余 偉
(貴州路橋集團(tuán)有限公司)
隧道洞門是橋隧連接工程中,隧道和橋梁之間連接的部分,隧道洞門施工質(zhì)量對整個隧道的施工質(zhì)量都會產(chǎn)生影響。
(1)淺埋隧道洞口段施工
淺埋隧道洞口施工應(yīng)該盡量不放坡,采取超前支護(hù),進(jìn)洞之后使用人工挖掘這一方法,對隧道進(jìn)行施工??梢允褂娩摻罹W(wǎng)或者噴射混凝土的組合支護(hù)這一形式對隧道進(jìn)行支護(hù)、淺埋。因?yàn)樗淼郎蠈拥膸r土整體比較薄弱,所以想要形成完整的支撐體系存在一定的困難,并且圍巖早期壓力會超出額定指標(biāo),所以變形比較快,要采用相應(yīng)的方式對隧道進(jìn)行控制,防止巖土出現(xiàn)變形或者松弛等情況,導(dǎo)致地表面的塌陷。深埋隨帶開挖過程中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)圍巖變形的控制,不應(yīng)該采取變形釋放的方式,以防對土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的影響。如果地表下沉較大,需要采取措施時,可澆筑二次襯砌,而使用正臺階法開挖,自下而上的襯砌隧道,需要加大開挖斷面,施工作為二次襯砌。
清理地表的雜草之后噴錨支護(hù),在鋼管上鉆孔,注漿固結(jié),噴錨支護(hù)結(jié)束之后開挖進(jìn)洞,使用臺階法,分成拱部、中層、下層三部分,用小導(dǎo)管超前支護(hù)和格柵鋼架支撐,掛網(wǎng),噴20 cm 混凝土,開挖下部要防止圍巖暴露過大而坍塌,分為上下兩層,開挖后設(shè)置格柵鋼架,采取噴錨支護(hù)和混凝土支護(hù),層間的格柵鋼架需要焊接牢固。
(2)巖堆洞口施工
巖堆進(jìn)過掩體風(fēng)化之后,在重力作用下逐漸搬運(yùn)到坡腳,內(nèi)部有較多的碎石、塊石,泥沙比較少,碎屑之間結(jié)構(gòu)松散,容易坍塌。隧道洞口經(jīng)過巖堆,施工中藥加強(qiáng)支護(hù),同時注意地表水的攔截,通過混凝土支護(hù)承受側(cè)壓力。
巖堆洞口施工首先施工天溝排水系統(tǒng),采用鋼筋網(wǎng)噴混凝土支護(hù),隧道靠山側(cè)外援使用鋼花管對地表進(jìn)行注漿加固,洞口40 m 開挖之前使用小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)。隧道同樣分為上、中、下三層,下部開挖后,要通過焊接將中部格柵和拱部格柵鋼架連接成環(huán)形,同時施工仰拱,實(shí)現(xiàn)全封閉。
(3)偏壓隧道洞口施工
偏壓隧道承受明顯不對稱載荷,主要是特殊地形、地質(zhì)和塌方等情況造成的,必須保證隧道拱肩外側(cè)的胃炎覆蓋厚度比圍巖各等級特定值小,如果洞頂?shù)膸r體出現(xiàn)下沉等情況,會在巖體內(nèi)部形成滑動面,導(dǎo)致隧道承受不對稱載荷,在該情況下進(jìn)行施工,容易出現(xiàn)坍塌等情況,并且在襯砌之后隧道會出現(xiàn)不同程度的裂紋。所以在對偏壓隧道洞口進(jìn)行施工時必須要采用相應(yīng)的支護(hù)措施,并且要通過襯砌的方式形成環(huán)形狀以抵抗圍巖帶來的壓力。
實(shí)際工程中,施工方法和順序需要根據(jù)隧道類型選擇,在連接前提下的隧道洞門在施工過程中必須要注意到橋臺的變化,并且在挖掘時,要關(guān)注圍巖的穩(wěn)定性以及各方面指標(biāo)的轉(zhuǎn)變,因?yàn)樗淼篱_挖工作會造成巖體滑動或者坍塌,所以在施工之前必須要對坡面進(jìn)行處理。若橋臺處于洞口的內(nèi)部位置,可以在挖掘過程中對橋臺進(jìn)行施工。因?yàn)闃蚺_挖掘工作會給圍巖帶來松動,所以洞門開挖過程中要采用比開挖過程中更高級別的支護(hù),提高圍巖在二次擾動情況下的穩(wěn)定性,并且橋隧廉價情況下,隧道洞門開挖應(yīng)該采用人工的方式進(jìn)行,人工施工困難可輔以弱爆破,不能使用強(qiáng)爆破。
(1)橋臺模板施工
要求模板具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,使之具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,能夠承受施工過程導(dǎo)致的載荷,并且構(gòu)造物形狀和尺寸必須準(zhǔn)確,模板應(yīng)該盡量選擇鋼模板或者大模板,提高模板適應(yīng)性,安裝模板要保證板面的平整,接縫位置不能漏漿。模板通常采用鋼結(jié)構(gòu)或者木制,大量定形混凝土結(jié)構(gòu)物采用鋼模板比較合理,拆裝方便,安裝之前需要記性尺寸檢查,避免振搗造成的混凝土跑模。
(2)橋臺施工
大體積橋臺通常為一次成型,施工中主要的難點(diǎn)在于水化熱和溫度裂縫的控制,通過混凝土原材料、配合比優(yōu)化、施工工藝優(yōu)化和降低澆筑溫度等方法能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效控制。
軟基橋臺筒倉采用孔樁基礎(chǔ),要求橋臺樁在承受橋梁上部結(jié)構(gòu)載荷的同時還需承受軟弱地基產(chǎn)生的水平推力需要采取一系列技術(shù)措施對其進(jìn)行控制。
①提升臺身與基礎(chǔ)剛度
在施工過程當(dāng)中,盡量減少單排樁基礎(chǔ)的使用量,多用雙排或者是多拍樁相互協(xié)調(diào)的方式來施工,可以更好的承擔(dān)引道填土以及臺前臺后所產(chǎn)生的彎矩與剪力,同時也可以使用斜樁基礎(chǔ)的方式,通過斜樁和豎直樁的混合共同承擔(dān)載荷。
②臺前加載
增加錐體護(hù)坡范圍和體量,使用重力式擋墻作為錐體護(hù)坡坡腳基礎(chǔ),使用大錐體填土平衡臺背填土產(chǎn)生的壓力,控制臺前和臺后的不均勻沉降量。
③臺后減壓
軟土地區(qū)施工之前首先進(jìn)行軟基處理,在橋臺施工之前,完成軟基的固化,包括排水、固結(jié)、沉降扥過程,保證軟基的基本穩(wěn)定。
(3)橋隧連接橋臺施工
橋臺隧道洞門外施工過程中,在隧道洞口開挖之后進(jìn)行基礎(chǔ)開挖會對洞口周邊圍巖造成二次擾動,地應(yīng)力應(yīng)該再次重新分布,地基承載能力不理想時,可使用樁基橋臺形式,可是鉆孔同樣會對隧道圍巖產(chǎn)生擾動。所以,開挖橋臺基礎(chǔ)時應(yīng)該緩慢進(jìn)行,認(rèn)真進(jìn)行隧道圍巖的監(jiān)測,根據(jù)測量結(jié)果確定是否有必要進(jìn)行臨時支撐,開挖結(jié)束之后要在圍巖穩(wěn)定之后拆除。然而一些時候,場地限制導(dǎo)致橋臺不能施工,所以需要在保證結(jié)構(gòu)安全性的情況下選擇一些替代措施,例如獨(dú)立設(shè)置橋梁和隧道,取消橋臺和搭板,并直接在基巖上設(shè)置臺帽,這樣的施工難度比較小,有著較高的經(jīng)濟(jì)效益。
在車輛進(jìn)入隧道之前增加標(biāo)示,警示或者引導(dǎo)駕駛員注意路況變化,防止車輛在硬露肩內(nèi)行駛而發(fā)生危險。
(1)分離式路基、隧道右側(cè)銜接
分離式隧道往往洞內(nèi)設(shè)計寬度為10.8 m,路基段車道右側(cè)存在2.5 m 硬路肩,而隧道內(nèi)不設(shè)硬路肩。兩者行車道之間無過渡問題,通常車輛能夠安全通過,設(shè)計過渡段主要是為了將硬路肩上的車輛引導(dǎo)到隧道中,將路基右側(cè)土路肩上波形梁按照2 條相切拋物線的形式向隧道口過渡對齊波形梁護(hù)欄和隧道內(nèi)輪廓,并沿著400 m 半徑圓曲線,把隧道內(nèi)檢修道路反向延伸到隧道外,過渡到土路肩邊緣。過渡段使用C30混凝土鋼結(jié)構(gòu),并在過渡段行車道側(cè)設(shè)置錨固鋼筋,從錨固段頂面開始,延續(xù)錨固到路面下60 cm。
(2)分離式路基銜接隧道出口
路面出現(xiàn)由窄變寬的情況,不會造成行車安全隱患,無需再進(jìn)行過渡處理。
(3)分離式橋梁、分離式隧道銜接
設(shè)置混凝土結(jié)構(gòu)防撞島用于過渡,保持橋梁護(hù)欄和結(jié)構(gòu)尺寸不變,在護(hù)欄內(nèi)側(cè)設(shè)置13 m 混凝土防撞島,采用變截面結(jié)構(gòu),隧道和防撞島斷面尺寸要等于隧道檢修道尺寸,而防撞島在橋梁硬路肩上使用圓曲線向墻式護(hù)欄上過渡,由低到高逐漸過渡到和檢修道持平。過渡段可采用C30混凝土結(jié)構(gòu)提升過渡段的防撞能力,并在行車道一側(cè)的過渡段上設(shè)置錨固鋼筋,間距30 cm 布置,從過渡段頂面逐漸向下錨固,直到橋面調(diào)平層。
高速公路路基、橋梁、隧道的銜接主要通過對斷面間的銜接優(yōu)化,緩解斷面之間存在的突變,降低斷面寬度差異造成的行車安全事故,是高速公路建設(shè)過程中容易忽略的問題,在今后的高速公路建設(shè)工程中應(yīng)該予以足夠重視,并采取有效的銜接方案進(jìn)行處理。
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