司文杰
(甘肅恒科交通工程監(jiān)理有限公司,甘肅蘭州 730000)
隨著地鐵建設(shè)的不斷發(fā)展,地鐵沿線的環(huán)境越來越復(fù)雜,山區(qū)地下隧道的建設(shè)日益增多,對(duì)橋梁的整體穩(wěn)定性以及地下滲水穩(wěn)定性的控制提出了更高的需求。特別是山區(qū)的城鎮(zhèn),因受地下條件的影響,如果使用不當(dāng),將會(huì)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。因此,根據(jù)山區(qū)城市的特殊情況,深入探討了隧道工程的技術(shù)措施,具有重大的實(shí)際意義。
該工程地處山區(qū),靠近地下隧洞,拱頂為直墻橫斷面,隧道全長(zhǎng)168.95m,凈寬7.56m,毛寬12.32m,采取深埋淺掘的方法。隧道呈東西向,下跨水平垂直壁矩型截面,主洞埋深約16.23m,平頂直墻上有8.56m 厚,拱頂直墻上有6.89m 的土層。隧道下跨的近程橋型見圖1。
圖1 山地城市暗挖隧道近距離下穿橋梁位置圖示
采用全剖面開挖,以中風(fēng)化白云巖為主要巖層,IV 至V 級(jí),喀斯特發(fā)育程度介于中至強(qiáng)之間,承載能力大于240.00kPa,地下水較發(fā)育。
(1)由于基坑開挖面距橋墩基底的距離很短,因此,在施工階段,采用階梯法,并采用長(zhǎng)管式WSS 灌漿工藝。在階梯法開挖施工方案中,I 采用灌漿式小管道,II 為環(huán)形式,Ⅲ為懸掛式,Ⅳ為環(huán)形式,V 為懸網(wǎng)式,剩余部分為二次襯砌及基坑的回填法。利用長(zhǎng)管道WSS 灌漿技術(shù)對(duì)基坑進(jìn)行了預(yù)注漿處理,確保了灌漿材料的單軸向壓縮和滲流性能達(dá)到1.20MPa 以上、110.00cm/s 以上,而壓力測(cè)試值在0.50MPa以上或1.00MPa以下[1]。
(2)在注漿前期,采用RPD-130C 鉆機(jī),長(zhǎng)度3.50m、寬2.20m、高5.40m,在橋墩周圍設(shè)置泥漿灌漿孔,鉆孔間距與直徑為0.80m、擴(kuò)散半徑0.60m、水泥用量120.00kg/m、孔隙率為0.20%、填充系數(shù)為0.70、損失系數(shù)為1.05。
(3)在注漿孔設(shè)置完成后,采用長(zhǎng)管式WSS灌漿技術(shù),將水泥漿注入橋墩周邊,既能有效地增強(qiáng)樁基周邊土體和樁基底部土壤,又能減少開挖施工對(duì)土體的影響,從而為樁基端部的提高提供支撐[2]。在地面注漿后,根據(jù)其靈活的配置來完善其本身的安全功能,并做好歷史曲線記錄工作;針對(duì)各種原因,如:自動(dòng)故障、高精度的監(jiān)控、遠(yuǎn)距離監(jiān)控等,選擇適當(dāng)?shù)目刂蒲b置。舉例來說,可編程控制器的液力同步上舉自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)提升設(shè)備進(jìn)行控制。在選定起重設(shè)備及相關(guān)的操縱機(jī)構(gòu)后,以8米以上的樁基礎(chǔ)豎向變形為參考,將鋼板襯墊放置在固定盆托架下方。
(4)為使支座、梁體的復(fù)位效果良好,必須預(yù)先拆掉盆式支座與墩柱之間的連接,再將盆式制作、箱梁置于設(shè)計(jì)部位。在具體安裝作業(yè)中,先在承臺(tái)上部安裝鋼筋,澆注混凝土,然后沿橋墩下端承臺(tái)東側(cè)和西側(cè)分別進(jìn)行臨時(shí)支撐,一般采用直徑800.00mm、長(zhǎng)10.00mm 的鋼管作為臨時(shí)支架,管道內(nèi)已經(jīng)澆筑了混凝土。在完成臨時(shí)支承后,將橋面固定支座下的墊板螺栓適當(dāng)松弛,然后打開千斤頂,將橋面的頂升高度提高到5.00mm。在不存在沉降高度±0.00mm的情況下,對(duì)臨時(shí)支架進(jìn)行調(diào)整。
(5)調(diào)整完畢后,將千斤頂關(guān)閉,完成臨時(shí)支架架設(shè),臨時(shí)支架上的橋面重量占總重量的70.00%~90.00%。再對(duì)鋼墊板進(jìn)行平整處理,以促進(jìn)鋼墊板與鋼墊板的焊接成為一體。然后,重新啟動(dòng)千斤頂,對(duì)箱梁進(jìn)行吊裝作業(yè)。在箱梁的頂升作業(yè)中,必須采用具有一定厚度的鋼墊板來填充盆式支架,并將其填滿后再將其下落至預(yù)定位置。請(qǐng)注意,如果下倒箱梁的高度超過了以前的2.00mm,就必須對(duì)其下面的鋼板進(jìn)行再次調(diào)整,確定沒有問題后,才能拆卸臨時(shí)支架和下墊板地腳螺栓。
鑒于地下隧洞臨時(shí)仰拱為一種雙組合式工字鋼,其施工過程中除了使用高強(qiáng)度螺釘旋緊作業(yè)對(duì)其進(jìn)行50.00kN 預(yù)應(yīng)力以外,還必須從上導(dǎo)洞開始,進(jìn)行下人工樁的深挖,以限制導(dǎo)洞邊壁向一側(cè)橫向方向偏斜的目標(biāo)[3]。結(jié)合地下開挖工程實(shí)際,可以采用四個(gè)樁基同時(shí)開挖,每次只能在一個(gè)承臺(tái)區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)樁,然后在樁的底部預(yù)埋泥漿管,目的是在基坑開挖24小時(shí)后,對(duì)地基進(jìn)行灌漿加固。
為了防止隧道下跨橋梁時(shí),樁基外側(cè)土體的穩(wěn)定性失衡,技術(shù)人員可以從樁基和周邊土體的摩擦力入手,加強(qiáng)施工后期的樁基水平支護(hù)。即在土方開挖完畢后,立即將臨時(shí)鋼支架置于邊樁的橫向位移位置,使其兩端都置于邊樁后,以減輕樁身的承載力。在中間板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,臨時(shí)鋼支架拆除。
在施工過程中,施工技術(shù)人員必須遵循“先左后右”的施工次序,以充分保證鄰近的橋體穩(wěn)定,二者交匯點(diǎn)為左線的二次襯砌施工完畢。根據(jù)本案例分析,其工程巖體的材料并不均勻,各項(xiàng)性質(zhì)存在差異,由于施工機(jī)械、裂隙力學(xué)等多種原因,加之施工場(chǎng)地地質(zhì)條件復(fù)雜,必須采用緩慢的冷掘方式來解除應(yīng)力。首先在工作臺(tái)上鉆孔,隨后以“人工+破碎錘”的修整方式實(shí)現(xiàn)有序操作,保障下穿過程橋梁的穩(wěn)定與安全性。
在施工初期,技術(shù)工人要進(jìn)行大型頂板的預(yù)支,以此可避免鉆設(shè)孔洞過程中地表變形等問題。支護(hù)作業(yè)實(shí)施期間,技術(shù)人員可應(yīng)用DTM352 型全站儀,準(zhǔn)確放出鉆孔和橋梁的部位。隨后再次檢測(cè)橋梁位置,保障放線的誤差≤5mm。然后將木頭樁子搬到地上,挖出30cm到40cm的深坑,沿著樁體撒上白灰,防止后期遭到機(jī)械的破壞。
應(yīng)指出,技術(shù)工人在一次與二次襯砌周期同時(shí)進(jìn)行的樁基礎(chǔ)數(shù)目,一般都需在2 根及以下,且技術(shù)人員需強(qiáng)化檢測(cè)橋梁的傾斜程度、樁基沉降數(shù)值、洞內(nèi)拱頂?shù)某两岛退绞諗慷鹊葍?nèi)容,以精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)程序控制,提升工程的施工質(zhì)量。
綜上所述,在實(shí)施下穿橋梁施工期間,如果發(fā)現(xiàn)隧道拱頂與樁基礎(chǔ)底部的距離越來越近,則整體施工作業(yè)所受到的影響也會(huì)越來越大。且只有在施工期間重視各項(xiàng)施工細(xì)節(jié),做好各項(xiàng)施工的技術(shù)質(zhì)量保障措施,才能夠在根本上提升整個(gè)工程的施工技術(shù)水平,以此來保障山地城市隧道施工的安全性。