楊玉祥
(云南升盟工程咨詢有限公司,云南 昆明 650200)
建水(個舊)元陽高速公路項目12 標段路線全長約18.549km,其中路基1822m;橋梁6538m/13 座,包括賈沙1#橋、賈沙2#橋、賈沙3#橋、新民1#橋、新民2#橋、新民3#橋、他白大橋、也門1#橋、也門2#橋、丫沙底1#橋、丫沙底3#橋、丫沙底4#橋、龍岔河特大橋;隧道10189m/8 座,包括大坡隧道、新民1#隧道、新民2#隧道、大也門隧道、清水溝隧道、尼德隧道、斐古隧道、尼格隧道。橋隧比為90.18%。該標段項目特點如下:其一,地形起伏大,橋隧比例高。該標段線路沿線地形起伏大、山體陡峻、大臨設(shè)施布設(shè)困難、橋隧比例高、橋梁高敦多、路塹邊坡高,具有顯著的山區(qū)高速公路特點,施工難度大、安全風險高。其二,不良地質(zhì)類型多、分布廣,技術(shù)難度高。沿線有巖溶塌陷、滑坡、崩塌、泥石流、地震、危巖體等幾種不良地質(zhì)條件。其中,可溶巖主要有3 段:LK32+880—LK35+440、LK40+100—LK44+600、LK45+130—LK46+240,主要發(fā)育分布溶洞、溶溝、石崖、溶蝕洼地、落水洞等。受構(gòu)造及卸荷裂隙切割影響,線路區(qū)局部橋臺及邊坡位置危巖體發(fā)育,施工容易導致危巖體失穩(wěn)[1]。其三,沿線環(huán)境敏感復(fù)雜,協(xié)調(diào)難度大。路線經(jīng)過丫沙底溫泉、尼格溫泉,周邊分布錫礦等礦產(chǎn)資源,大部分地段用地屬于基本農(nóng)田或省級公益林、國家公益林。所在地主要為哈尼族和彝族等少數(shù)民族聚集地,人文環(huán)境復(fù)雜。外部協(xié)調(diào)量大、工程實施風險高。
尼格隧道進口設(shè)計樁號左線起點LZ4K44+300,終點樁號LZ4K47+650,全長3355m;右線起點LK44+295,終點樁號LK47+650,全長3355m。隧道進口軸線方向151°,出口軸線方向134°。尼格隧道穿越山體屬高中山地貌。隧址區(qū)分布高程959~1641.6m,相對高差682.6m,隧道最大埋深640m。隧道進口段地形相對較陡,斜坡坡度30~35°;出口段地形坡度較緩,地形坡度約20~25°,其上植被發(fā)育茂密。
尼格隧道采取“進口+出口”共計2 個作業(yè)面組織施工,除進出口采用人工配合機械式施工外,其余地段均采用新奧法施工。Ⅱ、Ⅲ級圍巖地段采用臺階或全斷面法施工。Ⅳ級圍巖地段采用臺階法,每循環(huán)進尺不大于1.5m;Ⅴ級圍巖地段采用三臺階七步法、雙側(cè)壁導坑法或CD 法每循環(huán)進尺不大于0.8m。開挖施工過程中加強測量控制。隧道二襯定制臺車模板長度是一個控制重點,鋼模臺車太短會造成二襯澆筑次數(shù)增多,施工縫數(shù)量增加,隧道滲水風險增加等。
施工通風:尼格隧道掘進較長,二次襯砌隨掘進同時施工,通過在隧道進、出口左、右洞各安裝1 套110kW×2 型軸流風機,通過φ1.5m 雙抗軟風管將新鮮空氣壓入隧道掌子面,污風從隧道內(nèi)排出。隧道單向掘進超過1500m,則必須采取增加通風設(shè)備,并輔以灑水降塵,嚴控隧道內(nèi)粉塵指標。施工排水:順坡開挖時,排水主要采用順坡自然排水。反坡開挖時,主要采用管道排水。洞內(nèi)根據(jù)需要采取間隔設(shè)置固定泵站與工作面移動泵站相結(jié)合的方式,經(jīng)管道將水排至洞口,處理達標后排放。
2.2.1 尼格隧道洞口施工
對于公路隧道,洞口邊仰坡滑坡是洞口段的主要風險。隧洞進口位于山脊側(cè)面,斜坡表面為全風化花崗巖出露,洞頂埋深較小,存在較破碎的巖體和不穩(wěn)定塊體,圍巖缺乏較強的穩(wěn)定性;隧洞出口位于小型沖溝底部,再從山脊的側(cè)面進洞,進口10m 范圍內(nèi)地形較平坦,大于10m 后,地形較陡,地形坡度30°,開挖邊坡問題突出,隧道進洞口失穩(wěn)風險較大,發(fā)生洞口失穩(wěn)的可能性較大。
2.2.2 尼格隧道特殊地質(zhì)和不良地質(zhì)地段施工
尼格隧道主要的特殊地質(zhì)和不良地質(zhì)地段為巖溶地段、斷層破碎帶、高地應(yīng)力地段。
2.2.3 尼格隧道高地應(yīng)力地段施工
高地應(yīng)力地段造成的主要地質(zhì)問題是巖爆。
2.3.1 尼格隧道洞口施工對策
在隧道進出洞施工前,要做好邊仰坡防護,并進行加固。平整洞頂?shù)乇?,做好洞頂防排水工程。隧道洞口進洞施工不但要滿足安全性、經(jīng)濟性,更重要的是要保護好環(huán)境,盡可能避免施工作用影響和破壞原始山體。首先,選用合理的進洞方案,隧道大跨施工采用的施工方法為以變大跨為小跨;其次,選擇適宜的輔助施工工法,尤其是對于出洞口偏壓受力特征應(yīng)該針對性地選取支護加固方案[2]。針對洞口工程施工,針對性選取監(jiān)控量測的內(nèi)容,優(yōu)化監(jiān)控量測方案,進行動態(tài)信息化施工設(shè)計。采用接長明洞的方式進洞,形成臨時支護拱圈或襯砌,抵緊仰拱坡腳,可對山體進行加固,盡可能不開挖邊仰坡,減少防護工程量,又可維護洞口的原生植被。
2.3.2 尼格隧道特殊地質(zhì)和不良地質(zhì)地段施工對策
(1)尼格隧道巖溶發(fā)育地段施工對策
通過超前地質(zhì)預(yù)報和施工地質(zhì)工作獲取的地質(zhì)信息及斜井超前所揭示的工程地質(zhì)情況、水文地質(zhì)情況,對斷層破碎帶、溶蝕破碎帶以及其他富水構(gòu)造,在施工過程中會出現(xiàn)突泥、突水等施工災(zāi)害部位,采取的處理方法是限量排放或超前帷幕注漿堵水(或徑向注漿)。
(2)尼格隧道斷層破碎帶地段施工對策
采用臺階法,確定3~5m 長的臺階,也可采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土,下部臺階左右錯開開挖;高水壓地段,采用臺階法,通過超前鉆探進行開挖,在帷幕中注漿做好堵水。
2.3.3 尼格隧道高地應(yīng)力地段施工對策
施工圖設(shè)計階段針對巖爆風險較高的區(qū)段,采用針對性措施[3]。在施工過程中,設(shè)計單位應(yīng)及時根據(jù)超前預(yù)報結(jié)果和出現(xiàn)的異常情況變更設(shè)計,保證安全進行施工。
大也門隧道從大也門村村民居住區(qū)下部通過,詳見圖1。圍巖類別為Ⅳ~Ⅴ級,隧道埋深0.5~56m。隧道施工可能對村民及民房造成影響,存在公共安全隱患,極易引發(fā)群體性事件、集體上訪、社會負面輿論、惡意炒作及其他影響社會穩(wěn)定的問題,社會風險巨大[4]。
圖1 大也門隧道上方民居實拍圖
施工前邀請各參建單位現(xiàn)場實地踏勘,并組織召開隧道施工風險專題會,以應(yīng)對突發(fā)事件。施工前對隧道上方民房及其他建筑物摸底調(diào)查、照相攝影取證,并盡量獲取村民的理解和認可。對于少數(shù)不了解情況的村民應(yīng)耐心宣講政策,做好解釋工作,避免產(chǎn)生不必要的誤會[5]。緊密聯(lián)系和依靠當?shù)卣嘘P(guān)部門和相關(guān)居民組織,調(diào)解各種糾紛。合理設(shè)計施工便道,盡量遠離居民區(qū),避免噪聲影響居民??刂埔淮芜M尺深度,避免隧道變形、塌方影響上方民居。保證對隧道施工加強監(jiān)控量測,量測項目包括隧道圍巖變形量測、凈空收斂量測、拱頂下沉量測、圍巖內(nèi)部位移量測、地表下沉量的量測等,在施工影響范圍內(nèi)的民房區(qū)域設(shè)置觀測樁,嚴密監(jiān)控地上建筑物和地面是否有位移和開裂現(xiàn)象。
丫沙底3#大橋右側(cè)上方邊坡為堆坡體,距主線距離約150m 處上方有倒懸圍巖,詳見圖2。圍巖體約500m3。丫沙底3#大橋施工擾動易導致圍巖坍塌,危及人員生命和財產(chǎn)安全,安全隱患非常大。
圖2 丫沙底3#大橋上方堆積體、倒懸危巖實拍圖
施工前,將此處圍巖體、堆積體列入安全風險評估項目中,并將該情況反饋給設(shè)計方,邀請設(shè)計方對現(xiàn)場進行踏勘,申請設(shè)計出具危巖體、堆積體處理方案。并安排專職安全員在施工現(xiàn)場附近安全位置觀察危巖體的狀態(tài),確保坡體穩(wěn)定方可施工,同時施工設(shè)備必須停放在安全區(qū)域[6]。危巖體清理會損壞當?shù)厮畡?wù)部門剛修建的灌溉水渠,受地形限制,水渠改道很困難,須與個舊市水務(wù)局商議解決灌溉水渠的相關(guān)問題。
該標段橋梁高墩統(tǒng)計,詳見表1。
表1 橋梁高墩統(tǒng)計表
該標段工程橋梁高墩墩身一般為薄壁空心墩,墩身線性、垂直度等控制難,質(zhì)量不易保證。
5.2.1 橋梁高墩施工測量控制對策
就橋位地形來看,山高谷深且較為復(fù)雜,在橋位內(nèi)使用全站儀就近布置平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng),定期進行復(fù)測。在進行施工過程中,使用鉛垂線對模板的傾斜度進行測量,一旦發(fā)現(xiàn)傾斜立即調(diào)整,控制好墩身施工的垂直度,同時結(jié)合山谷地形特點,使用水準儀進行測量[7]。對墩身而言,每施工澆筑一次4.5m高的混凝土之后,使用全站儀設(shè)備精確測量墩身混凝土主要角點的平面位置,同時測量好混凝土頂面標準,所以墩身施工標高達到規(guī)范要求,以保證梁底標高、梁體高度的準確。
5.2.2 橋梁高墩混凝土施工質(zhì)量控制對策
(1)橋梁高墩模板加工、安裝、拆除對策
除了塔吊起吊能力得以保證,工人具備一定的操作能力,還應(yīng)選擇厚度大、面積大的模板,選擇定制模板的廠家必須提供相應(yīng)的計算書,使模板符合剛度要求,在安裝模板時,注意必須保證模板不變形,否則會導致墩身外觀線形扭曲。第一次使用模板要先使用砂輪機進行打磨,待打磨干凈后使用洗滌液清洗,最后將脫模機涂刷于模板上,保證衛(wèi)生紙擦過無污垢后確定模板已清理干凈[8]。
(2)橋梁高墩混凝土澆筑對策
混凝土澆筑過程中要保持上部未澆筑混凝土部分的模板表面保持干凈。在混凝土澆筑完成之后做好覆蓋養(yǎng)護,使用塑料薄膜包裹好拆卸后的模板,并灑水浸濕,避免上一節(jié)段墩身混凝土澆筑完畢后,影響已澆筑部分,污染下部墩身。
(3)橋梁高墩模板拆除對策
在拆模過程中,保證混凝土具有足夠高的強度,不刮傷墩身,避免其表面出現(xiàn)缺角。
綜上所述,在建水(個舊)元陽高速公路項目12 標段施工實例中,通過前期細致的調(diào)查和科學的分析,對整個項目的施工重難點進行了嚴謹?shù)氖崂砗蛥R總,并有針對性地提出了相應(yīng)的施工技術(shù)管控對策,很好地保障了整個工程項目的施工質(zhì)量和施工安全,提高了施工效率,取得了圓滿的成效。