建筑行业森林沼泽地可复原便道施工工法

2/2森林沼泽地可复原便道施工工法前言随着桥梁建设不断延展，从繁华都市到森林沼泽、从人口密集到荒芜人烟地带，绿色施工高环保要求使桥梁基础施工领域面临着更加复杂的施工环境和更多的技术难题。在道路修桥施工过程，为保证原道路的畅通，需架设一座临时便道或便桥，以方便交通，被称为施工便道。在沼泽地带一般都会选用钢栈桥方式，好处是承载力高，施工速度快，适应性强，技术成熟；但缺点非常明显，用钢量大，不经济，施工噪声大，拆除成本高。本工法在森林沼泽地带需要常规常规便道基础上加以改良，以适用重荷载、高频次、高环保要求。文莱淡布隆跨海大桥连接文莱被马来西亚分割的两块国土，是文莱的港珠澳大桥工程，全线30km。其中CC2标段为韩国大林（Dealim）公司施工，跨越文莱海湾；CC4标段为中建桥梁有限公司施工，位于国家森林公园保护区。为了保护森林公园的环境不受过度破坏，在不允许机械设备落地和工期紧张的条件下，选择在P739区域开辟进入通道，以便增加高架桥两个工作面。该通道穿越沼泽地的，与海湾直线距离为1km，承担主线一半的工程量。场外预制的各预制件、打桩及现场安装预制构件需要的大型机械设备均通过水运到中间点临时码头，再通过便道运输到施工现场。本工法在上述文莱CC4标段和宁波舟山港主通道项目第DSSG02标段两个项目成功运用，取得了可观的经济效益和巨大的环保效益。工法特点2.0.1操作简单该工法采用高环保要求沼泽区桥梁施工用可复原便道技术，采用高强土工布40/40铺底，填筑大粒径灰岩碎石，顶部铺筑小粒径灰岩碎石，路面整平、路基边坡修筑完成后放开使用。高强土工布、灰岩碎石均是比较常见材料，按照较常规施工工艺施工即可，有成型的施工方法，操作较为简单。2.0.2稳定可靠采用专业的岩土分析软件GeoStudio中的SLOPE-W边坡稳定性分析模块，运用极限平衡理论的Morgenstern-Price方法进行分析，考虑到路基受潮汐作用，分不同水位工况进行稳定性验算。边坡极限平衡法以摩尔-库伦（Mohr-Coulomb）强度准则为基础，假定岩土体为刚体，不产生变形但传递力，通过静力（或力矩）平衡分析法，获取滑动面的反力，进而计算相应的稳定性系数。Morgenstern-Price极限平衡条分法(M-P法)是既能满足力平衡又满足力矩平衡条件，是最严密的边坡二维稳定性分析方法。2.0.3节约成本变更739施工栈桥为便道，省去一公里的钢栈桥，节省钢材近4000吨，同时节约了人工及设备费用，节约成本，总体经济造价低。2.0.4拆除便捷环保项目完工后，通过履带吊吊起高强度土工布移除便道，实现快速恢复原地面，实现对沼泽地带的高环保的要求。适用范围3.0.1基础施工适用于软弱地层沼泽地地带；3.0.2构筑物所处位置地质条件差，环保要求苛刻，无法进行便桥施工条件；3.0.3适用于高频次运输要求的；3.0.4需要对原地表进行隔离3.0.5需要在工程完成后，快速拆除，满足原始森林高环保的要求。工艺原理针对一系列施工特定特定条件：软土厚度大，承载力极低，路基稳定性及变形控制难度大。本工法运用极限平衡理论的Morgenstern-Price方法对路基稳定性进行验算，运用弹性理论及有限元方法计算路基瞬时沉降量，运用一维压缩原理和饱和土渗流固结理论计算固结沉降总量及其随时间的变化规律采用对便道进行分析计算，使便道满足承载力要求。为满足路基稳定性、变形及环保要求，同时便于桥梁施工完成后恢复原地表，本工法采用在碎石路堤底部铺设一层40/40高强度土工布，上填筑大粒径碎石，高强度土工布一方面高强度土工布起到隔离碎石与原状地层的作用，方便后期恢复地表原貌，同时可以起到加筋作用，作为加强层，增强路基稳定性。图4-1路基断面图工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程深林沼泽地可复原便道施工施工流程包含：原地表树木清理及场地整平→铺设一层高强度土工布→分层填筑大粒径灰岩碎石→分层压实整平→顶层填筑小粒径灰岩碎石→路面整平→路基边坡修筑5.2操作要点5.2.1路基选型采用ISO9864及10319等国际标准对土工布的各项物理力学参数进行测试，其中，土工布抗拉强度不小于45kN/m2，其他参数详见表2。通过对比分析，选用实验室测得单轴抗压强度不小于70Mpa的灰岩作为筑路碎石，粒径20mm-500mm。表5-1土工布物理力学参数指标单位重量(g/m2)抗拉强度(kN/m2)伸长率（%）网格尺寸(mm)数值240>45<832图5-1土工布及碎石实样初步试算确定碎石路堤高度为0.9m，路堤上沿宽度为8.6m，1:1.5放坡，通过数值模拟对路基的稳定性及变形进行验算，同时通过修筑试验段进行验证。5.2.2高强土工布铺设（1）储存、运输和处理土工布土工布卷在安装展开前要避免受到损坏。土工布卷应该堆放于经平整不积水的地方，堆高不超过四卷的高度，并能看到卷的识别片。土工布卷必须用不透明材料覆盖以防紫外线老化。在储存过程中，要保持标签的完整和资料的完整。在运输过程中（包括现场从材料储存地到工作地的运输），土工布卷必须避免受到损坏，受到物理损坏的土工布卷必须要修复。受严重磨损的土工布不能使用。任何接触到泄漏化学试剂的土工布，不允许使用在工程上。图5-2便道施工前（2）土工布的铺设方法1）用人工滚铺；布面要平整，并适当留有变形余量。2）长丝或短丝土工布的安装通常用搭接、缝合和焊接几种方法。缝合和焊接的宽度一般为0.1m以上，搭接宽度一般为0.2M以上。可能长期外露的土工布，则应焊接或缝合。3）土工布的缝合所有的缝合必须要连续进行。在重叠之前，土工布必须重叠最少150mm。最小缝针距离织边至少是25mm用于缝合的线应为最小张力过60N的树脂材料，并有与土工布相当或超出的抗化学腐蚀和抗紫外线能力。任何在缝好的土工布上的“漏针”必须在受到影响的地方重新缝接。必须采取相应的措施避免在安装后，土壤、颗粒物质或外来物质进入土工布层。布的搭接根据地形及使用功能可分为自然搭接、缝接或焊接。4）在施工中，土工布采用自然搭接，土工膜上层土工布采用缝接或热风焊接。热风焊接是首先的长丝土工布的连接方法，即用热风枪对两片布的连接瞬间高温加热，使其部分达到融熔状态，并立即使用一定的外力使其牢牢地粘合在一起。在潮湿（雨雪天）天气不能进行热粘连接的情况下，土工布应采取另一方法一缝合连接法，即用专用缝纫机进行双线缝合连接，且采用防化学紫外线的缝合线。缝合时最小宽度10cm，自然搭接时最小宽度为20cm、热风焊接时最小宽度为20cm5）对于缝接，要采用质量与土工布相同的缝合线，缝合线要采用抗化学破坏和紫外光照射能力更强的材质。6）土工布铺设完毕由现场监理工程师认可后进行下一道工序。（3）土工布铺设的基本要求接缝须与坡面线相交，与坡脚平衡或可能存在应力的地方，水平接缝的距离须符合相关要求，在坡面上，对土工布的一端进行锚固，然后将卷材须坡面放下以保证土工布保持拉紧的状态。所有的土工布都须用砂袋压住，砂袋将在铺设期间使用并保留到铺设上面一层材料。（4）土工布铺设工艺要求1）基层检查：检查基层是否平整、坚实，如有异物，应事无处理妥善。2）试铺:根据现场情况，确定土工布尺寸，裁剪后予以试铺，裁剪尺寸应准确。3）检查撒拉宽度是否合适，搭接处应平整，松紧适度。4）定位：用热风枪将两幅土工布的搭接部位粘接，粘接点的间距应适宜。5）对搭接部位进行缝合时缝合线应平直，针脚应均匀。6）缝合后应检查土工布是否铺设平整，是否存在缺陷。如存在不合要求的现象，应及时进行修补。图5-3土工布铺设5.2.3碎石填筑施工方法检测施工准备测量放样检测施工准备测量放样土方摊铺土方运输机械整平土方碾压路基整修验收、总结合格不合格图5-4碎石填筑工艺流程（1）开工前，所投入的劳动力入场，机械设备进场，同时进行场地清理和临时截排水施工及场地排水工作。（2）测出标高，放出坡脚桩，桩上注明桩号，标出填筑高度。安排好石料运输路线，专人指挥，按水平分层，先低后高，先两侧后中央卸料，并用大型推土机摊平。个别不平处应配合人工用细石块，石屑找平。可以根据测量提供的高程在边桩挂线，控制填土高度。然后用平地机进行精平。在路基土方终压合格后检测平整度，从中选择合理的整平方法。(3)碾压原则碾压时遵循先轻后重，先两边后中间，先静后动的原则进行碾压。压路机碾压速度不得超过4km/h，碾压的方式为二分之一错轮碾压。(4)碾压组合在平地机精平后，采用振动压路机静压2遍，振压2遍，在用18-21T光轮压路机复压4遍。(5)碾压顺序在碾压时先静压二遍，静压时先使用轻型压路机后使用重型压路机进行碾压，静压后由压路机开始挂振进行碾压，碾压二遍时，光轮压路机复压四遍，由检试验人员对进行检测。无法检测，采用直观描述法。因表面有轮迹，不密实，故压实度不符合要求。再用重型压路机碾压两遍。由检试验人员再次检测，表面无轮迹，平整密实。将检测结果报至驻地监理工程师。经认可后方可进行下道工序。图5-5碎石填筑图5-6便道施工后材料与设备表6无封底钢混组合围堰施工材料与设备序号材料设备名称规格型号用途1土工布40/40铺底加筋2碎石灰岩填筑物资4挖掘机300转运物资5全站仪徕卡TCM测量放样6履带吊130t转运物资7装载机ZL50转运物资8光轮压路机18-21t整平压实9振动压路机XSM220整平压实10自卸汽车豪沃转运物资11洒水车10t/质量控制为了确保工程质量，组织施工人员，进行全面质量管理意识教育，认真学习技术规范和质量评定标准，熟悉掌握技术规范、设计图纸、施工工艺。实行工序质量控制，由质量部负责对每道工序进行自检，并提出质量标准，控制方法和检查验收的内容，使每个施工人员明确质量目标，以确保工程质量在施工过程中处于受控状态。建立严格的奖罚制度与质量责任制度，推行工程质量责任制。对违反操作规程、程序，使用不合格材料等影响工程质量的除坚决返工外，还要对当事人进行处罚，对严格按照要求施工，工程达到优良的给予奖励。安全措施认真执行相关安全规范或标准，并结合具体情况，制定安全生产基本保障措施。把安全作业环境及安全施工措施需要费用列入工程概算，用于施工安全防护用具及设置的采购和更新、安全施工措施的落实和安全生产条件的改善。设置安全部，配备专职安全生产管理人员，负责对安全生产进行现场监督检查。施工人员进场必须穿戴安全鞋、安全衣及安全帽，并在预制场入口、临时用电设施、履带吊等施工起重机械等处设置明显的安全警示标志。施工现场的安全防护用具、机械设备、施工机具等必须有专人管理，定期进行维修和保养，并建立相应的资料档案。环保措施淡布隆大桥CC4标段全线位于淡布隆国家森林公园，原则上不允许机械设备下地施工。仅三个进场的施工区域可以修筑钢栈桥等临时设施，限制修筑施工便道，必须采用高强度土工布铺底、填筑大粒径碎石，部分区域铺设木材加强承载力。在文莱淡布隆大桥的所有施工过程中，施工时建立的临时设施在工程结束后都需要拆除并恢复原状，全线施工过程中禁止机械设备下地，所有机械设备必须设有接油设施，禁止油污滴落到地面，所有生活、生产垃圾必须收集丢弃至指定地点，全线建立移动厕所，排泄物定期清理外运，不得丢弃在保护区内。所有生产区地表水不能直接排入河道，需要经过处理并定期取样检测；生活区废水及化粪池必须经过特定沉淀过滤装置再排放，并于排放口每天取样化验。效益分析10.0.1经济效益该施工工法采用高强土工布铺底加筋结合灰岩碎石修筑的便道施工，较于其他便道施工，在淤泥及泥炭质超软土厚度大、承载力极低条件下隔绝原地面，在修筑时对原地表进行隔离以及工程完成后方便拆除，满足原始森林高环保的要求。经实际验证路基的稳定性及沉降值，均满足施工使用要求满足深林沼泽地带高环保要求。变更739施工栈桥为便道，省去一公里的钢栈桥，节省钢材近4000吨，同时节约了人工及设备费用，直接经济效益约1832.61万元。10.0.2质量效益对于在沼泽地或其他软弱地层高环保地带施工时需既能满足运输使用功能，又能在工程完成后方便拆除的可复原便道。施工过程中严格控制各工序施工质量，便道设计合理，路基稳定可靠，质量一次性验收合格。10.0.3社会效益文莱淡布隆跨海大桥是文莱达鲁萨兰国历史上最大的基础设施项目，是世界上规模最大的全预制结构装配式梁桥，同时也是中国建筑中标的首个国际公开招标的特大基础设施项目。其中CC4标段穿越文莱原始森林公园保护区，保护区包含多种世界名贵树种和珍惜动物，环保要求极高。该工法有效保证了项目大量预制构件高频次运输功能，实现累计完成40余万延米的管桩、1200余个预制盖梁、6000余片预制双T梁、5000t钢材及各类现场施工机械设备重荷载高频次的运输使用功能，在全球疫情大爆发背景下实现大桥提前顺利通车更进一步奠定了基础，带来良好的国际社会效益。应用实例11.0.1文莱淡布隆跨海大桥CC4标段P739通道可复原便道施工文莱淡布隆跨海大桥跨越文莱湾，连接文莱摩拉区和淡布隆区，全长30km，其中CC4标段全长12km，穿越文莱国家森林公园保护区，保护区包含多种世界名贵树种和珍稀动物，环保要求极高；项目线路全程仅有3个通向主线的进口，中间点有1条河流较为接近，距离线路中心线约1km。中间点位置分大小里程方向两个工作面，承担主线一半的工程量，场外预制的各预制件、打桩及现场安装预制构件需要的大型机械设备均通过水运到中间点临时码头，再通过便道运输到施工现场。由于工程位于淡布隆国家森林公园，环保要求极高，同时便道区域位于沼泽森林区域，淤泥及泥炭质超软土厚度大，承载力极低。如有一