复杂山岭重丘区高速公路桥梁工程穿越国家公益林施工便道选线方案探讨

张春梅

（中铁十一局集团第五工程有限公司，重庆400037）

1 引言

随着我国交通基础设施的不断发展，国家高速公路网已趋于完善，而国家西部地区省高、地高等山岭重丘区因工程难度大、建设成本高等特点于近些年才被纳入高速建设议程[1]。随着省高、地高网建设的不断增多，为更好地带动偏远地方经济发展，高速公路桥梁工程穿越复杂地形地貌在所难免，这给工程施工带来了新的课题。

在平原微丘区设置桥梁，组织桥梁工程便道选线和施工是非常容易的。但如何在复杂山岭重丘地形条件下开展施工便道选线和修建，有效组织工程建设期间所需物流交通是人们面临的新挑战。因此，在施工某高速公路洞头大桥跨越国家公益林区深V 型沟谷时，综合考虑安全、进度、效益和环境保护等因素，针对“核心钢便桥+局部便道新建”“整桥便道新建”方案从各方面进行详细比选和探讨后，采用“核心钢便桥+局部便道新建”方案施工非常合理，具有一定的工程意义和借鉴价值[2]。

2 工程概况

洞头大桥为跨越山谷而设，孔跨布置为8 孔30.5m 先简支后结构连续预应力混凝土T 形梁桥。桥位平面位于右偏圆曲线（半径R=1550m）上，纵面位于纵坡2.5%（坡长为1950m）的上坡段上。采用3 孔、3 孔、2 孔一联先简支后结构连续，全桥共设8 道伸缩缝。桥梁上部构造为30.5m 先简支后结构连续预应力混凝土T 形梁；下部为钢筋混凝土盖梁，双柱圆墩，桥墩桩基采用钻孔灌注桩基础，桥墩均按摩擦桩基础设计。曲靖岸桥台为桩柱式桥台，基础为桩基础，师宗岸桥台为重力式桥台，扩大基础。

洞头大桥属构造侵蚀中低山地貌区，微地貌属山间沟谷地貌。桥址区高程介于1805～1853m，相对高差约48m，最低点位于中部沟谷，地形起伏，沟谷两岸地形较陡。一般坡角20°～50°，局部较陡达50°～75°，如图1 所示。

图1 洞头大桥平面布置图（单位：m）

3 问题的提出及难点分析

3.1 问题的提出

洞头大桥位于师宗县大同镇洞头村境内，地形地貌较为复杂。经现场详细踏勘，洞头大桥横跨深V 型沟谷，谷底有一条小溪，常年流水，枯水期1.1m3/s，丰水期9.3m3/s。桥面至谷底深42m，洞头大桥整个桥位横穿国家公益林区。如何在如此狭窄的地形条件下实现便道选线并且满足施工需求是工程成败的关键；如何在国家公益林区尽可能小地破坏既有生态环境是便道选线是否成功的控制重点[3]。

3.2 难点分析

根据洞头大桥桥位区地形地貌条件可知，施工便道需在深V 沟谷两侧陡坡上进行展线修筑，而两侧陡坡横坡一般坡角20°～50°，局部较陡达50°～75°，垂直坡高9～48m，坡陡谷深，且便道区全部位于国家公益林区域，如何有效组织便道选线和施工是工程成败的关键[4]。

4 施工方案比选

“核心钢便桥+局部便道新建”方案和“整桥便道新建”方案在复杂山岭重丘区施工中各有优势。在洞头大桥施工中，为了选取最佳方案，从安全、进度、经济和环保等方面综合分析比较2 方案的优越性。

4.1“核心钢便桥”+“局部便道新建”的优缺点

4.1.1 优点

1）洞头大桥便道选线占用国家公益林区域较小，能尽可能小地减少对周边自然环境的破坏；

2）洞头大桥施工便道纵坡小，便道施工期间物流运输及行人安全风险可控。

4.1.2 缺点

1）钢便桥桥墩修筑困难，桥墩修筑区间以人工为主，机械为辅，施工安全风险较高；

2）施工周期长，需新建96m/座钢便桥横跨深V 沟谷，便桥墩高27m，施工周期长，工期不可控；

3）成本高，线路全长410m，新建钢便桥96m/座，预估造价167.77 万元（见表1）。

表1 “核心钢便桥+局部便道新建”方案造价表

4.2“整桥便道新建”的优缺点

4.2.1 优点

1）施工便利，可在两侧陡坡上展线实施；

2）施工周期短，便道修筑以机械为主，人工辅助修整为辅，可快速拉通施工便道；

3）成本低，线路全长820m，预估造价82.17 万元，如表2所示。

表2 “整桥便道新建”方案造价表

4.2.2 缺点

1）占用国家公益林面积大，整条便道需占用国家公益林地约7333m2（11 亩）；

2）超过一定规模国家公益林临时用地报批手续冗长繁杂，施工周期不可控；

3）违背习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的环境保护理念，对周边生态环境破坏严重。

5“核心钢便桥+局部便道新建”施工方案

核心钢便桥：钢便桥长4×24m，采用上悬杆加强型贝雷梁拼接形成车行、人行通道。

钢便桥基础采用钢筋混凝土扩大基础施作，基础内预埋钢板及地脚螺栓便于与墩柱φ630mm×10mm 无缝钢管连接。墩柱高度根据桥跨位置地面与桥面高差确定，为9～27m。双墩钢管柱底部采用14 槽钢连接，以起到地系梁作用，双钢管柱之间采用14 槽钢形成剪刀撑增加双墩整体稳固性。钢管墩柱顶部横向设置40b 工字钢，以起到盖梁作用，贝雷梁直接架设于40b 工字钢上，桥面采用1.5cm 钢板铺设。防护栏杆采用工厂集中加工定型栏杆，现场安装使用，如图2 所示。

图2 “核心钢便桥+局部便道新建”平面图

局部便道新建：结合施工现场地型地貌、安全通行的需求，在确保尽可能少占国家公益林地的前提下，又能保障施工需求情况下，沿着沟谷两侧山坡展线与钢便桥进行连接使用。为避免多占国家公益林地，新建便道以“零开挖”为主，尽可能多的在坡地上做支挡结构，然后回填形成路基使用。支挡结构基础采用加筋小导管锚固+钢筋混凝土地梁形成整体，然后在其上设置混凝土挡墙施工。路面排水采用单侧60cm×60cm 混凝土排水边沟，路面采用20cm 碎石土+25cm 混凝土路面施工[5]，如图3 所示。

钢便桥交通管制：为保证施工期间过往车辆行人通行安全，钢便桥两端采取限制通行措施。现场安全防护、警戒分为警示区、过渡区、警戒区、过渡区、警示区5 个区域。警示区域起点为（曲靖方向）钢便桥起点前150m 处，区域长度为50m，前方限速通行，设置限速安全警示牌及爆闪灯和强制减速措施（减速带），设置临时封路栅栏，并配置保通人员；过渡区总长为100m，设置反光锥筒或水马至钢便桥起点；师宗方向警戒区域、过渡区与曲靖方向设置一致。两侧硬防护涂刷红白相间的反光油漆，钢便桥两端设置1 组限高、限宽警示灯[6]。

图3 新建便道路基典型横断面图

6 结语

洞头大桥在施工过程中，克服了复杂山岭重丘区、国家公益林区施工条件，在施工过程中采取了“核心钢便桥+局部便道新建”方案，既确保了施工便道按期优质高效建成并投入使用，又在有限条件下最大限度保护国家公益林受到最小破坏的情况下使工程施工任务如期、安全完成。洞头大桥“核心钢便桥+局部便道新建”方案得到了曲靖市交通局和师宗县林业局及地方人民的广泛认可，取得了良好的社会效益。该方法的成功应用，为以后类似工程提供了参考实例。