陡坡路基段挡墙分区式预制梁场建设施工技术

吕国栋 朱 成 刘军营 朱 威 陈 云 郎金铭 龚智文

中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 201204

随着我国经济建设高速发展，国家对交通基础建设工程的快速发展提出了更高的要求。其中对于桥梁工程，受场站建设影响，在陡坡地段的施工进展受到严重影响。

目前，前人对陡坡地段的预制梁场建设方法进行了大量研究，提出了诸多具有创新性的建设方案。刘道华[1]提出按照高度50 cm多次分级降低梁场的坡度，同时调整轨道基础坡度；阳长江等[2]提出对龙门吊设置夹轨钳、感应器及端头硬防护的方案，以此增强龙门吊抵抗沿纵坡滑移的能力。以上提及的梁场建设方案，对于指导陡坡地段梁场建设具有重要的借鉴价值，同时也存在以下几点不足：

1）梁场多次分级，会降低制存梁区面积的使用率，限制制存梁台座的设置数量，直接制约预制梁施工进度。每一分级区域作为一独立的功能区，无法实现相邻分级区域的互补共用。

2）受梁场多次分级影响，制存梁区内水管布置、线路布置、排水系统布置及交通导行受限，并且轨道纵坡及功能区纵坡的调整范围也受到制约。

3）龙门吊设置夹轨钳、感应器及端头硬防护的方案，在行走轨道处于较大纵坡的情况下，龙门吊的日常作业及停放阶段均存在极大的安全风险，对龙门吊钢轨的固定及基础的设置提出更高的要求。

以安全生产与成本为主要控制因素，结合工程实际地形，分析现有方案的适用性，本文介绍陡坡路基段挡墙分区式预制梁场建设施工技术，总结梁场建设的施工工艺、施工参数和过程控制要点，以为后续类似工程提供具有实操性的工程经验。

1 工程概况

项目位于浙江省宁波市，受台风影响极大，属于一级公路，桥梁工程采用的预制梁为30 m预制箱梁，每片预制箱梁质量约90 t。

施工地点处于山区水源保护区，环水保要求高，同时缺少较大的平整场地，红线外征地费用大，后期复垦成本高，且运梁便道修建难度及投入费用大，所以在工区外选址建设预制梁场的方案不可行。另外，工区位于山区互通圈，场地狭小且线路处于曲线段，不具备在线下建设梁场进行制梁、存梁及提梁的条件。

为解决上述预制梁场选址建场[3]的难题，经对红线范围内的场地进行实地调研，综合考虑原地形的坡度、原设计路基的坡度、场区的面积能否满足生产需求、规划成本考虑对比及龙门吊自身特性[4]等因素，提出在项目起点首座主线桥小里程侧桥头路基上建设梁场的方案。鉴于该段路基原地形坡度陡且路基设计坡度大（坡度为2.84%），最终确定陡坡路基段挡墙分区式预制梁场建设施工方案。路基原设计纵断面如图1所示。

图1 路基原设计纵断面

2 技术原理

陡坡路基段挡墙分区式预制梁场建设施工技术，通过修筑横向挡土墙与双侧纵向龙门吊轨道墙，将制存梁区与提梁区设置成两台阶状，分段降低梁场功能区的使用坡 度[5]。此施工技术满足生产安全、技术创新、风险管控、降本增效、绿色施工等相关要求。

具体技术原理包含以下2点：

1）综合考虑该段路基下方结构物、土方挖填平衡、梁场建设成本、龙门吊作业安全风险等因素，确定出以挡墙进行分区的建设方案。

2）通过修筑横向挡土墙与双侧纵向龙门吊轨道墙，将制存梁区与提梁区设置成两台阶状，分段降低梁场功能区的使用坡度，制存梁区路基及轨道坡度调整为0.5%，提梁区路基坡度调整为1.5%，轨道坡度调整为0，实现梁场功能区的使用要求。梁场建设完成后纵断面如图2所示。

3 场站建设方案

3.1 预制梁场选址

图2 梁场建设完成后纵断面

梁场选址需要考虑的主要因素包括：原地形及原设计路基坡度、场区的面积是否满足生产需求、规划成本对比、龙门吊自身特性等因素。

3.2 预制梁场整体规划

预制梁场整体规划[6]流程：了解原设计状况→根据需要对梁场功能区进行分区并确定功能区坡度→标高实现方式确定及参数取值计算→设计分区挡墙及轨道挡墙的结构参数。

3.2.1 了解原设计状况

梁场选址范围为ZK24＋000～ZK24＋320，原地形坡度陡且路基设计坡度为2.84%（ZK24＋000设计标高为63.6 m，ZK24＋320设计标高为54.5 m），纵坡坡度不满足龙门吊行走安全作业的要求。

3.2.2 根据需要对梁场功能区进行分区并确定功能区 坡度

结合实际地形及路基原设计，借鉴以往梁场成功的建设经验，并综合考虑龙门吊厂家建议的坡度取值，最终确定梁场功能区坡度的取值：制存梁区（ZK24＋000～ZK24＋260）路基以及轨道坡度调整为0.5%；提梁区（ZK24＋260～ZK24＋320）路基坡度调整为1.5%，轨道坡度调整 为0。

3.2.3 标高实现方式确定及参数取值计算

通过修筑横向挡土墙（ZK24＋260）与双侧纵向龙门吊轨道墙（ZK24＋260～ZK24＋297），将制存梁区与提梁区设置成两台阶状，分段实现梁场功能区的使用坡度。挡墙平面布置如图3所示。

图3 挡墙平面布置

提梁区路基（ZK24＋260～ZK24＋320）坡度设定为1.5%，轨道坡度调整为0。路基标高参数见表1。

制存梁区路基（ZK24＋000～ZK24＋260）坡度设定为0.5%，轨道坡度调整为0.5%。该段路基在ZK24＋125处下侧存在1座箱涵（顶板标高59.0 m，通风口顶标高60.5 m），路基标高以箱涵通风口顶标高60.5 m为依据进行设置，标高参数见表2。

表1 提梁区路基坡度调整后标高参数

表2 制存梁区路基坡度调整后标高参数

3.2.4 设计分区挡墙及轨道挡墙的结构参数

在制存梁区与提梁区之间设计衡重式挡墙，在提梁区的两侧设计供龙门吊吊装行走的轨道挡墙，轨道挡墙与衡重式挡墙之间设计悬臂式挡墙。衡重式挡墙采用片石混凝土浇筑形成，悬臂式挡墙与轨道挡墙采用钢筋混凝土浇筑形成，悬臂式挡墙与轨道挡墙同时浇筑，提高轨道挡墙的结构稳定性。具体包括设计挡墙的位置、结构尺寸、挡墙坡度、排水结构，最关键的是挡墙稳定性验算。分区挡墙施工之前，下方的地基须经过夯实处理，确保其承载力满足要求。衡重式挡墙、悬臂式挡墙、轨道挡墙分别如图4、图5、图6所示。

图4 衡重式挡土墙横断面

3.3 具体施工步骤

根据确定的制存梁区和提梁区的坡度、路基标高参数及分区挡墙、轨道挡墙的结构参数进行梁场的建设施工[7]。

工艺流程：测量放样→分区挡墙及轨道挡墙浇筑→梁场路基土方作业→场坪硬化→制存梁台座及钢筋模架台座上部结构施工→钢筋加工棚制作→龙门吊安装→辅助生产系统安装→梁场防护设施及标志标牌安装→梁场验收。

图5 悬臂式挡土墙横断面

1）测量放样。依据梁场分区规划及坡度调整标高参数，借助全站仪等测量工具，对场区功能分区及结构物进行现场放样，并做好必要的标记。

2）分区挡墙及轨道挡墙浇筑。根据放样位置及挡墙设计图纸，开挖基槽，深度到位后进行基槽检测，待检测合格后，铺设碎石垫层，逐阶段、分层浇筑衡重式挡墙、悬臂式挡墙及轨道挡墙，其中悬臂式挡墙与轨道挡墙分层连续浇筑。在施工前，还必须对挡墙进行稳定性验算，确保挡墙基槽相关试验检测参数满足要求；在梁场投产过程中，还需对轨道挡墙实施监控量测，确保龙门吊行走安全可靠。

3）梁场路基土方作业。根据放样位置，确定挖填区域，开展土方作业。对于填方作业区域，采用压路机及小型夯实机械进行压实，作业标准按照正常设计路基参数执行。根据施工组织需要，分区挡墙及轨道挡墙浇筑步骤及梁场路基土方作业步骤可交叉作业。

4）场坪硬化。采用C25混凝土对预制梁场的各功能区进行硬化，硬化厚度按照10 cm执行，对于行车通道硬化厚度按照20 cm执行；在场坪硬化之前，先按照梁场前期布局规划进行位置放样，施作台座基础、轨道基础及排水渠道，并预留管线槽道等。场坪硬化作业如图7所示。

5）制存梁台座及钢筋模架台座上部结构施工。场坪硬化完成之后，在存梁台座基础之上安装存梁枕木，在制梁台座基础之上安装钢制反拱制梁台座，在钢筋模架台座基础之上安装钢筋绑扎台架。台座施工作业如图8所示。

图7 场坪硬化作业

图8 台座施工作业

6）钢筋加工棚制作。在制梁区小里程侧修建可移动式钢筋加工棚，作为原材存放及钢筋绑扎的施工场所，满足不良天气持续作业的要求。

7）龙门吊安装。在梁场左右两侧的轨道基础及轨道挡墙上安装龙门吊钢轨，并采用高强螺栓及压板对钢轨进行固定。随后，采用2台50 t汽车吊安装梁场的2台10 t龙门吊及2台80 t龙门吊，2台10 t龙门吊及2台80 t龙门吊同轨布置，10 t龙门吊放在制梁区这一侧，负责提钢筋及模板，80 t放在存梁区和提梁区这一侧，负责提梁。龙门吊安装如图9所示。

图9 龙门吊安装

8）辅助生产系统安装。借助场坪硬化步骤中预留的管线槽道，施作完成梁场给排水、养生、电力、消防等系统布置。

9）梁场防护设施及标志标牌安装。按照梁场标准化管理要求，采用围栏对梁场的功能区进行分隔，合理规划人员及车辆通道，并在醒目位置合理安装标志标牌。

10）梁场验收。梁场建设完成之后，邀请监理单位及建设单位对梁场进行验收检查，包含梁场方案的执行、千斤顶与压浆机的标定、龙门吊的检测备案、喷淋系统及消防系统的运行、钢筋加工机械实际工作性能及标准化落实等情况。

4 效益分析

陡坡路基段挡墙分区式预制梁场建设施工技术取得的主要效益有以下几点：

1）可规避红线外征地复垦费用，降低梁场作业风险，实现梁场功能区与现场地形的有机结合[8]。分区挡墙的设置能够减少放坡，提高梁场的土地利用率，同时，轨道挡墙的设置能够方便调节龙门吊的行走坡度及行走标高。

2）有效提高制存梁区面积的使用率，便利梁场管线的布置及相关车辆的通行。

3）可最大程度降缓龙门吊轨道的行走坡度，提升项目安全施工的水平及技术创新的能力。

5 结语

陡坡路基段挡墙分区式预制梁场建设施工技术已在余姚G228项目上得以成功应用，在梁场投入应用后，轨道挡墙稳定，龙门吊运行正常，综合效果理想，满足使用要求。梁场效果如图10所示。

图10 梁场建成效果

通过陡坡路基段挡墙分区式预制梁场建设施工技术的应用，工程建设实现了安全生产、风险管控、降本增效、绿色施工的目的。同时通过实际应用，对该技术涉及的施工工艺、施工参数和过程控制等进行介绍，为类似工程提供经验借鉴，以切实提高复杂地段梁场建设的施工技术。该施工技术的技术理念可推广到陡坡地段且红线外用地紧张的公路及铁路相关场站建设领域。

[1] 刘道华.台阶式梁场在山区的应用[J].中国城市经济,2011(29):309.

[2] 阳长江,李丽萍.大纵坡场地T型梁预制施工技术的应用[J].重庆建 筑,2016,15(2):39-41.

[3] 段科峰,段宇帆,李亮.山区市政道路预制梁场选址与规划设计研究 [J].四川水力发电,2020,39(1):59-62.

[4] 陈晓军.场地狭小、纵坡大地段的箱梁预制和架设[J].中小企业管 理与科技(中旬刊),2015(2):104-105.

[5] 胡建波.探讨山区高速公路纵坡梁场安全质量标准化管理[J].四川 水泥,2019(2):110.

[6] 江代伟.预制箱梁场规划方案[J].技术与市场,2018,25(9):64-66.

[7] 李松兵,刘鸿,王礼华.T梁预制场建设方案探讨[J].西部交通科技, 2013(4):59-64.

[8] 冯义涛.高速公路预制梁场规划设计方案[J].铁道建筑技术,2017 (5):32-36.