高原高寒地区桥梁的施工规划与施工组织

高原高寒地区桥梁的施工规划与施工组织

薛锦飞

中铁三局集团第六工程有限公司山西晋中030600

摘要：近年来，我国桥梁基础设施建设发展迅速，随着中东部桥梁建设的日渐饱和，桥梁建设开始逐渐向西部高原高寒地区延伸。然而高原高寒地区气候环境多变、不可预见因素多，成了影响桥梁施工的重要因素，因此如何通过前期合理的施工规划及后期合理有效的施工组织，对于确保桥梁建设的施工进度、质量，就显得尤为重要。本文分析了高原高寒地区桥梁的施工规划与施工组织。

关键词：高原高寒地区桥梁；施工规划；施工组织

我国青藏高原地区由于地势较高，所以氧气稀薄并且气候恶劣，常年处于高寒状态，这里的土地因寒冷所致，异常坚固不易挖掘，在该环境下进行桥梁施工无疑对施工技术形成了艰巨的考验。

一、高原高寒地区的施工特点

1.交通条件差，运输不便。高原高寒地区公路施工因处于地域广阔、人烟稀少、经济条件落后的地区，因此进场道路多为未硬化的土路，且线路很长，运输速度慢，周期长，如遇到雨雪天气，道路将会变得泥泞、易滑，运输更加艰难。

2.气候环境多变，自然环境恶劣。在海拔3500m以上的高原地区，冬季气温一般在－20℃以下，最低可达到－40℃，且昼夜温差大。高原地区气压低，含氧少，海拔近4000m的高原，含氧量只有海平面的60%左右。高原地区年日照时间长，且紫外线强烈，是内地的3倍以上。除此之外，高原地区气候变化也非常频繁，就以目前我们所在的青海花久项目为例，有时同一天会出现晴、雨、雪或伴随有大风、冰雹等天气。

3.高原缺氧使得人员和机械的适应期长，且大大降低了人员和机械的工效。刚进入高原地区，大多数人都会出现高原反应，除此之外，会需要很长一段时间适应周围的气候及环境带来的变化。而机械也同样需要进行磨合，掌握其能够适应的功率。一般在海拔3500m以上的高原地区，工人劳动强度和能力也大幅降低，工效也降至内地的一半左右;机械的工效只相当于与内地的60%，不仅如此，机械的耗能也增大为内地的130%。

4.技术工人流动性大。由于在高原地区施工，很多技术工人因为适应不了气候环境或其它原因，造成了技术工人的频繁更换，对施工影响较大。

5.工料机成本费用高。由于运距远、交通不便、气候环境、空气稀薄等因素的影响，造成了项目施工的工料机成本费用较内地大大增加。以花久项目为例，项目的施工和生活用电，全部采用发电机组发电，仅此一项初步估计将增加成本1.5倍左右。

二、桥梁施工规划

为保证桥梁施工，若在最短的时间内保质保量的完成，需充分做好前期规划。

1.对高原地势环境以及气候环境有一个深度的认知，可以通过多种途径来完成该领域知识的充盈，建筑开发团队管理部门也可以针对这一问题，对团队员工进行专业知识的强化，另外除了对施工环境的了解，也要结合当地风土人情及习俗以及法律政策，做到和谐施工。施工前对施工方案进行认真的审核工作，一旦发现施工设计与施工环境有所差池或者方案可行性不高等问题，一定要第一时间指出并立即整改，确保在实施施工前有一份可行性、合理性、科学性和准确性并存的施工方案，以保障施工在自己的计划之内进行，这是保障施工质量和施工进度的有效方式。

2.在进行施工前，对施工流程有一个合理的分化，根据施工环境条件和团队自身综合条件和能力制定出符合实际的施工方案，一但制定就立即落实，在桥梁建筑施工时，最大限度的减少对地面植被的挖掘和破坏，甚至是冻土也要最大限度的保障其自身生态状态，尊重生态环境，不作无益处于人类的更改。为了使测量控制桩的设置更为稳固，应选取地质土层较为稳固的地段进行施工，岩层也可以利用，放置后采用混凝土对其进行覆盖防护，为了避免交通对施工带来不便的影响，应以醒目色的油漆对其进行标注，以警示车辆的绕行。

3.桥梁施工质量保证措施。桥梁工程施工时，采用全新的定位模板，专用脱模剂。墩柱、盖梁模板采用全新的大面积定型钢模，面板厚度不小于5mm，盖梁模板面板厚度不小于6mm。墩柱原则上要求一次浇注成型。桥梁梁板预制采用标准化整体钢模，钢板厚度不小于6mm。预制箱梁及空心板梁芯模使用定型钢模，不使用气囊或其他材料制作的芯模。小型预制构件采用定型钢模板集中预制、集中养护。沥青混凝土上面层全断面双机一次性摊铺，纵向不出现冷接缝。

三、施工组织

1.基础施工

（1）预制混凝土块拼装基础。在小桥涵点多分散、工地缺少工程用水和砂石料的地区，为最大限度地减轻体力劳动，提高施工质量，缩短现场作业时间，应积极推广使用拼装基础。对中、小涵施工采用分部解体、工厂预制、工地拼装的施工方法，这是适应高原高寒特点、加速修建青藏铁路的一项重要措施。基础拼装工序为:一是整平地基，铺垫厚10cm粗砂，在垫层上放置就位拼装基础的预制块；二是在拼接缝内将相对应的基础块伸出的钢筋扣环绑扎或电焊牢固，并对拼接缝灌注混凝土(基础底板以上直缝要立模);三是在工地灌注短墙部位混凝土时，用两端带钩直筋及U形筋将相对应基础块伸出的三角肋形钢筋网绑扎或焊接，组立矩形短墙模板灌注混凝土，待拼缝及工地灌注短墙混凝土强度达设计强度70%后，继续进行台身拼装作业。明挖基础在7月—9月开挖冻土时需快速作业，并用临时保温材料保护边坡，防止冻土融化坍塌。

（2）扩大式自锚基础。扩大式自锚基础能充分利用冻胀反力，使基础达到自锚。为尽量减少墩身的截面积，将基础板襟边扩大，使基础充分利用冻胀反力达到自锚，并防止本身被冻胀。为了利用冻胀反力，宜采用双柱式桥墩。因为它不仅柱身截面小，而且两柱之间的冻胀反力全部作用在基础板上，对基础自锚更有利，但此时应在柱身与扩大的基础板之间配置一定数量的钢筋，以防拉断。这种基础形式于1977年—1978年曾在劲涛冻土试验站力学试验场上做过大型试验，自锚效果显著。后在公路桥上应用过，也取得了满意的结果。

（3）防冻胀技术。防冻胀技术包括防治法向冻胀力措施和防治切向冻胀力措施及提高混凝土抗冻融耐久性措施。由于法向冻胀力具有随深度增加而迅速衰减的分布规律，故在工程设计中采用将基础嵌入冻土天然上限以下一定深度的措施，能够避免强大的法向冻胀力的不利影响;在防治切向冻胀力措施中，值得注意的有以下几方面:一是在基础周围涂以硫酸铬铁盐、渣油粘结改进剂，以减少基础侧表面的亲水程度，从而降低冻土与基础接触面的抗剪程度;二是采用斜面基础，将基础侧面有效冻胀区做成斜面。这种基础形式在施工立模时可能会增加一定难度，但对减少冻切力的确是一种简单易行的有效措施，在自重轻的涵洞出入口基础前端，亦可做成斜面以减少冻切力。如果条件允许，在斜面上再涂以渣油、塑料等憎水性材料，其效果将会更加显著。为提高混凝土抗冻融的耐久性可采取以下措施:一是提高混凝土抗冻标号，改善混凝土的显微结构及理化性质，能有效改善混凝土的抗冻融耐久性。二是在混凝土拌和物中掺入适量引气剂或防冻引气复合外加剂。在负温条件下，这一措施对混凝土冻胀应力的破坏具有明显的缓冲作用。目前从国内外研究成果及使用情况来看，这项措施是行之有效的。

2.预制桥梁质量控制技术

（1）混凝土施工。一是原材料选用。水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混合材宜为矿渣或粉煤灰。不宜使用早强水泥。C30以下混凝土，可釆用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。二是混凝土配制。冬季混凝土搅拌施工上料时，按工艺规程规定和原材料温度控制规定进行操作，每小时进行一次骨料温度的测定，骨料温度不得大于40℃。混凝土搅拌前优先按水温控制规定加热水温。当加热水仍不能满足混凝土入模温度要求时对骨料进行加热。当水温低于60℃时，投料顺序:将DZ4外加剂、Ⅰ级粉煤灰和粗细骨料一次投料，干拌0.5min后投入水泥、水搅拌3min。当水温高于60℃时投料顺序:投入粗细骨料，然后加水，拌制0.5min再加入水泥和DZ4外加剂、Ⅰ级粉煤灰拌制3min。注意观察拌制的混凝土状态，如果在加热条件下出现坍落度过小或发生速凝现象，应适当降低拌和料的加热温度。三是模板包裹升温。当环境温度低于零下5℃时，梁体混凝土灌筑前，采用里棉外单2层棚布将模板周边包裹，并通入蒸气，对模板进行升温。利用底模下两根蒸汽管加温底模，底模温度不低于10℃;侧模在安装完毕后，即覆盖蓬布通入蒸汽加热至8℃。如仅覆盖蓬布达不到要求，必须牵入附加蒸汽管;混凝土浇筑前模板预热1h，使蓬布内温度达到8℃以上，模板表面温度达到正温状态。

（2）梁体蒸汽养护。蒸汽养护是青藏铁路桥梁预制的主要养生方式。为保证热量供应充足，制梁基地使用3台锅炉集中供热，并制作养生棚，将蒸汽通入养生棚内。梁体混凝土灌筑完成以后，用里棉外单两层棚布将模板周边和梁体顶部包裹起来，养生过程按静停、增温、恒温、降温4个阶段进行控制。

（3）张拉压浆。由于先张桥梁与后张桥梁施工工艺的不同，张拉压浆工序也有所不同。一是先张梁的张拉。先将预应力筋初调，按0.5倍极限张拉应力进行张拉。安装模板后，再将预应力筋张拉到设计吨位。在混凝土强度达到设计强度的85%以上，弹模达到相应值，龄期不少于3d的情况下，整体进行放松预应力筋。二是封锚混凝土低温施工控制措施。封锚混凝土配制及原材料加温同梁体混凝土一致。封锚前用蒸汽或碘钨灯等其它热源进行加热，保持梁端混凝土温度在施工过程中达5℃以上。后续保温工作应持续至封锚强度达到20MPa。三是后期养护。因桥梁预制基地气候条件恶劣，为保证梁体养护温度和湿度，在桥梁由制梁台座移至存梁台位后应进行后期养护。后期养护采用内覆蓬布，中间覆盖棉被，外覆篷布，内通蒸汽和生火炉的方法进行养护。

3.施工现场安全措施

根据作业种类和特点，按照国家劳动保护法的规定，做好现场施工人员的劳动保护工作，对从事特殊作业的人员定期进行身体检查。运输爆破器材等危险物品时除驾驶员外，应有押运人员护送。爆破时严格按批准的爆破作业安全措施文件的规定进行爆破作业，并严格遵照国家有关爆破的管理规定。在施工作业区、施工道路、临时设施、办公区和生活区设置足够的照明。所有电气设备均设置可靠的接地（接零）及防雷装置贯彻“预防为主，防消结合”的方针，坚持由专门管理和员工积极参与相结合，群防群治的原则，共同做好防火安全工作，履行防火安全职责。本项目位于高海拔地区，为保障施工人员及生活区工作人员的健康设置专门的医疗站（含制氧供氧系统），配备救护车1辆。本项目在施工期间，拟采用变压吸附人工呼吸系统对工作区、生活区、进行全面供氧的施工保障方案，确保施工人员的生命安全，同时提高施工功效。建立防暴雨、防汛抗洪、防泥石流及防风等组织机构。根据工程进展、水文及气象资料等编制防洪度汛预案，及时做好疏通清理工作，做到沟不积水，在施工中被损坏的排水设施应在洪汛到来之前予以恢复。施工现场也有必要提醒人们注意安全，在场所醒目地方设置安全标志牌。

总而言之，若想确保公路桥梁在施工当中的质量，则需要确保建筑施工单位的技术和能力，需具备良好的专业品质，才可以真正保证公路桥梁的施工。严格掌控好施工的质量及安全问题，确保公路桥梁可以顺利进行，以便交通运输行业能够获得良好的运转。

参考文献

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