中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司 湖北武汉 430014
摘要：在山岭重丘区，桥隧施工便道规划受地形地貌的限制和地形条件的影响，另其便道基本采用混凝土路面，具有修建施工工期长，维修成本高，不可重复利用等缺点，为了解决山岭重丘区便道规划及施工存在的问题，提出“永临结合”的思路，便道与农村路网结合利用，采用Google Earth平台进行便道选线，并设计新型可装配式支便道，通过对装配式支便道应用，表明此种便道具有可周转利用、安拆便捷、使用成本低、利用土地复垦等特点，可很好的解决山岭重丘区施工支便道问题。
关键词：山岭重丘区；便道规划；装配式；支便道；设计；环保
1引言
在山岭重丘区的铁路工程，线路穿越地势复杂、沟壑成群的山区，其结构形式主要由短路基、短桥梁、短隧道组成，故必须采用绕山的主便道，通过支便道引入工点的便道修建方案，且山区坡度大、雨水多等自然条件，造成了施工便道基本采用混凝土结构，具有不可重复利用、施工周期长、维修成本高等缺点，根据工程特点及工程施工计划，此类工程每个工点的施工周期短，支便道的使用率低，无法重复利用，投入成本巨大。本文将依托在建成贵铁路施工便道为例，结合本地区地形地貌的分析，提出“永临结合”的施工便道规划思路，通过Google Earth平台与农村路网结合规划便道，并提出采用“独立基础+型钢横梁+组合面层+中间覆盖板+附属结构”的装配式可周转钢结构支便道结构形式，由于便道的多功能需要，对此种新型便道进行设计及应用，并形成了一套新型的支便道设计及建造技术。
2工程概况
2.1概述
成贵铁路4标设计时速250km/h的客运专线，线间距4.6m，轨道形式设计为CRTSⅢ型板式无砟轨道。其中桥梁32座/6.149km（特大桥1座、大桥15座、中桥16座），占比为50.34%；隧道5座/2.078km，占比为17.68%；区间路基33段/3.905km，占比31.97%；框架涵9座，倒虹吸管3座；道路改移17处；规划施工便道约40km，其中支便道约10公里（35条便道）。
图1 局部支便道规划图
2.2工程地质
乐山至兴文境内地层岩性以“红层”砂、泥岩为主，构造以南北向弧形褶皱为主，主要不良地质为砂、泥岩风化差异造成的边坡稳定性问题，发育顺层、危岩落石、滑坡、有害气体等不良地质。
2.3地形地貌
本标段位于乐山～兴文段，位于“四川盆地南缘丘陵区”，线路地面高程260～800m，相对高差50～300m。该段为丘陵，地形起伏小，以低矮缓丘为主。沿线岷江岸边分布五级阶地，阶地面平坦。
3 临时便道规划研究
3.1施工便道选线分析
依托工程地处丘陵山区，地形地势复杂，多呈现”V”型沟壑，为保证施工便道的纵向坡度、转弯半径等技术要求，其沿线施工便道无法沿红线贯穿整个线路，需沿附近山脚、山腰绕山而建，再采用支便道引入各工点的方案，而当地村民基本居住于既有村道沿线和山脚位置，其分布位置与我便道穿越位置及其相近，可以将施工便道走向与当地农村路网结合建设，提出 “永临结合”的便道规划思路，起到资源利用、降本增效、节约工期的效果。
3.2施工便道适用性分析
3.2.1便道修建标准分析
根据本项目村道的宽度窄、急弯多、标准等级低的现状，无法保证大型设备、地材、钢筋等设备材料的运输。经过现场勘查，沿山修便道难度较大、征地费用高，结合以上制约条件，便道修建标准如下：
（1）设计施工便道宽度为4.5m，采用泥结碎石路和混凝土路相结合形式，路面设2%横向排水坡，靠山侧设置1：0.25坡度梯形排水沟，底宽30cm，深度40cm。
（2）每200-300m设错车平台（宽6m），确保道路畅通。
（3）便道路面应高出自然地面0.5m，高出水沟面0.5m以上。
（4）便道路面采用混凝土路面，原地面清表后，反复碾压，铺设30cm厚卵石，再浇筑20cm厚混凝土面。在线路跨越水渠处根据现场地形设置涵管，确保主线便道贯通及排水畅通。
3.2.2 永久农村路网改造分析
农村现有路网宽度为3.5m，根据当地农村经济发展现状，4.5米宽的混凝土村道是完全能够满足当地经济建设发展，将当地原有土路进行扩建加宽4.5m，并进行硬化。此道路扩宽主要有靠山侧开挖和山坡侧填筑，然后再填筑碎石并浇筑混凝土路面。
图2混凝土路面截面图 图3 扩建道路断面图一 图4 扩建道路断面图二
3.3 施工便道选线
通过Google Earth平台根据项目线路走向及村民分布特点，确定施工便道线路。
图5施工便道选线布置图一 图6施工便道选线布置图二
3.4施工便道总体设计与实施
本项目线路长，施工协调难度大，地形条件非常困难，坡陡弯急，车隐患大，施工便道按功能分为进场专用便道、贯通主线便道、支线便道三种类型。便道设计原则如下：
（1）服务功能：对于桥梁施工，须满足钢筋、水泥、柴油、地材等材料的运输，同时还需满足大型架桥机、吊车、龙门吊等机械的运输，以及作业人员生产与生活的流通。
（2）因地制宜：施工便道应根据现场的自然条件，因势而展，尽量采用平顺短直的线形，缩短便道长度，保持充足的视距，选择合适的路面结构，改善物流过程中的行驶条件。
（3）安全、环保、经济、便捷：对于既有老路，要充分利用，避免征用土地，节约施工成本，保护生态环境，如果既有老路达不到功能需求，可进行适当的拓宽、优化。
本项目地处重丘陵山区，其施工便道建设无法沿红线贯通，与平原地区有极大的不同。由于翻越山岭坡度太大，故全线施工便道根本无法沿红线拉通，需沿山脚、山腰绕行，再向各工点引入。本项目采用全线拉通主线便道，并以支线便道向各工点引入的方案。
4装配式支便道设计
4.1结构形式
4.1.1支便道基础
支便道基础作为下部受力结构，应确保其地基承载力和稳定性。考虑山区便道跟随地形起伏变化的特殊性，此基础预制采用0-15%不同坡度面设计，基础长60cm，宽60cm，高50cm，由于基础表面带有坡度，其一侧高度H根据坡度不同调节，并在基础上预埋限位钢板（长20cm，宽5cm，厚1cm），特别是考虑基础的周转吊装，预埋Φ16钢筋吊环，不同坡度基础安装见图2：
图7支便道不同坡度基础安装图
4.1.2型钢横梁
采用Ⅰ20a型钢双拼组成，长度4m，放置于便道基础上，并采用预埋钢板限位，型钢上面设置预留孔（如图3），用于与基础及装配式组合面板连接。将型钢安装与基础预埋钢板间并固定。
图8型钢上设置预留孔
4.1.3组合面层
8x1200x4500面板+5根4.5m工16的纵梁（间距30cm）+纵梁间间距1.5m横向背楞[12，做成1.3m×4.5m的标准件组合面板，并在距离纵梁两端端部20cm处设置Φ20mm预留孔，用Φ16钢筋弯钩与横梁相连接（如图4）。两组组合面层加中间覆盖板组成一跨3.5m×4.5m面板，面板安装于横梁上，并采用Φ16连接筋与横梁固定连接。
4.1.4中间覆盖板
为确保中间有轮子的车辆通行，中间的1m空档可采用-0.8x1000x4500钢板直接覆盖于组合面层上。
4.1.5面层附属结构
为了防止车辆滑出便道，在组合面板外侧设置[16型钢做护轮坎，护轮坎焊接与面板最外侧型钢表面，可与面层整体安装。
组合面板及附属结构如图4：
图9组合面板及附属结构
4.2结构计算
建立两跨整体模型，对结构进行计算。考虑两种荷载组合形式，即标准组合和基本组合。
本计算主要考虑自重与车辆荷载。荷载组合形式如下：
， 
以上组合中，标准组合用来评价刚度及稳定性指标，基本组合用来评价结构强度指标。
计算结果如下图所示：
图11 变形云图（单位：Mpa）
各主要构件计算结果如下表所示：
最大应力为164MPa<205MPa，满足要求。
最大变形为 
，满足要求。
因此，便道主要构件强度及稳定性均能满足设计及规范要求。
5实施效果
5.1施工要点
（1）支便道基础安装前，测量放样开挖，并检测地基承载力，安装后回填基坑并压实，确保基础使用的稳定性。
（2）考虑大型施工车辆安全通行及基础稳定性，基础面采用的最大坡度不应大于15%。
（3）此便道主要分为四大部分：基础、横梁、面层、中间覆盖板。故此便道安装或拆除时，以这四大部分整体吊装拆除，并用平板车转运。
（4）支便道安装完成后，其与主便道相接处，采用混凝土浇筑，与钢便道面层顺接，其通入工点端，与工点施工平台顺接，确保施工车辆在工点处有足够的工作面。
（5）由于此便道主要材料为钢材，故钢材在露天使用过程中应做好防腐处理，将加工预制好的钢便道刷防锈漆，确保钢材质量。并在基础及主要构件上进行标记，标记为“××研制”和“适用坡度××%”，保证便道在周转过程中的可识别性。
（6）此装配式可周转便道适用于引入支便道，主要为桥梁下构施工提高，故设计受力以50T罐车考虑，限重为50t，并限速10km/h，保证车辆行驶的安全。
5.2成本对比分析
装配式支便道与普通混凝土结构便道成本比较：
此便道单跨为3.5m×4.5m，单跨工程量见下表：
根据以上表中计算装配式可周转便道每公里造价为8470.5/4.5×1000=188.2万元；使用完成后的每公里钢材处理回收资金：2502kg/4.5×1000×1500=68.2万元；核算每公里120万元；
混凝土便道采用宽4.5m、厚15cm碎石垫层+宽3.5m、厚20cm混凝土，每公里造价为：4.5×0.15×1000×100+3.5×0.2×1000×500=41.75万元；如果考虑便道使用完成后的复垦费用：混凝土便道清除每公里约10-15万元。
故采用可周转钢便道和混凝土便道对比，可周转钢便道周转3次，其造价可降低至40万元/公里，比混凝土便道便宜，且无需复垦，减少了混凝土破除的复垦费用。
6、结束语
山岭重丘区便道规划“永临结合”思路，即适应当地路网发展，又节约施工成本，达到双赢的效果；另采用Google Earth平台进行施工便道线路规划，可大大提高便道选线效率；通过装配式支便道技术的应用与研究，为山区施工便道建设提供了更多的选择性，且可周转利用、环保节能、安拆便捷、使用成本低、利用土地复垦等特点，有助于提升项目的经济效益和社会效益，并为施工便道标准化提供了新的借鉴。
参考文献：
[1]盛泽.山区高速公路施工便道的选线与施工.《湖南交通科技》.2012年3月.
[2]吴越江.山区高速公路施工便道规划与优化.《公路交通科技（应用技术版）》.2014年04期.
[3]GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003
论文作者:李琴,张成林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/27
标签：便道论文; 组合论文; 坡度论文; 混凝土论文; 基础论文; 面层论文; 山岭论文; 《基层建设》2019年第5期论文;