新疆阿勒泰地区高纬度山地桥梁施工

谭虎维

岳阳市公路桥梁基建总公司

1 引言

近年来，随着各国交流日益增多，高原山区作为连接东南亚和南亚等国家地区的重要通道，地理优势日益凸显，不仅加强了中国对外贸易关系的发展，也为开辟新的市场提供了条件。布尔津至喀纳斯机场段公路工程项目将增强中国西部与中亚各国的战略联系与较大的经济促进作用，逐步扩大"一带一路倡议"西部政策的国际影响力。

新建新疆阿勒泰地区S232布尔津至喀纳斯机场段公路建设项目，全部位于新疆维吾尔自治区阿勒泰地区布尔津县境内（海拔约1000m，东经86°53'，北纬48°38'），为新亚欧大陆桥北通道的重要节点，也是新疆通往哈萨克斯坦和俄罗斯的重要交通枢纽。本项目位于布尔津县冲乎尔镇境内，起止里程桩号为K58+643--K63+828，全长约5.2km。主线按四车道一级公路标准建设，设计速度80km/h，对应路基宽度为24.5m。主要工程量：路基挖方77万立方米、路基填方2万立方米、防护圬工工程2万立方米、主动网2.6 万平方米、桥梁4041m/8 座（3#～10#桥）。受高寒高纬度影响，本项目每年施工工期仅为4 月中旬至10 月中旬共计6个月。

2 主要工程项目施工方案概述

2.1 总体施工方案

图1 项目现场地形地貌图

该线路施工建设项目的线路总体设计施工建设方案共计划分为三个施工阶段。

第一阶段施工阶段主要是线路施工人员进场前的准备工作阶段，主要准备完成线路交接桩、线路质量复测、征地主体拆迁以及“四通一平”准备工作。

第二阶段主要是各建设单位隧道工程建设主体项目施工建设阶段，主要工程包括隧道路基建设工程等工程。该阶段的施工持续时间较短最长，其施工进展过程速度与公路施工过程质量对专项公路工程建设项目最终施工效果等的影响最大，因而需要精心组织和计划施工，确保按时完成交工。

第三阶段是收尾阶段，主要收尾配套设施，做好各类附属配套工程、环境保护及防护工程，整理竣工资料和竣工验交。图1和图2给出该项目施工场景图，从图中可看出，施工区域的地形以山地为主，阳光光照充足，且该地区气候较干旱，岩石裸露，基本无植被覆盖。

3 各分项目重、难点工程施工概述

3.1 高墩施工

本项目薄壁墩总数量为41 根，其中右幅21 根，左幅20 根。薄壁墩最小高度27.206m，最大高度72.839m，总高度2016.316m，平均高度约48m。薄壁墩分实心墩和空心墩，实心墩平面尺寸为6.5m×2.6m，空心墩平面尺寸分为6.5m×3m 和6.5m×3.4m 两种。高架桥薄壁墩，墩身柔性大，在施工中受到日照引起的温度、风力、机械振动及施工偏载的影响，墩身的轴线可能发生弯曲和摆动，使墩身处于一种动态之中，故在施工中应针对不同的情况采取相应的措施。

在公路桥梁施工中一般采用翻模、爬模及滑模。翻模结构简单，经济耐用，但由于钢膜较重，导致安全风险较大；爬模结合了翻模及滑模的优点，但经济成本太大；滑模对混凝土连续供应要求太高不适合山区便道险峻的桥梁施工，且外观质量不高。因此本项目高墩施工采用新型悬臂模板，本套模板具有结构合理，经济实用，标准化程度高，重量轻等特点。在单块模板中，胶合板与竖肋（木工字梁）采用自攻螺丝和地板钉连接，竖肋与横肋（双槽钢背楞）采用连接爪连接，在竖肋上两侧对称设置两个吊钩。木梁直墙模板为装卸式模板，拼装方便，在一定的范围和程度上能拼装成各种大小的模板。

图2 悬臂模示意图

高墩施工时桥梁左右两幅高墩共用一套模板，两套托架，一台塔吊，基本可以做到每1～2 天施工一节混凝土，每节达到4.5m。后移式悬臂模板主要适用于桥墩和房屋建筑等不同结构的混凝土浇筑。由于混凝土的侧压力完全由预埋件及穿墙螺栓承担,因此模板不必有另外加固措施,施工简单、迅速,一次浇筑高度调节范围大,混凝土表面光洁,而且十分经济。

3.2 桥梁便道施工

本项目3#～10#桥，总长约5.2km，位于布尔津县腹部地带为低中山区，为低山重丘陵地区，岩石裸露、孤石林立、风化严重、道路奇险。施工便道难以形成，该段施工人员、设备、设施进入困难，施工难度极大。基本上是桥桥相连，且大部分桥梁处于圆曲线上。该带北部岩石裸露，阴坡森林密布，树枝状的地表径流十分发育，南部地形渐缓，沟谷底部水草茂盛，灌木丛生，山高且无路可走，要解决施工通道难度极大。

针对我项目段工程特点、难点和重点内容，在施工组织管理上，将突破传统的项目管理模式，进行项目法管理，进行管理创新。本桥段主线离省道S232线较远，机械设备和材料进场很困难，同时由于既有便道离桥位较远，对于桥梁下构施工无实际意义，桩位全部位于悬崖峭壁上，因此规划沿桥梁纵向方向重新施工桥位便道，便于加快施工进度。

针对每座桥梁不同的地形地貌，需分别规划桥位便道，同时结合总体线路，确保施工便道畅通无阻。

由于便道基本位于陡峭山岭中，纵向便道基本全部是挖土方，小部位填方，便道宽7.5m，保证大车双向通行；横向便道宽3米，保证小型机械设备通行。

根据工程量清单本段便道费用为2000万元，但根据现场实际施工情况，便道费用达到5000 万元以上，占整个项目造价的0.8%。达到每公里桥梁对应便道约1000万元。

图3 山区便道施工

3.3 水磨钻施工

由于受新疆地方政策影响，对炸药管理和供应特别严格，同时又受地形影响无法采用冲击钻等机械钻孔作业，结合当地社会及地形环境我项目部分桩基采用人工水磨钻孔施工。水磨钻法主要是通过水磨钻机沿桩径内沿钻若干个孔，孔孔相连，钻孔后取芯，待所有水磨钻钻孔连成一个环后，就形成桩芯的临空面，然后对剩余的桩基岩芯部分进行分块，沿圆半径取芯分块形成内部临空面。依次按照分层取芯、破裂、取岩块的循环工序，最终达到成孔的目的。岩层硬度及杂质情况对水磨钻施工进度影响巨大，需根据不同的岩层配置不同的桩孔齿。但进度每天仅能达到30cm～40cm。因此如无特殊原因在公路桥梁桩基项目不建议采用水磨钻施工。

水磨钻孔时要注意施工安全，水磨钻工人必须配有安全帽、安全绳，必要时搭设掩体，取出土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等工具，必须经常检查。井口周围须用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护，井口围护应高于地面30cm，以防止土、石滚入孔内伤人，应随时注意孔内的空气质量，必要时及时用机械通风。

图4 水磨钻施工工艺流程图

图5 水磨施工现场图

4 施工安全保证措施

高原山区公路桥梁施工地理环境错综复杂，横断山脉纵横交错，海拔相差悬殊，特殊的条件使得高原山区公路桥梁施工存在很多的安全风险，需要针对各种风险进行科学地评估和防范，才能使得工程能够顺利进行。

4.1 安全方针

在复杂环境下进行桥梁施工，必须落实“安全第一、预防为主、综合治理”的方针。定期进行安全检查，找到对各个阶段中的安全隐患，并及时制定相应措施，消除事故风险。

4.2 安全目标

杜绝伤亡事故，创造安全、有序的施工环境，确保施工及运输的安全。

4.3 具体措施

第一，施工前对所有参加施工的人员进行安全生产教育，安全技术交底，鉴定安全生产责任制，组织学习有关施工安全规则，并结合具体工程实际情况进行教育。第二，在施工过程中，加强施工现场的管理，凡是进入施工现场的人员必须佩戴安全帽，施工现场设立安全标志牌，基坑处设立危险标志牌。第三，制定各项安全制度，施工现场保安制度、防火措施、用电安全措施以及施工工序监督措施等。

5 结束语

本文大致介绍了布尔津至喀纳斯段公路建设项目第二段施工项目的细节，同时又对施工中的安全管理措施进行了概述分析，对未来相关工程项目的顺利完成有较大的借鉴意义。