(diào)整為0。路基標(biāo)高參數(shù)見表1。

制存梁區(qū)路基（ZK24＋000～ZK24＋260）坡度設(shè)定為0.5%，軌道坡度調(diào)整為0.5%。該段路基在ZK24＋125處下側(cè)存在1座箱涵（頂板標(biāo)高59.0 m，通風(fēng)口頂標(biāo)高60.5 m），路基標(biāo)高以箱涵通風(fēng)口頂標(biāo)高60.5 m為依據(jù)進(jìn)行設(shè)置，標(biāo)高參數(shù)見表2。

表1 提梁區(qū)路基坡度調(diào)整后標(biāo)高參數(shù)

表2 制存梁區(qū)路基坡度調(diào)整后標(biāo)高參數(shù)

3.2.4 設(shè)計分區(qū)擋墻及軌道擋墻的結(jié)構(gòu)參數(shù)

在制存梁區(qū)與提梁區(qū)之間設(shè)計衡重式擋墻，在提梁區(qū)的兩側(cè)設(shè)計供龍門吊吊裝行走的軌道擋墻，軌道擋墻與衡重式擋墻之間設(shè)計懸臂式擋墻。衡重式擋墻采用片石混凝土澆筑形成，懸臂式擋墻與軌道擋墻采用鋼筋混凝土澆筑形成，懸臂式擋墻與軌道擋墻同時澆筑，提高軌道擋墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。具體包括設(shè)計擋墻的位置、結(jié)構(gòu)尺寸、擋墻坡度、排水結(jié)構(gòu)，最關(guān)鍵的是擋墻穩(wěn)定性驗算。分區(qū)擋墻施工之前，下方的地基須經(jīng)過夯實處理，確保其承載力滿足要求。衡重式擋墻、懸臂式擋墻、軌道擋墻分別如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 衡重式擋土墻橫斷面

3.3 具體施工步驟

根據(jù)確定的制存梁區(qū)和提梁區(qū)的坡度、路基標(biāo)高參數(shù)及分區(qū)擋墻、軌道擋墻的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行梁場的建設(shè)施工[7]。

工藝流程：測量放樣→分區(qū)擋墻及軌道擋墻澆筑→梁場路基土方作業(yè)→場坪硬化→制存梁臺座及鋼筋模架臺座上部結(jié)構(gòu)施工→鋼筋加工棚制作→龍門吊安裝→輔助生產(chǎn)系統(tǒng)安裝→梁場防護(hù)設(shè)施及標(biāo)志標(biāo)牌安裝→梁場驗收。

圖5 懸臂式擋土墻橫斷面

1）測量放樣。依據(jù)梁場分區(qū)規(guī)劃及坡度調(diào)整標(biāo)高參數(shù)，借助全站儀等測量工具，對場區(qū)功能分區(qū)及結(jié)構(gòu)物進(jìn)行現(xiàn)場放樣，并做好必要的標(biāo)記。

2）分區(qū)擋墻及軌道擋墻澆筑。根據(jù)放樣位置及擋墻設(shè)計圖紙，開挖基槽，深度到位后進(jìn)行基槽檢測，待檢測合格后，鋪設(shè)碎石墊層，逐階段、分層澆筑衡重式擋墻、懸臂式擋墻及軌道擋墻，其中懸臂式擋墻與軌道擋墻分層連續(xù)澆筑。在施工前，還必須對擋墻進(jìn)行穩(wěn)定性驗算，確保擋墻基槽相關(guān)試驗檢測參數(shù)滿足要求；在梁場投產(chǎn)過程中，還需對軌道擋墻實施監(jiān)控量測，確保龍門吊行走安全可靠。

3）梁場路基土方作業(yè)。根據(jù)放樣位置，確定挖填區(qū)域，開展土方作業(yè)。對于填方作業(yè)區(qū)域，采用壓路機(jī)及小型夯實機(jī)械進(jìn)行壓實，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)按照正常設(shè)計路基參數(shù)執(zhí)行。根據(jù)施工組織需要，分區(qū)擋墻及軌道擋墻澆筑步驟及梁場路基土方作業(yè)步驟可交叉作業(yè)。

4）場坪硬化。采用C25混凝土對預(yù)制梁場的各功能區(qū)進(jìn)行硬化，硬化厚度按照10 cm執(zhí)行，對于行車通道硬化厚度按照20 cm執(zhí)行；在場坪硬化之前，先按照梁場前期布局規(guī)劃進(jìn)行位置放樣，施作臺座基礎(chǔ)、軌道基礎(chǔ)及排水渠道，并預(yù)留管線槽道等。場坪硬化作業(yè)如圖7所示。

5）制存梁臺座及鋼筋模架臺座上部結(jié)構(gòu)施工。場坪硬化完成之后，在存梁臺座基礎(chǔ)之上安裝存梁枕木，在制梁臺座基礎(chǔ)之上安裝鋼制反拱制梁臺座，在鋼筋模架臺座基礎(chǔ)之上安裝鋼筋綁扎臺架。臺座施工作業(yè)如圖8所示。

圖7 場坪硬化作業(yè)

圖8 臺座施工作業(yè)

6）鋼筋加工棚制作。在制梁區(qū)小里程側(cè)修建可移動式鋼筋加工棚，作為原材存放及鋼筋綁扎的施工場所，滿足不良天氣持續(xù)作業(yè)的要求。

7）龍門吊安裝。在梁場左右兩側(cè)的軌道基礎(chǔ)及軌道擋墻上安裝龍門吊鋼軌，并采用高強(qiáng)螺栓及壓板對鋼軌進(jìn)行固定。隨后，采用2臺50 t汽車吊安裝梁場的2臺10 t龍門吊及2臺80 t龍門吊，2臺10 t龍門吊及2臺80 t龍門吊同軌布置，10 t龍門吊放在制梁區(qū)這一側(cè)，負(fù)責(zé)提鋼筋及模板，80 t放在存梁區(qū)和提梁區(qū)這一側(cè)，負(fù)責(zé)提梁。龍門吊安裝如圖9所示。

圖9 龍門吊安裝

8）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)安裝。借助場坪硬化步驟中預(yù)留的管線槽道，施作完成梁場給排水、養(yǎng)生、電力、消防等系統(tǒng)布置。

9）梁場防護(hù)設(shè)施及標(biāo)志標(biāo)牌安裝。按照梁場標(biāo)準(zhǔn)化管理要求，采用圍欄對梁場的功能區(qū)進(jìn)行分隔，合理規(guī)劃人員及車輛通道，并在醒目位置合理安裝標(biāo)志標(biāo)牌。

10）梁場驗收。梁場建設(shè)完成之后，邀請監(jiān)理單位及建設(shè)單位對梁場進(jìn)行驗收檢查，包含梁場方案的執(zhí)行、千斤頂與壓漿機(jī)的標(biāo)定、龍門吊的檢測備案、噴淋系統(tǒng)及消防系統(tǒng)的運行、鋼筋加工機(jī)械實際工作性能及標(biāo)準(zhǔn)化落實等情況。

4 效益分析

陡坡路基段擋墻分區(qū)式預(yù)制梁場建設(shè)施工技術(shù)取得的主要效益有以下幾點：

1）可規(guī)避紅線外征地復(fù)墾費用，降低梁場作業(yè)風(fēng)險，實現(xiàn)梁場功能區(qū)與現(xiàn)場地形的有機(jī)結(jié)合[8]。分區(qū)擋墻的設(shè)置能夠減少放坡，提高梁場的土地利用率，同時，軌道擋墻的設(shè)置能夠方便調(diào)節(jié)龍門吊的行走坡度及行走標(biāo)高。

2）有效提高制存梁區(qū)面積的使用率，便利梁場管線的布置及相關(guān)車輛的通行。

3）可最大程度降緩龍門吊軌道的行走坡度，提升項目安全施工的水平及技術(shù)創(chuàng)新的能力。

5 結(jié)語

陡坡路基段擋墻分區(qū)式預(yù)制梁場建設(shè)施工技術(shù)已在余姚G228項目上得以成功應(yīng)用，在梁場投入應(yīng)用后，軌道擋墻穩(wěn)定，龍門吊運行正常，綜合效果理想，滿足使用要求。梁場效果如圖10所示。

圖10 梁場建成效果

通過陡坡路基段擋墻分區(qū)式預(yù)制梁場建設(shè)施工技術(shù)的應(yīng)用，工程建設(shè)實現(xiàn)了安全生產(chǎn)、風(fēng)險管控、降本增效、綠色施工的目的。同時通過實際應(yīng)用，對該技術(shù)涉及的施工工藝、施工參數(shù)和過程控制等進(jìn)行介紹，為類似工程提供經(jīng)驗借鑒，以切實提高復(fù)雜地段梁場建設(shè)的施工技術(shù)。該施工技術(shù)的技術(shù)理念可推廣到陡坡地段且紅線外用地緊張的公路及鐵路相關(guān)場站建設(shè)領(lǐng)域。

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