高原地区公路施工中桥涵施工特点及施工要点探讨

付占龙

摘要：近年来，国内经济发展速较快，极大地推动了公路运输事业的发展，与此同时，运输量的增加对公路施工质量提出了更高要求。其中高原地区公路建设施工具有一定特殊性，地势高、环境恶劣、人员和机械的作业效率降低，再者考虑到高原地区公路建设对当地物资运输、经济发展具有极大影响，为此，提高对高原地区公路施工的全面分析具有重大意义。本文针对高原地区公路施工中桥涵建设进行了探讨，提出了主要注意事项。

关键词：高原地区；公路施工；桥涵施工；施工要点

0引言

上世纪90年代，国家公路交通行业发展迅猛，建设了多条跨省高速公路，促进了公路、桥梁等工程项目的发展。高原地区由于地理地势、气候条件等原因，具有施工难度大的特点，但是考虑到当地经济发展落后，公路交通对物资运输具有核心作用，因此需要切实合理的提高高原地區公路建设水平，针对其中难点问题进行全面分析，建立适合当地发展的施工模式。

1高原地区桥涵概述

高原地区一般多以冻土为主，为了提高桥涵施工稳定性、安全性，其设计和施工需要加强特殊处理。高原地区的桥涵设计中需要加强材料、结构、工艺操作等方面的重点考虑，尽量做到施工简洁、维护操作少的要求。当下提高结构耐久性的方法主要包括：桥涵结构、混凝土材料、墩台结构、基础类型等方面。很长一段时间以来，国内外在高原冻土区的研究停滞不前。结合高原地区冻土特点和当地气候条件，业内研究人员发现：冻土对桥涵的危害主要体现在多年冻土上的土壤反复受冻膨胀、融化沉降，进而引起结构被破坏。

2高原地区公路桥涵施工

高原地区通常存在多年冻土、地下水、热融坍、冰丘、热融湖塘、融冻泥流等不良地质现象，而这些不良地质现象势必会给公路桥涵施工增加困难，它会引起桥涵多种工程病害，比如桥涵融化下沉、基础寒冻胀起：涵洞结构开裂、洞内结冰堵塞、纵向位移等。同时高原地区具有海拔高、气压低的特点，容易引起作业人员缺氧，整体设备、材料的运输状况不好，如此对高原公路桥梁的后期养护工作提出了更高的要求，在具体的操作中首先应确定从全寿命观点出发，重点考虑桥面、桥梁主体、支座、墩台及附属工程的耐久性，确保施工建设的高质量、高水平。结合多年经验，对多年冻土区桥梁进行基础形式的设计，通常选择钻孔灌注桩，另外在冻土上限1.5倍范围内施工时可忽略桩基摩擦力。为了实现对高原地区公路桥梁的合理施工，必须保证严格执行施工原则。

2.1桥梁工程施工要点

2.1.1桥位选择原则

桥位选择方面，需要考虑路线整体走向，还需要考虑水文地质、地形、河道规划等要求。尤其是针对路线、线形走向影响深远的桥梁，需要避免对整体线路走向的过多影Ⅱ向，加强不同河段、不同桥位的方案比对，以期获得最佳桥位和线路方案。还需要加强下述事项的注意：第一，在跨越主要河流、道路和设备设施时，需要设置桥梁结构物；第二，桥位选择方面，需要保证河道顺直、滩地足够高等要求，且河槽可通过大部分河道为准，避免桥梁建设引发当地水流紊乱的危害：第三，尽量保证桥梁轴线与高洪水位水流形成正交方向，以便缩短桥梁长度，减少施工成本：第四，加强对桥头界限位置的考虑，保证良好的地形条件、较短的运营里程，尽量降低拆迁费用：第五，桥位选择方面还需要考虑当地水网、路网、城市规划等要素，加强与周边环境的协调管理。

2.1.2桥型、桥长施工原则

第一，桥涵构造物需要尽量满足河流水文条件，对应孔径、建设规模等需要结合当地河流的水速、水位等要求。保证桥涵构造物、路基等在当地洪水频率下可安全施工。第二，加强安全经济、美观设计的设计原则，如果桥梁没有特殊跨径要求，一般首选结构合理、运营经济、集中预制的施工模式，保证项目施工更具便捷性。第三，考虑到桥面平整度、舒适度等要求，需要降低接缝数量，大中桥梁可采用连续结构进行设计。第四，桥梁跨径选择方面，需要采用高跨比的要求，保证跨径满足总造价最低的要求。如果桥墩高、地质条件差，跨径可更大，反之桥墩低、地质条件良好条件下，可采用小跨度跨径。第五，针对横跨公路的桥梁，在跨径选择方面，需要考虑桥下净空、规划设计等要求，合理选择跨径进行组合作业，提高桥型美观度。第六，桥孔设计、结构设计中，需要加强项目所在地路网、水网、环境影Ⅱ向因素的考虑，充分提高桥梁使用功能。对于城镇周边桥梁，还需要考虑环境协调性，保证满足大众生活生产的出行需求。

2.1.3施工方法分析

考虑到高原多年冻土、岛状冻土等条件，若不存在地基为粗粒土、裸露基岩，设有地下水、地表水等条件，可首先选择桩基施工。由于高原地区地质复杂，再加上严重缺氧，在正式施工前应先安排专人对实际施工环境进行科学的调查试验。一般选择钻孔灌注砼桩，该方法具有功效高、强度低、施工方便的优势，作业速度较快。但是施工中需要严格执行设计规定进行管理，可添加低温混凝土速凝剂。该方法在高原地区应用极为广泛。桥梁设计施工一般需要遵守现行制度规范，多年冻土、岛状冻土地区更需要注重桥梁上部结构的施工，即梁与桥台、梁与梁之间的施工，伸缩缝需要大于现行规范值的2-3倍。若桥台基础处于卵石土条件下，只需简单处理即可，但若地质条件较为复杂，应比照桥墩进行设计，台后填堵一般采用粗粒土，沿线路方向的粗颗粒填料长度需要控制在50m之内，避免陆地现行冻涨引发的河心方向推移：另一种避免推移的方法是在桥梁纵断面进行特殊设计，如延长桥梁，使桥台退居岸线后侧20m左右，河岸边坡可采用轻型防护设计，台后借助粗颗粒土壤进行施工，路堤长度可缩减20m。

2.2涵洞工程施工

涵洞施工相比于桥梁结构施工，仅属于小型施工项目。有资料显示，冻土区的公路和铁路工程中，冻害问题发生最为严重：高原多年冻土区域中，一般不会选择拼装式小桥涵、变形敏感的拱涵、盖板涵等；一般需要选择抗变形能力较强的框架箱涵，出入口设置中选择一字墙较为合理，同时涵洞基础中，需要采用粗颗土进行换填操作，换填深度一般不得超过天然上限；工程经验表明，技术指标比较过后，可采用金属波纹管涵。endprint

2.3隧道工程施工

隧道自身结构在一般情况下不会产生太大问题，但对于多年的冻土区域，必须对此予以充分的重视，必须加强构造措施的优化，从而提高施工质量。目前公路隧道产生冻害的主要原因是：边墙、拱顶交界位置容易发生施工缝漏水、渗水挂冰等问题，考虑到隧道洞中、洞口的温差，漏水会引起洞口轨面结冰、边墙挂冰，对内部界限的危害极大，严重时甚至需要封闭道路，不得让车辆通行，因为施工缝位置渗水形成的冰楔容易造成边墙脱落，甚至会随时间延长而逐渐扩展。现场勘测后，一般挂冰厚度最大可达40cm之上，路面结冰后车辆行驶安全隐患极高。隧道设计中，需要加强施工缝防水隔水措施的落实，提高衬砌合理性，同时需要考虑后期维护治理工作的顺利进行，可采取曲墙代替直墙的设计方法；洞中需要加强泄水沟、洞的保温考虑。

3案例分析

以大武至久治（省界）公路扩建工程中桥涵施工为例进行说明，桥址所在地为严寒地区，环境类别为Ⅱ类。全线位于季节性冻土地区，道路冻深：K118+000-K130+000为1.32m，钢筋混凝土盖板涵基础埋深为2.0m，小桥涵埋深采用2.5m，以此减少冻胀对基础的影响，从而增强结构的耐久性。大中桥采用了桩基础或扩大基础，基础埋置深度结合冲刷计算和冻深要求，在满足承载力要求的前提下确定基础埋置深度。

设计必须严格遵循现行规范对耐久性的要求，除此之外，结合青海省及项目所在地区的气候特点，道路通行车辆特点等，考虑了以下几点：

第一，项目所在地区气候高寒，桥梁冻融破坏对桥涵耐久性影响较大，本次设计中加强了桥面排水设计，桥面系设置泄水管和防水层，涵顶现浇层上设置防水层。桥涵防水层设置应覆盖整个桥涵面，具有良好的耐久性，并且不低于桥面沥青铺装层使用年限的寿命，能适应桥梁动荷载抗压，抗拉的特点，防水涂层与其上沥青混凝土铺装层应有相融性，二者之间的粘结力不低于沥青混凝土铺装层与混凝土桥面之间的粘结力，对混凝土桥面板亦应具有良好的粘结性，以保证沥青铺装层粘结力的需要，并在粗糙桥面板上具有良好的密贴性，防水层粘结后不得夹有空气层，抗渗要求应在0.3MPa以上。

第二，本项目地处高寒地区，具有低气温、高温差、高蒸发量的特点，对混凝土结构的施工造成极大的影Ⅱ向，为保证混凝土工程的耐久性，必须使用有特殊要求的低温早强耐久混凝土，混凝土耐久性指数DF应≥80%，设计抗冻等级应≥F250。

第三，高寒、干燥条件下，桥梁结构的混凝土养护需要考虑失水危害。一般需要保证负温条件下，可持续硬化，同时可在规定时间内达到要求的耐久性、强度要求。避免混凝土因环境温差过大发生开裂问题。养护周期内，内外温差需要控制在15℃之内。

4桥涵施工注意事项

首先，30m跨径后张法连续箱梁桥施工难点，需要重点考虑混凝土施工的伸缩缝、护栏、支座等附属预埋件是否齐全，施工后需要加强预应力孔道、钢筋位置的精确定位：加强对梁顶、底板、腹板位置的厚度控制，施工单位需要选择合适粒径骨料进行配比试验：梁端2m范围内混凝土可能存在局部应力过大、钢筋密度高的状况，需要加强振捣操作，严格控制施工质量。其次，为了避免预制梁上拱过大，及预制梁与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，存梁期不超过90d，若累计上拱值超过计算值10mm，应采取控制措施。最后，预应力工艺方面，管道位置需要严格按照坐标要求进行钢筋施工，定位钢筋、箱梁腹板箍筋电焊连接，避免错位、管道下垂等危害发生，一旦管道、钢筋喷嘴，需要提高对管道位置的精确控制。浇筑前需要检测波紋板的密封性，避免阻塞管道的行为，从而提高施工质量。endprint