韶水干线公路下穿沪昆高速施工方案比选

2021-06-26李昂

运输经理世界 2021年31期

李昂

（核工业长沙中南建设集团有限公司，湖南长沙 410007）

0 引言

随着我国基础设施建设的提速，公路交通网络不断完善，新建道路穿越既有道路的情况日渐增多且穿越情况越来越复杂，大多数是采用框架桥的施工方法。框架桥拥有占地少、施工便利及经济等特点，框架桥的主要优点是结构整体性好、刚度大、抗变形能力强、基底应力小，适合于地基承载力低、不均匀沉降大的地质条件[1]。

1 工程概况

韶水干线公路是韶山经月山至水府庙公路，在沪昆高速公路潭邵段K1145+047 处正交，框架桥穿越位置为高填方路段，路基填土高度约为9m，路面为沥青混凝土路面，路面各层总厚度约为70cm。框架桥采用箱涵结构，总长50.5m，横断面尺寸总宽14.1m，总高7.9m，顶板顶面填土厚约1.9～2.46m；底板厚1.2m，顶板厚1.0m，墙身厚0.8m，净宽12.5m，净高5.7m。

2 施工方案比对

2.1 施工方案

2.1.1 明挖法施工

相对于框架桥顶进法，原设计不用修改，只对施工方法进行变更，由暗挖改为明挖，采取钢管桩支护体系确保相应半幅的通行安全和开挖工作面的安全，开挖后台背将采用气泡轻质混凝土作填料。气泡混凝土不仅能满足台背填料强度且不会产生路基沉降，还能减轻台背填土重量，规避顶进法对高速公路的沉降隐患。

2.1.2 空心板简支桥施工

在进行桥梁的下部构造施工的同时，对已封闭的潭邵高速一侧同步进行空心板制作，采用汽车吊安装。在桩基施工时，先施工两侧桩基，中间一个车道作为施工车辆通行车道，施工中间桩基时，可在一侧预留一个车道作为施工车辆通行车道，仅在施工盖梁及吊装梁板时，需在未封闭一侧借用一个车道作为施工车辆通行车道，借用时间较短，同时不影响中分带的通信光缆，也没有明挖法钢管桩打不到位、深基坑不稳定等安全隐患。为确保高速公路大修期间的施工车辆通行，在未施工一侧借用一车道，供施工车辆通行，或在开挖侧先行填筑施工便道，施工便道顶面宽度约为4m，面层采取沥青表处，边侧设置波形护栏。

2.2 施工工艺

2.2.1 明挖法施工

进场准备工作—中央分隔带管线布置情况—管线临时迁移方案—开挖左半幅框架桥基坑一基坑边坡处理—挖设基坑排水沟—施工放样—浇筑框架桥底层混凝土—框架桥底板、墙身、桥顶的钢筋安装、模板安装及混凝土浇筑—基坑回填—拔除钢管桩、挖除便道—施工左幅框架桥八字墙—高速公路左半幅框架桥施工—路面层施工，高速公路左幅恢复通车—右半幅施工（同左半福施工方法）—路面层施工，高速公路右幅恢复通车—施工地方道路水泥路面—完成框架桥施工。

2.2.2 空心板简支桥施工

测量放样—泥浆池开挖、造浆—钻机就位—护筒埋设—冲击成孔—清孔—导管水下灌注—借道交通组织—基坑开挖—桥台台帽施工—垫石施工—支座安装—梁板汽车吊安装—绞缝施工—桥面铺装—护栏及搭板施工—借道交通组织撤除—伸缩缝施工。

2.3 施工工期

2.3.1 明挖法施工

施工的具体日期以沪昆高速公路半幅封闭时间为施工起始时间，南半幅大修半封闭施工期限为108天，相应框架桥明挖法施工期限按75 天控制，并包括中分带的开挖与管线保护，北半幅大修半封闭施工期限为85 天，相应框架桥明挖法施工期限按65 天控制，南北半幅施工总工期按140 天控制。在框架桥明挖法施工方法中，支护钢管桩施工是影响整个工程施工进度的关键工序，并且施工复杂且难度大，很大程度上增加了框架桥明挖法整体施工进度的风险，导致施工工期延长。

2.3.2 空心板简支桥施工

采用空心板简支桥施工仍是以沪昆高速公路半幅封闭时间为起始时间，南半幅大修半封闭施工期限为108 天，相应空心板简支桥施工期限按75 天控制，北半幅大修半封闭施工期限为85 天，相应空心板简支桥施工期限按75 天控制南、北半幅施工总工期按150天控制。由于在空心板简支桥施工方案中，该施工方法的工艺相对成熟，导致工期增加的风险几乎不存在，工期完全可控，如表1。

表1 关键施工进度计划对比表

2.4 施工安全

2.4.1 明挖法施工

采用框架桥顶进明挖法施工时，在安全方面特别需要注意三点：第一，由于该路段的地质资料不全，G60 路基是否采用填石或土石混填不得而知，若采取明挖法施工，需做地质勘察掌握该路段的地质情况，若勘察后发现地质条件不允许采取明挖法，会导致工期延后；第二，若在施工过程中钢管桩支护不到位，会导致深基坑塌陷，对箱涵施工及G60 行车安全存在很大的安全隐患；第三，在施工中开挖中央分隔带时，需对道路掩埋的管线进度保护，若管线在施工过程中被破坏，将使G60 通信中断，会致使工程的成本增加，G60 通信的抢修会导致工期延长的风险增加。

2.4.2 空心板简支桥施工

在空心板简支桥的施工中对中分带的通信光缆不影响，也不用考虑明挖法中出现的钢管桩打不到位、深基坑塌陷等安全隐患问题，并且大部分的施工时间均在车道两侧进行，对道路的影响极小，相比框架桥明挖法施工更安全。

2.5 工程造价

目前对建筑工程发展与推广最直接的影响因素是工程造价过高，而施工方案的选择也直接影响工程造价的高低，现根据工程造价标准及依据要求对明挖法及空心板简支桥法各关键工程做出预算对比，如表2所示，能够明确看出，空心板简支桥施工关键技术方案的工程预算仅为明挖法关键技术方案工程预算的70%，相比于暗挖法关键技术方案工程预算更是减少了360 万元，节约总投资近500 万元。

表2 框架桥与空心板简支桥施工方案造价对比表

2.6 交通组织

2.6.1 明挖法施工

框架桥施工的所有机械与物资均从娄底东互通进入潭邵高速，从封闭的半幅道路中到达施工点，利用封闭的半幅路面两端各50m 作为临时施工场地，堆放施工材料。所有车辆通行将严格遵守潭邵高速大修项目部相关交通组织执行，开工前将编制详细的施工计划上报潭邵大修项目部，以便得到各相关单位的支持与配合。

2.6.2 空心板简支桥施工

桥梁桩基分两阶段施工，一期施工两侧桩基，二期施工中间两根桩基。全部机械设备、材料从娄底东互通运至施工点，其中桩基钢筋笼在封闭半幅的一侧加工，混凝土采用商品混凝土，从娄底东互通上高速经封闭的半幅道路运至施工点。空心板、桥面铺装材料及防撞墙、桥台搭板等材料及机具同样从娄底东互通经半幅封闭的潭邵高速运至施工现场，与大修工程路面施工同步进行，确保了大修路面施工所需时间。

3 确定最优施工方案

对施工方案进行比选时，需要综合考虑各施工方案、进度、安全及经济等方面。其中，不仅要保证施工过程中的安全，还要对周边环境的影响小，施工方案须对交通组织的影响降到最低。另外，经济上还要考虑施工造价与施工工艺的难易程度。根据上述六个方面对明挖施工法和空心板简支桥施工法的方案进行比选，综合考虑比选出质量保证、工期可控以及安全经济的施工方案。

由表2、表3 可知，空心板简支桥施工法的施工方案成熟且安全，难度小，施工工艺简单，较原设计方案节约总投资近500 万，只有施工工期较明挖法多10天，但整个工期可控。该方案不仅保证了沪昆高速大修工期和大修质量，提升了干线公路修建速度以及干线公路品质，还有利于干线公路土方调配、后续扩建和发展。经综合比对，选择空心板简支桥施工法作为韶水干线公路下穿沪昆高速的施工方案。