哈大客运专线西海特大桥养殖区施工方案制定与实施

陈 麟

(中铁五局集团有限公司,贵阳 550002)

哈大客运专线西海特大桥养殖区施工方案制定与实施

陈 麟

(中铁五局集团有限公司,贵阳 550002)

随着高速铁路建设的不断发展,在经济发达、人口密集的滨海城镇地区修建客运专线或城际铁路将会越来越多,而铁路建设及运营对沿线的环境影响也日益受到地方政府及公民的关注,他们同时也会依据现行法律提出相应的要求作为施工的先决条件。在这种背景下,原本相对低廉的简易施工方案,因上述原因,而不得不增加种种措施以满足环保要求。另一方面,高速铁路施工具有多种专业交互作业、在一定时间内快速完成的特点,因此对工程建设的运输效率也提出了更高的要求。介绍哈大客运专线西海特大桥在营口市境内穿越长度约14 km的海产品养殖区时,桥梁基础工程采用双侧主辅便道的施工方案的制定、实施过程以及取得的效果。

哈大客运专线;西海特大桥;养殖区;施工方案;制定与实施

1 概述

哈大客运专线DK195+650～DK209+900段线路原设计有东、西线方案,东线位于淤泥河与沈大高速公路之间狭窄的辽河冲积平原及滨海平原阶地上,线路行经此段长约 14 km;西线方案则从海产品养殖区穿过。因东线方案的线位在此段多次与输油管道、通信光缆并行交叉,经比选,最终选择了在淤泥河以西穿越西海养殖区的方案。

西海养殖区原系中盐集团公司营口分公司的生产基地,主要产生海盐。从卫星图片上可以看到,场区均为海埂所围,内为次埂纵横分割的生产区域以及众多的产盐循环水道,靠提灌站将渤海湾的海水导入。后随经济以及人工养殖技术的发展,场内多数区域已经出租养殖较高附加值的海产品,至 2007年 8月哈大铁路客运专线开工时,盐场的养殖业已经成了当地主要的产业之一。

西海特大桥全长 26545.80m(起讫里程为 DK190+114.05～ DK217+241.60,短链 581.75 m),孔跨布置有3-20m+10-24m+789-32m+1-(40+56+40)m+1-(32+48+32)m。其中 DK195+650～DK209+900段位于西海养殖区内,长度约 14.25 km(两端有少数鱼塘和稻田),从主海埂起算,线位切入养殖区 0～2000m不等,涉及 436个桥墩。

2007年 10月与养殖区主要产权单位中盐公司营口分公司接洽后,了解到如下情况：整个养殖区原为盐场产生区(盐田),随着经济改革发展,已将大部分盐场划分成若干区域出租给养殖户进行海产品的养殖,养殖品种主要为海参和虾类,线路穿越部分的养殖区面积约 60km2,如图1、图2所示。

图1 西海特大桥养殖区平面示意

图2 养殖区施工调查现状

由于必须满足产权单位和养殖户的环保条件后才能进入养殖区内进行工程作业(如施工调查、修建便道、地质勘探、基础施工等),所以,养殖区内除 G305国道外均未能作地质勘察工作,桥梁基础的施工图设计均为预设计。而要进入养殖区进行施工,主要存在两方面的障碍：(1)养殖户提出了严格的环保先决条件;(2)征、迁与被征、迁方的征、迁标的差距过大,难以达成协议。在经历了多次漫长的谈判后,最终在各级地方政府的协调下,建设单位与产权单位于 2008年6月达成了初步协议。以下是产权单位及养殖户提出的环境保护条件。

(1)便道施工前,在离两侧便道坡脚外侧 20m处设置尼龙防护隔网,隔离海产品、防止进入施工区域。产权单位将施工区域内的海产品转移到外侧水域。在隔离网附近安装彩钢瓦隔水,防止便道施工时的浑浊水污染两侧的养殖水域。

(2)为防止便道施工期间对水域的污染,填料必须采用片石抛填。淤泥顶面以上则采用片石混砟填筑。

(3)为防止基坑内污水渗到外侧水域,在便道外侧必须设置防水围堰。

(4)在施工便道后,必须保证该片水域的海水循环畅通,确保不影响盐业的生产。每隔一定距离(实施时由中盐公司现场指定)在便道下方和原有的堤坝设置圆管涵排水,并在进水口设置水闸,圆管涵洞的内管径为 1.5m,根据过水量的大小分为单排涵管和双排涵管。

(5)工程完工后,将便道清除(红线以外)、拆除隔离彩钢瓦,尽量恢复养殖区原状。

(6)弃砟处理：对于泥浆、带水的弃砟经沉淀处理后运至弃土场,运输车需加蓬覆盖,以避免洒漏或扬尘污染。

(7)废水处理：施工废水经沉淀池沉淀后运至养殖区以外处理。

(8)油污控制：在施工过程中加强对施工机械的检修和保养,保证施工机械作业时不漏油液,避免对养殖区形成污染。

(9)扬尘控制：施工过程中行驶车辆尽量慢行,并配置洒水车对便道洒水,以避免扬尘污染。

(10)振动及噪声控制：选用施工机械时尽量选用振动和噪声较小的机械,最大限度地减少振动及噪声污染。

2 方案的制定与实施

在承诺产权单位和养殖户的环保条件后,2008年 9月才得以在养殖区内进行详细的施工调查,调查中发现区内分割堤埂均采用片石填筑而成,说明海产品养殖对海水的浑浊程度有较高要求所言不差,如图3所示。表1则是现场调查后,施工、监理、设计三方共同确认的调查情况：平均水深 1.7m,平均淤泥厚度 1.8m。

图3 场内以片石填筑的海埂

表1 施工、监理、设计三方现场调查统计 m

2.1 方案比选

从图1来看,如能在养殖区内适当的地点修建与施工便道连接的引入道路,将此段桥梁分成数个相对独立的施工单元是明智的。但实际情况并非如此简单,在类似营口这类经济较发达的辖区内,临时用地、环保及道路养护的费用已经远高过从养殖区两端向中间推进的施工方式。因此,方案的选择必须考虑如何在十几公里的狭长空间,既能满足桥梁基础快速施工,又能满足后期桥面系和无砟轨道施工对物流组织的要求。

根据产权单位及养殖户提出的 10条施工原则及现场调查的水深、淤泥厚度情况,结合预设计施工图初步拟定 4种施工方案：(1)草袋围堰 +顺桥便道;(2)筑岛围堰 +顺桥便道;(3)主辅双侧便道;(4)钢栈桥+钻孔平台。

毫无疑问,方案(4)虽然能保证施工正常进行,修建钢栈桥对养殖区污染也较小。但该方案不仅费用最高,而且在桥梁桩基施工期间需要增加大量防泥浆、废水污染的措施,如大量的钢制泥浆池等,同时这些设施将占用有限的便桥及作业平台空间,降低了工程运输效率。

而方案(1)、(2)、(3)实质上是同一种施工方法的不同形式,实施上无困难,但从工程量和对养殖区的污染防护来看,方案(3)的双侧主辅便道可以将施工范围限制在两便道之间,施工产生的钻孔泥浆、污水等建筑垃圾可以灵活地通过便道外运。在双侧便道之间沿桥梁纵向每 150m左右设一横向连接道,这样既可解决运输车辆的交汇、提高运输效率,在工程数量上又较方案(1)、(2)少,同时也便于组织短周期、快速循环的桥梁基础工程施工单元以及后期桥面系、无砟轨道、电力和通号施工对物流组织的要求。因而极具优势,最终选择方案(3)。

2.2 双侧主辅便道方案及实施

图4即为满足环保条件的双侧主辅便道的一般断面布置图。考虑到线位逐渐切入养殖区的实际,故在养殖区两端部分区域线位距岸边小于 50m的区段,则采用单侧便道加筑岛的方案。

图4 双侧便道断面布置(单位：m)

图5则是施工推进示意图。其主要施工顺序为：首先按划定区域设立相对封闭的隔网,由养殖户将海产品打捞移出施工区以外,施工防护彩钢瓦以限制由于抛填片石产生的浑浊扩散到施工区域以外,并始终保持超前约 100m距离。以此循环由养殖区两端向中部推进,直至合龙。在施工期间,待一定长度道路填出水面 0.5m后即进行机械碾压,上部填筑山皮土并施作泥结石路面。维持制盐水道的涵管按与产权单位所签定的协议,在施工中由产权单位派出的人员现场指定位置后进行施工。

从 2008年 10月上旬开始,施工单位从大局出发,充分考虑到设计单位尚需进行地质勘探作业,以便次年初可以进行桥梁基础的施工。施工单位集中了所有施工资源,在前端快速推进、后端钻探跟进的紧凑布置下,于 2008年 12月中旬最终完成了养殖区便道的施工,地质钻探也于 2009年 1月顺利完成外业工作,为3月正式出图并展开桥梁基础施工奠定了坚实的基础。见图6。

图5 便道施工推进示意(单位：m)

图6 便道施工、地质钻探及桥梁施工图片

表2为实施方案与设计工程数量对照情况。

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尽管该方案是经过比选并经业主确认的方案,但为了满足产权单位及养殖户关于污染防护的先决条件,故增加了较多的防污染和保持制盐水道循环系统的措施,所以实施数量较设计大。特别是地质钻探紧跟在后面作业,无法提供足够多的移动式地质钻探用钢平台,只能将承台范围用山皮土填出水以便先行提供钻探用场地。所以较方案中“先打入钢板桩、抽水后换填 1m厚黏土”的数量成倍增加。

养殖区内无施工用水标准的淡水,因此,桥梁工程施工用水均需沿线铺设供水管线,施工用电也需要单独架设供电线路。为限制噪声,桥梁桩基施工设备的配置则以旋挖钻机为主,对个别需在风化片麻岩持力层中钻进的桩基则配置少量冲击钻。

本段桥梁下部工程计有 436个桥墩,主要工程数量有：φ1.0～1.5m钻孔桩 3 500根,计 14.6万 m;承台及墩身混凝土 8.48万 m3。从养殖区南北两端向中部推进,共配置 5个桥工队,每个桥工队按照每两个横向连接道之间 5～6个桥墩为一个基本施工单元,以桩基施工单元为先导,其后紧随承台单元及墩身单元。并以此为基础,建立标准化流水作业体系循序推进。从2009年 3月至同年 8月,历时 6个月即告完成。确保了 2009年底完成管内全部箱梁架设任务,确保了节点工期的实现,为 2010年冬休期后(冬休期一般在 3月底结束)全面开展无砟轨道、桥面系、电力及通号的施工创造了条件。

3 结语

在线位不变的条件下,西海养殖区桥梁最终采用的施工方案既考虑了满足产权单位及养殖户的先决条件,同时重点考虑了在水域内狭长通道上便道施工与地质钻探作业、桥梁基础施工时施工单元循环推进中的运输组织因素。同时,这个方案也为后续无砟轨道、桥面系以及电气化、通号等专业在养殖区这样一个特殊环境下能够高效率的交互施工提供了良好的条件。

事实证明,这是一个既相对经济、实施方便,又能满足节点工期的成功方案。

[1]TZ213—2005,客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].

[2]铁建设[2009]226号,铁路工程施工组织设计指南[S].

[3]国务院令第 253号,建设项目环境保护管理条例[S].

[4]GB3096— 2008,声环境质量标准[S].

[5]GB12525—98,铁路边界噪声限值及测量方法[S].

U 238;U 445

A

1004-2954(2010)11-0077-03

2010-06-09

陈 麟(1958—),男,教授级高级工程师,1982年毕业于西南交通大学,工学学士,E-mail：jkylin@163.com。