1 工程概况

　　虎门二桥起点东涌互通^[1,2]为直连式半直连式混合型枢纽立交(见图1)，一次规划、分次实施。桥位处地貌为珠江三角洲平原类型，地表淤泥、淤泥质粉质黏土层深达10～20m。在虎门二桥建设前，已完成1座高速公路主线桥(广珠北线)、4座公路匝道桥(BCFG)、1座地铁高架桥、1座高铁高架桥、3条高压油气管线和多条高压电线的建设，新建的1座高速公路主线桥、4座公路匝道桥(ADEH)需8次上跨既有高速公路、6次上跨3条高压油气管线、5次上跨地铁高架桥、1次下穿高铁高架桥、1次下穿高速公路高架桥、并下穿11处万伏以上高压线，涉及包括挂篮悬浇、支架现浇、预制架设、顶推、吊装等多达14种工艺。本文仅取其中5种工艺进行阐述。

　　图1 东涌互通平面布置 

　　2 上跨既有线路防护及施工

　　2.1 上跨高压油气管线施工防护

　　临、跨油气管线施工时，必须先对管线进行防护^[3]。但目前尚没有明确的防护标准或规范。根据管道特征和地质条件，一般以尽可能减少管道周围土体扰动的原则进行防护方案设计。经综合比选，在需进行临管线施工处及需上跨管线行驶设备和停放机具材料处，在管道两侧施工水泥搅拌桩、在管线上方安装钢筋混凝土盖板，对管道进行保护，如图2所示。

　　图2 管线防护结构(单位:cm) 

　　水泥土双向搅拌桩直径50cm，水泥用量及掺和比例根据地质条件确定，以满足承载力要求。本项目桩体所用水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5～0.7，水泥掺量为12%～15%，其中桩顶5m范围内设计水泥量为55kg/m，其余部分设计水泥量为50kg/m，要求水泥土28d桩身无侧限抗压强度≥1.2MPa,90d水泥土桩身无侧限抗压强度≥2.0MPa，单桩承载力特征值≥120kN。

　　水泥搅拌桩在管道两侧的排数根据受力要求确定，其间距为0.4～0.5m，与管道间的净距≥2.5m。在搅拌桩施工前，先探明管道的具体位置，再进行搅拌桩的放样和施工。为保证成桩质量，采用双向搅拌工艺施工，且须穿透软弱土层进入持力层深度≥0.5m，搅拌桩施工机械应远离管道布置。为增强多排水泥搅拌桩的整体协调能力，在搅拌桩桩顶设置桩帽，桩帽采用25cm高C30混凝土条形梁，在桩帽上设置C30钢筋混凝土盖板。盖板与土层间预留5cm空隙，当盖板发生变形时，盖板上的荷载不会通过土层传递给管道，防止管道承受额外压力，确保管道安全。为方便运营期间管道检修，钢筋混凝土盖板按2m/块进行设计和施工。

　　2.2 上跨地铁施工防护

　　为保障地铁轨行区安全，临、跨地铁高架桥施工须先防护后施工、无监测不施工^[4,5]。地铁4号线采用接触轨供电模式，电压DC1500V;运营时速为80km，平均每9min经过1趟，运营时间为6:00—23:15，安全防护装置的安、拆只能在地铁停运时间(即天窗期)进行。每晚天窗期可作业时间仅为2h，每个月最多只能申请15个天窗期。扣除准备时间、收尾清理时间，每个天窗期的有效作业时间最多为1.5h。因此，防护装置的安、拆须快速、安全，且杂物不能掉入轨行区，常规的散搭散拼散拆无法满足施工要求。

　　经研究确定在临线分项工程施工前采用可移动的安全防护平台^[6,7]对轨行区进行保护(见图3)，保护范围为上跨线投影面以下，且投影面两侧各外延5～6m。

　　图3 可移动的防护平台 

　　可移动的安全防护平台采用630×10钢管作为立柱，沿地铁纵向布置，间距6m。立柱在地铁两侧距离以尽可能紧贴地铁高架桥、方便施工为原则布置，剪刀撑采用[20a。钢管顶部沿地铁纵向布置1道2HN400×200纵梁，纵梁顶铺设槽型轨道，轨道上安放每榀3m长型钢框架。框架立柱采用I28、间距3m;采用I16做侧向联系、顶面按间距1.5m安装I16,I16顶铺设4mm厚花纹钢板，承受跨线施工时可能的坠物。型钢框架侧面采用2层细铁丝网间夹1层密目网的防护网，兼顾防火和防止轻质物品飞入。型钢框架底的滚轮结构除了支撑作用外，还能方便型钢框架在槽型轨道中沿纵向滚动。

　　槽型轨道及其以下的基础部分在空闲时机择机施工完成。框架结构在场内分榀制作完成，转运至吊装点附近，在天窗期采用吊车在固定位置逐榀吊装至轨道上，再在轨道上平移至安装位置(见图4)，卡住滚轮，防止其自由滚动;榀与榀之间通过型钢连接成整体，榀与榀间拼连处的空隙再补盖顶面钢板和侧面的防护网。

　　图4 防护平台安装 

　　天窗期先在固定位置吊装，再进行平移和连接作业，施工效率高，在1.5h有效时间内，能完成5～7榀防护平台的安装和固定。由于防护平台提前预制组拼完成，在吊装和平移过程中无零散构件坠落，减少了现场的清理工作，增加了有效作业时间。

　　待桥面系护栏施工完成后，在天窗期拆除所有轨行区临时防护平台。防护平台拆除从两端开始，逐节解除联系^[8]后，顺轨道移至上跨线投影面以外，再采用吊车吊放至地面固定点进行拆解。

　　2.3 挂篮施工防护

　　本项目在既有高速公路上进行挂篮悬浇的T构有16个，沿既有线的影响长度达200m，特别是广珠北线宽达33m，在既有线上搭设专门的防坠落平台^[9]风险大，施工成本高;既有线交通繁忙，不能中断运营。经研究，采用对挂篮进行全封闭的兜底式防护后，再进行跨线悬浇施工。

　　挂篮拼装完成后^[10]，将组拼好的兜底防护平台整体起吊至挂篮底部，吊挂在挂篮底前、后横梁上，再在兜底平台上、挂篮四周搭设单层满堂式支架，在支架侧面采用双层密目钢丝网围闭(见图5～7)。全封闭的兜底式防护平台随挂篮一起移动，实现悬浇全过程防护。由于既有线侧的挂篮安装了防护平台，挂篮的整体质量大于另一侧没有防护平台的挂篮，因此应核实T构两侧的不平衡荷载是否在设计允许范围内，若不满足要求，则需根据计算在没有防护平台侧增加相应配重。

　　图5 挂篮兜底防护平台内布置 

　　3 下穿既有线施工

　　3.1 超高压线下钢箱梁吊装施工

　　D匝道16～19号墩跨钢箱组合梁位于净距40～50m的500kV的顺广乙线和沙广乙线之下，采用吊装法安装。由于高压线周围有磁场，钢箱梁作为细长构件，在起吊过程中切割电场磁力线，导致磁通量变化而产生感应电动势。起重机与500kV架空线路边线间最小安全距离为8.5m^[11]，但在本项目其他构件吊装时发现，净距>30m时仍有较强感应电。本次吊装施工在2条500kV高压线间进行，实测最小净距仅为9.3m，吊装时必须做好安全控制措施。

　　图6 挂篮前端横断面(未示意剪刀撑) 

　　图7 兜底防护平台结构 

　　1)感应电随着空气湿度及污染情况变化，强度也会发生相应变化。空气越潮湿、污染越严重，感应电强度越大。因此，选择天气晴朗、无风或微风的日子进行吊装。施工场地保持洒水润湿，避免扬尘。吊装施工前，应使用温、湿度计对施工现场的湿度进行测量，当空气湿度达到70%以上时，不得进行起重吊装。

　　2)由于高压线的输送电荷是随下游用电负荷而发生变化，提前与高压电供电管理所沟通，了解其负荷变化曲线，选择用电负荷较小的时段进行吊装施工。

　　3)接地是削弱高压电产生感应电的最有效手段。吊装前，对吊车和钢箱梁分别进行接地，要求采用接地性能良好的扁钢^[12]插入接触良好的土壤中≥60cm，不能插入石头地。接地线采用有护套、截面≥25mm²的多股软铜线，接地铜线与扁钢、吊车、钢箱梁间采用螺栓固定的连接方法。吊车的接地线≥2处，钢梁上的接地线应防止在吊装时被拉脱、拉断。接地完成后，每处的接地电阻≤4Ω。整个操作过程中，应由专业电工穿戴防护设备进行操作。

　　4)在吊装前，利用BIM技术对吊机的站位和吊装空间进行定位和模拟^[13]，然后根据模拟结果在现场进行空载模拟，实测全过程净距，复核BIM模拟结果。在实际吊装过程中，必须依照模拟时的定位和吊装参数进行安装。在吊车臂最前端和吊车操作室内安装高压电力设备非接触智能预警装置，设置预警报警距离，当吊臂与高压线间的距离接近预警距离时，该装置即能自行报警提醒。

　　3.2 安装净空不足的小箱梁施工

　　主线桥18～20号墩为小箱梁预制架设施工，与G匝道斜交，成桥后主线桥与G匝道间的净距为5.6m，架桥机和吊车无法直接将小箱梁安装到位。

　　结合现场条件进行研究对比，最终确定在左、右幅盖梁外侧搭设横移支架，支架上铺横移轨道，轨道在盖梁上延伸布置。吊车将小箱梁吊放至移梁支架上，利用移梁小车将小箱梁横移至设计位置后落梁于支座上^[14]，依次进行，完成该跨小箱梁的安装，如图8～9所示。

　　图8 横移支架平面布置 

　　图9 横移支架立面布置 

　　4结语

　　虎门二桥东涌互通其上跨下穿频繁，采用工艺多，通过采取一系列措施，顺利、安全地完成项目施工，并于2019年4月2日通车。管线防护工艺、地铁防护工艺、挂篮悬浇跨线施工防护工艺被当作标准工艺进行推广应用，为类似工程的实施积累了施工经验，具有很好的借鉴作用。