范永福
(紅河州公路路政管理支隊,云南 蒙自 661100)
隨著我國國民經(jīng)濟快速生長,構建高速、便捷、網(wǎng)絡化的交通網(wǎng)成為發(fā)展目標。但是,想要實現(xiàn)這一目標,快速促進交通運輸業(yè)的發(fā)展,就要加快道路橋梁和隧道的建設。我國地域遼闊,地勢、地形相對復雜,隨著道路橋梁和隧道建設的增加,出現(xiàn)了不少棘手的問題,而這些問題大部分源于自然環(huán)境的影響。由于云南地區(qū)地勢、地形相對復雜,近年來,如何在云南彎曲的山路上建設道路橋梁和隧道得到了關注點。本文就在云南建設道路橋梁和隧道提出見解,首先簡要介紹云南地區(qū)的環(huán)境特征、水文條件及地形地勢狀況,并對道路橋梁和隧道施工中出現(xiàn)的問題提出解決措施。
云南省地勢西北高、東南低,自北向南呈階梯狀逐級降低,從北到南每1 km水平直線距離,海拔平均降低6 m。北部是青藏高原的南延部分,山脈、河谷呈縱列分布,山河相間,南部為云貴高原,平均海拔不到3000 m,存在許多山脈和河谷,河谷較寬廣。
云南省的地形復雜,多山脈,海拔高,多丘陵和高原,注定了在該地區(qū)進行道路橋梁和隧道的建設非常困難,加上天氣和水文的多變性,所以經(jīng)常發(fā)生地質災害,這些地質災害不僅會影響施工質量和工程進度,還可能危及施工人員的生命安全。
裂縫是道路橋梁的典型病害之一,道路橋梁出現(xiàn)裂縫的原因有:①道路橋梁結構設計不合理、受力不均。②由于國民經(jīng)濟的快速增長,車輛保有量增加,特別是一些超載車輛的增多,造成橋梁的負荷增大。③溫度、濕度等天氣因素。④施工單位因為技術能力不足或為了降低施工成本,選用存在質量問題的混凝土等建筑材料。
2.1.1 鋼筋混凝土連續(xù)箱梁底板橫向裂縫的成因
箱梁底板出現(xiàn)橫向裂縫的原因可能有:①設計因素。箱梁截面的抗彎強度不滿足要求,或者雖滿足要求,但安全儲備小,當橋上超載車輛通行或者車流密集時,底板可能會開裂。②施工因素。混凝土受硬化期間水化熱的影響,內部溫度較高。由于混凝土表面散熱比內部快,混凝土表面會產(chǎn)生拉應力,當拉應力超過混凝土和鋼筋的允許拉應力時,就會出現(xiàn)裂紋,如圖1所示。
圖1 裂紋
2.1.2 鋼筋混凝土連續(xù)箱梁翼緣板橫向裂縫的成因
翼緣板裂縫主要是翼緣模板拆除后懸臂端自重力產(chǎn)生的內應力和箱梁內應力重新分布引起的。混凝土結構隨著溫度的變化發(fā)生變形,這種溫度變形受到約束時,混凝土內部產(chǎn)生應力,當此應力超過混凝土抗裂強度時,混凝土便開裂,即產(chǎn)生溫度裂縫,或引起翼緣板橫向裂縫,如圖2所示。
圖2 翼緣板橫向裂縫
2.1.3 鋼筋混凝土連續(xù)箱梁梁腹板豎向裂縫的成因
豎向裂縫處于梁端部及墩頂時為非結構裂縫,可能與早期混凝土原材料的質量、澆注及養(yǎng)護質量、徐變收縮有關。腹板豎向裂縫處于L/4~L/2跨位時,此區(qū)域結構活載正彎矩較大,因此判斷此類裂縫的出現(xiàn)可能與結構受力有關。
2.2.1 保證建筑材料的合理性
目前,道路橋梁建設的質量要求越來越高,只有確保建筑材料的合理性,才能保證工程的質量。例如,在橋梁施工過程中的混凝土調配,施工企業(yè)一定要遵守混凝土的使用規(guī)則,嚴格按照規(guī)定比例進行配比。在使用混凝土時,也要注意使用的地段和位置,道路橋梁不同地段和位置所承擔的壓力和強度不同,所以混凝土配比也有所不同,因此需要進行科學、嚴謹?shù)幕炷僚浔取?/p>
建筑材料與道路橋梁建設的質量有直接關系,因此施工單位要對建筑材料給予重視。①在選擇材料的時候,首先要選擇具有強度高、耐久性好的高性能建筑材料;其次要綜合考慮材料的價格和施工運輸距離等施工成本因素。②在采購施工材料的過程中,首先要了解材料供應商的相關情況,了解產(chǎn)品質量、價格信息、供應商供貨能力等,經(jīng)過綜合對比后選擇合適的材料供應商;其次是制定合理的材料供應計劃,防止因為材料供應問題影響施工進度。③在材料管理方面,首先需要安排專業(yè)人員負責材料的管理,這是防止材料出現(xiàn)問題的有力措施。但目前大多數(shù)施工企業(yè)的材料管理人員專業(yè)性不強,綜合素質偏低,導致出現(xiàn)諸多問題。因此施工企業(yè)要注重對材料管理人才的培養(yǎng),定期組織專業(yè)知識培訓,提高管理人員的綜合素質,使其能夠更好地完成施工材料管理工作。其次是建立科學合理的材料管理制度,對道路橋梁工程中的各種施工材料并進行分類管理,形成臺賬記錄,加強材料的抽樣復檢工作,確保建筑材料的合理性。
2.2.2 做好施工環(huán)境的勘測工作
在進行實際的道路橋梁建設過程中,要先對地段進行實地考察,做好勘測工作,尤其是云南省地形復雜,地質災害頻發(fā),容易發(fā)生意外事故,這些事故不僅影響正常的施工進展,還會存在安全隱患。所以,在這樣的情況下就要提前做好勘測工作,先了解清楚該地段的具體情況,并通過科學的分析預測可能會出現(xiàn)事故的地方和一些比較難處理的問題[1],通過前期工作人員的實地勘測和技術人員的科學分析,充分做好應對事故的準備工作,降低意外事故的發(fā)生概率。在云南省幾個地勢復雜、地質狀況較差的地方,施工勘測工作會起到非常大的作用。在實際的道路橋梁施工工作中,盡可能避免一些地質復雜的地區(qū),以確保施工進展安全、順利。另外,在進行勘測的時候,盡可能使用先進的設備和儀器來幫助工作人員掌握這些地段的地質信息。
2.2.3 保證施工辦法靈活性和專一性
在具體的施工工作中,由于存在很多外界干擾因素,施工團隊需要采取不同類型的施工辦法,應對復雜多樣的施工環(huán)境。但是對于具有一定的循環(huán)性的階段性施工工作,可以采用同樣施工辦法。所以,在具體的道路橋梁施工工作中,要保證施工辦法的專一性和靈活性,選擇正確的、科學的、合理的施工辦法,靈活面對復雜多變的自然環(huán)境,同時,要秉持專一的原則處理施工問題,使靈活性和專一性并舉,保證道路橋梁施工的安全和高效。
2.2.4 做好施工的質量監(jiān)管工作
在道路橋梁建設中,要做好質量監(jiān)管工作,必須“嚴”字當頭,嚴格按相關規(guī)范和規(guī)程組織施工,建立抽查和檢查制度,嚴把質量關。在進行實際施工時,中間任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都可能會影響后期工作的展開。所以,施工企業(yè)應當加強對道路橋梁施工質量的監(jiān)督和管理。
3.1.1 以大灣子隧道為例分析裂縫問題
受地質影響,隧道產(chǎn)生裂縫、滲水的問題或多或少都存在。以大灣子隧道為例,隧址區(qū)地質條件一般,節(jié)理裂隙發(fā)育嚴重,中隔墻受力條件復雜,應力集中程度大,長期的圍巖壓力導致了中隔墻混凝土損傷較嚴重,因此產(chǎn)生了較多橫、縱向裂縫[2]。
3.1.2 以大灣子隧道為例分析滲水問題
連拱隧道總體斷面較大,跨度大,中隔墻上方巖體松散、破碎。這兩個因素導致了中隔墻上部巖體產(chǎn)生發(fā)達的裂隙滲流網(wǎng)絡,中隔墻兩側(右洞左側、左洞右側)滲水泛堿現(xiàn)象嚴重。這里中隔墻內排水系統(tǒng)設置不合理,多年來防水材料老化變脆和受圍巖壓力的長期作用而逐漸破損而導致的。大灣子隧道襯砌滲水情況如圖3所示。
圖3 大灣子隧道襯砌滲水情況
3.2.1 解決隧道裂縫問題的技術措施
根據(jù)隧道的檢測報告,隧道襯砌全線存在很多裂縫,可以通過裂縫修補封閉裂縫,防止混凝土保護層的碳化有害離子對鋼筋混凝土的腐蝕,延長結構的使用年限,同時改善結構外觀。根據(jù)類似工程的經(jīng)驗,襯砌裂縫暫不影響結構安全,本次不予處治。
3.2.2 解決隧道滲水問題的技術措施
對于環(huán)向及拱部、施工縫與沉降縫等滲水嚴重的地段,采用鑿槽埋管引排水法進行處治。鑿槽埋管法引排的施工方法如下:沿漏水縫隙鑿出楔形溝槽,槽深7 cm,內口寬5 cm,外口寬4.5 cm,溝槽與隧道內側溝連通,以利排水,再用φ30的鉆頭鉆孔至初期支護后5 cm,鉆孔間距為50 cm,插入φ25的聚氯乙烯透水管,將鑿好的溝槽沖洗干凈,用φ50的半聚氯乙烯管緊貼槽底并用水泥釘固定,作暗槽排水用,再用BR防水膠漿從邊緣向楔形溝槽中央封堵嵌填密實,擠壓牢固,確保管子周圍不能滲水。在墻角處用φ50的圓聚氯乙烯管將漏水引至排水溝中排出。對于邊墻滲水嚴重的地段,采用邊墻鉆孔引排水的方法進行處治如下:鉆孔距離水溝頂面高度為0.6 m,在有明顯滲水痕跡處左右邊墻設置;鉆孔采用φ50鉆頭,鉆孔水平傾角為10°,鉆孔深度1.5 m,具體深度請參照施工圖。在邊墻部位鑿槽,鑿槽深度為8 cm,埋設φ75半圓聚氯乙烯管,將水引至邊溝,將滲漏水排出[3]。
綜合上述分析,雖然道路橋梁隧道的建設施工工藝和流程比較復雜,難度也比較大,并且還存在不少問題,但隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平和技術水平的不斷提高,施工技術措施正在不斷完善,我國的道路橋梁和隧道建設會發(fā)展得越來越好。