桥梁隧道工程技术十篇

发布时间:2024-04-26 02:28:45

桥梁隧道工程技术篇1

【关键词】桥梁隧道工程;施工技术;质量控制

目前,我国交通运输行业获得较为快速的发展,桥梁隧道施工在现代交通建设项目中占据非常重要的位置[1]。施工单位在桥梁隧道工程施工过程中要严格管理施工,因为施工地点具有非常复杂的地点,容易发生事故问题。因此,施工单位需要掌握桥梁隧道工程的相关施工技术,并了解其容易出现的问题,及时采取措施进行质量控制,确保在提高施工质量的同时,获得良好的社会效益。

一、桥梁隧道工程常见质量问题

(一)铺装层脱落

桥梁隧道施工时常常由于施工人员过度重视外观美观性,容易出现铺装层脱落的情况,加上对于桥梁隧道工程施工质量未给予重视,没有根据相关施工规范的要求进行施工操作,造成隧道铺装层出现脱落、松动以及裂纹等质量缺陷。

(二)钢筋锈蚀

大部分施工人员缺乏保护钢筋的意识,尚未通过针对性的对策保护钢筋,钢筋在空气中暴露时没有采用涂层操作的方式保护钢筋,或者在涂层操作施工时具有较差的规范性。钢筋长时间暴露在空气中会出现水和氧气的改变,导致钢筋出现锈蚀的情况。同时,即便施工人员根据相关要求采用措施进行钢筋保护时,无法有效避免钢筋出现锈蚀的情况,例如,钢筋运输以及储藏过程中受到磕碰均会在一定程度上破坏土层。

(三)混凝土裂缝问题

桥梁隧道施工中混凝土发挥着非常重要的作用,同时混凝土结构也较为常见出现裂缝o质量问题,在一定程度上影响施工质量[2]。导致混凝土工程出现裂缝的原因较多,例如,施工人员没有根据相关规范要求进行施工或者混凝土质量达不到要求等均会影响混凝土工程。另外,混凝土配置达不到质量要求、后期缺乏有效的养护以及管理、缺乏合理的浇灌、尚未清晰认识混凝土施工强度等均是造成混凝土结构出现裂缝的因素。

二、桥梁隧道工程的相关施工技术

(一)挪威法施工要点

挪威法的基础理论是以岩体本身承载作用为主,通过支护辅助岩体加固施工。挪威法施工技术具有维修方便、施工快捷、建设成本低等优势,在桥梁隧道施工技术中具有较为良好的效果,尤其在硬岩桥梁隧道工程中占据着非常重要的位置[3]。桥梁隧道施工在应用挪威法施工技术时需要对施工前两次地质勘探工作给予重视,因为挪威法无需进行超前地质预报环节,因此将圆形观测工作量有效减少,不需要进行再次衬砌施工,可以促进工程建设成本明显降低。若桥梁隧道工程防水板发生漏水问题,能够立即给予局部修补,对降低维修难度以及维修费用有一定的帮助,同时对桥梁隧道工程正常施工进度不会产生影响。

(二)新奥法施工要点

相对于挪威法来说,新奥法有着极大的相似点。目前,我国桥梁隧道工程施工中新奥法又可称为锚喷构筑法。新奥法具有工程质量高、施工经验成熟、投资成本小、地面干扰小等优势,在山岭隧道、矿山巷道、城市地铁等地下隧道工程施工中广泛应用。软岩或者硬岩隧道施工中比较适合使用新奥法施工技术,新奥法的施工原理(详见图1)主要是促进围岩自承作用得到最大程度发挥,通过围岩自承能力以及开挖面空间约束进行测量技术、喷射混凝土、锚杆加固等施工,通过加固处理围岩,确保围岩松弛、变形等情况得到有效控制[4]。另外,新奥法采用监控以及测量围岩以及支护,确保能够给工程设计施工奠定良好的基础。在岩石地层施工中有效运用新奥法,能够通过分步开挖或者全断面一次开挖的方式,进行锚喷支护复合衬砌以及锚喷支护,通过分析桥梁隧道工程的具体情况进行二次衬砌,在土质地层施工中运用新奥法,在加固地层后,方能进行衬砌以及支护开挖施工。

图1新奥法施工原理

(三)掘进机法施工要点

掘进机法主要是通过特制的大型切削设备,通过刀盘与岩壁紧贴后,采用盘型滚刀破碎岩石,确保隧道断面能够实现一次成型。现今,掘进机法在具体施工过程中,因为其机械工艺、制造工艺、理论基础仍未获得全面发展,所以施工单位需要不断改良施工技术。掘进机法可以通过皮带运输机全面排除破碎产生的土屑以及岩渣,从而使运输工序达到简便易行的效果,对掘进速度不会产生影响。通过集中控制的方式进行操作,能够促进远距离操作以及自动化操作得以实现。

(四)沉管法施工要点

沉管法又称为预制管段沉放法,在水底隧道建设中获得较为广泛的应用。沉管法主要是采用预制隧道管道的方式,把其托运到设计隧道的具置,通过管段加载效果确保其能够下沉到事先挖好的水底沟槽位置,直到完成沉放管道的工作后,通过水力压接法相互连接彼此相邻的两段管道,接着进行封闭墙拆除施工,确保隧道的完整性。

三、桥梁隧道工程施工技术质量控制对策

(一)预防铺装层脱落对策

施工技术人员在施工时要对铺装层厚度进行正确掌握,接着通过分析实际的情况,选择材质优良的材料,通过这样的方式能够促进铺装层出现断裂的情况有效减少。铺装层施工时需要合理的选择防水材料,通过这样的方式不仅可以促进铺装层施工质量得到有效提高,还可使铺装层使用年限有效延长。铺装层质量在很大程度上受到地理位置的影响,因此,在施工时通过分析地理位置地貌、地势、地形等,进行针对性的处理,可以促进铺装层出现裂缝的情况得到明显减少[5]。

(二)防御钢筋锈蚀的对策

施工人员在施工时采用涂层处理的方式可以使钢筋锈蚀情况得到有效避免,完成涂层操作时要通过针对性的保护对策,尽可能避免运输以及储存钢筋时由于碰撞出现掉层的情况。若钢筋出现锈蚀情况,可以通过措施有效处理锈蚀部分。

(三)加大控制隧道裂缝的力度

施工人员需要严格根据相关标准进行混凝土施工以及混凝土配合比设计工作,施工人员要对裂缝情况进行验算,对于不同部位的混凝土构建要采用不同强度等级的混凝土施工。计算混凝土配筋率时要确保计算公式计算结果以及准确性的精确性。施工单位要对水灰比、水泥用量进行严格控制,通过分析混凝土强度要求合理的使用外加剂或者掺合料[6]。施工单位需要加大施工人员施工技术培训力度,使其能掌握有效控制混凝土裂缝的技术,从根本上提高施工质量。

(四)保障原材料质量

桥梁隧道工程是否能够有着良好的工程质量,在很大程度上受到原材料的影响。所以,施工单位应该重视采购材料的工作,严格调查供应商的信用情况以及资质,不仅要保障施工材料的质量,同时还要促进材料价格有所降低,使企业经济效益明显提高[7]。禁止质量不合格的材料进入施工现场,每隔一段时间抽检施工材料,对钢筋材料、混凝土材料的合格证明进行严格审查,规范材料的存储工作,避免出现受损等情况。

结束语

桥梁隧道工程是否有着良好的施工质量对人们生命财产安全有着直接的影响。所以,施工单位应该完善桥梁隧道工程的施工技术,对于施工过程中容易出现的问题,要及时采取措施进行处理,有效控制施工质量,为顺利进行桥梁隧道施工环节提供保障。从根本上促进桥梁隧道建设的质量以及安全性明显提高,确保桥梁隧道工程能够与我国经济社会发展的需求互相符合,为居民正常生活提供良好的服务。

参考文献:

[1]金传勇.探究道路桥梁隧道工程施工中的难点和技术对策[J].江西建材,2015(04):288-289.

[2]罗富强.道路桥梁隧道工程施工技术研究[J].科技资讯,2014(06):367-368.

[3]于则彬.桥梁隧道工程的施工技术分析[J].黑龙江科技信息,2014(07):266-267.

[4]滕忠来,李建设.公路桥梁涵洞隧道工程施工技术应用[J].中华民居(下旬刊),2013(06):763-764.

[5]班立彦.公路桥梁隧道施工存在的问题及对策[J].科技资讯,2014(09):624-625.

[6]刘盼龙.关于桥梁隧道路面施工质量控制的研究[J].城市建筑,2013,04:270+274.

桥梁隧道工程技术篇2

关键词:公路桥梁;涵洞隧道;工程施工技术

1工程案例

某项目起点与大道平交,重点的桩号为ZK15+886.095。总共程度为1.6km。建有86m/4道,箱涵115m/2道,圆管涵倒虹吸60m/1道。钢筋混凝土箱涵,本箱涵主要为过水涵。桥洞与线路的交角成90°角。涵洞墙身长度为69m,每7~10m处就建设一道沉降缝,进出口的形式主要成一字进出口。桥洞的身高为3m,利用C30混凝土建造洞口,采用碎石垫层建造洞身的垫层。一般采用C30混凝土进行洞身建造。洞口的一字墙利用m7.5浆砌片进行建造。

2公路桥梁涵洞隧道工程施工技术方案的应用

2.1公路桥梁涵洞施工技术

(1)处理地基。在进行基层施工之前要利用机械设备进行现场挖掘与加固,机器工作有一定严格的要求,在施工时要严格控制。在现场进行精准测量时为避免遗忘要做出相应的标记,挖掘的深度以及直径要一定的比例,这样才更能确保质量。在相关的准备工作都完成以后要进行后续的施工,夯实原地基,利用水平尺进行适时测量,使得地基保持一定的平整度,如果地基的坚硬程度与建筑工程的需求不符,可以采用混凝土材料进行相应的加固处理。在施工过程中要做好排水工作。在浇筑完成后,等混凝土达到了确定的养护时间时再铺设路面。地基等相应的施工都完成以后,要检测各个方面的性能,清理路面的垃圾,再一次进行测量,测量其平整度,修护细小的缺陷。(2)基础开挖工作。以设计图纸上的具体要求为基础,对基础进行放样测量,使得涵洞的洞轴线有了个清晰的确定。接着在涵轴的两个端口埋设一些护桩,根据涵洞的轴线将开挖线放出,要适时地检查开挖的情况,开挖边坡的外缘要建立临时水准点。对于基坑的地面,设计平面的尺寸要控制在合理的范围内,每边放宽的不能低于50cm,确定四周排水沟和集水井的位置,每边放宽的距离不能低于80cm。利用机械设备进行挖掘时,确保不会损坏基底层的自然结构,设计的高程上面还要保持20cm的厚度,剩下的利用人力挖掘。以工程建设的具体地质情况为基础坑壁坡度采用1∶1的比例,对于特殊的地段可以采用圆极板桩进行临时支撑。地下可以采用集水井的方法进行处理,挖坑时要选择不深并且不影响施工的地方挖掘,将地下水引入到坑中,利用水泵将其取走,在边坡顶的周围挖掘建立水沟,防止地表水会流入到涵洞坑中。在天气情况较差,接连下雨时,要做好相关的防护工作,进行排水工程建设。而混凝土与墙身的接缝地点,要预先掩埋钢筋作接茬筋,使得墙身与基础保持在一个整体的状态。基础前后、左右的边缘距设计中心线的尺寸误差在50mm以内。(3)碎石土填换工作的开展。完成了相关的基础开挖工作以后要同时进行基底检查,只有等检查无差错之后才能继续后续的施工工作。对于一些软路段的涵洞,要利用碎石土填换构造物软下基的过程中,处理宽度应大于结构物每边100cm,按照1∶1的比例进行基坑放坡。回填时要进行分层处理,每30cm压实一次,把握压实力度,超过92%。为使得箱涵两侧填土量的深陷量,使得涵洞顶部与路面衔接的平整度改善,砂砾石回填侧墙以外1m为基础范围。(4)混凝土基础施工的进程。本次工程所用的混凝土是商混凝土,并利用混凝土的罐车专门运输,在运输过程中要进行不断地搅动。在进行混凝土浇筑时,利用插入式的振动器不断振捣使其更为密实,插入式振动器的位移距离要保持在合适的范围内,不能超过振捣器半径的1.5倍。同时,振动器插入的土中的深度要达到50~100mm,当混凝土强度等级达到了2.5mpa以后,才能进行拆模程序,在拆模时注意力度,不能损坏了混凝土,从而降低了对模板的破坏。

2.2混凝土的养护工作

在混凝土浇筑12h后就要洒水进行养护,用草或者塑料袋将其覆盖,混凝土的表面湿润是重要的养护标准。每天洒水的次数最少要有7次,等到混凝土已经达到了相应的强度要求就可以停止洒水。在混凝土振捣工作完成以后,等到收浆后要快速地洒水进行保湿,并覆盖混凝土,减少其暴露的时间。表面已经收浆以后也要覆盖混凝土,在混凝土最终凝固之前,不能覆盖物不能直接碰到其表面。在进行混凝土养护时要主要水的性质,不得使用有害水以及海水等,混凝土养护时间不得低于7d。新浇筑的混凝土与流动的水接触时,也要采用相应的防护措施,使得混凝土在养护期间内的强度不易被水侵袭即可。混凝土的养护期间要注意温度保养,以免周围环境对混凝土产生不利的影响。

2.3涵洞、涵顶的回填处理工作

在完成涵洞建设工程以后,当混凝土的强度与设计的强度相吻合时就可以开展相应的回填工作。采用符合质量要求的天然砂砾,涵洞处路的缺口处填土时,从涵身两侧1m的范围内进行,并进行水平分层,对称地填筑与夯实。使用机械设备填土时,处理遵循上诉的规定以外,涵洞顶上的填土厚度还要保持大于1m的厚度,这样才能让机械通过。在使用振动压路机进行碾压时要将振动源关闭,对分层的厚度与压实厚度进行严格的控制,设置专门的检查人员检查工作,检查频率为50m2检验1点。确保每一个点都合格,利用小型的机械夯实。回填土的厚度也要保持在合适的范围内,一般厚度不能大于30cm,压实度要在95%以上。涵洞的回填工作主要利用压路机进行碾压,对于一些边角不易碾压的地方,可以利用小型的扶式振动压路及压实。涵顶覆盖土50cm以内利用人力进行分层夯实。进行填土时要采用符合规范的压路机,从而达到夯实的力度,要谨慎使用大功率的冲击式压路机。

3结语

总而言之,在进行隧道施工的过程中,要针对施工中出现的一些问题,进行认真的检测。检测工作要符合施工的相关要求,对于没有达到标准的挖掘情况,对挖掘平面进行进一步的处理,使得施工的质量与相应的标准相符合。最终提高公路桥梁建筑的施工质量,促进我国公路隧道工程领域的发展。

参考文献:

[1]郭鲁.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J].交通建设与管理,2015,69(8):69-73.

[2]贾绍强.公路工程桥梁涵洞施工质量控制与管理[J].交通世界,2015,78(3):36-43.

桥梁隧道工程技术篇3

【关键词】公路桥梁;隧道施工;技术

现阶段,在公路桥梁隧道施工工程中,其主要的施工方法为中隔墙法、台阶法以及双侧壁导坑法。由于公路桥梁隧道施工地形较为复杂、构造物众多、桥梁隧道路线长度较大,所以,想要完成一项高质量的隧道施工工程,相关的施工人员就必须具备熟练的公路桥梁隧道施工技术。

1公路桥梁隧道开挖分析

在进行公路桥梁隧道实际的施工之前,工程师首先要对公路桥梁隧道开挖进行科学的分析。笔者根据对某公路桥梁隧道工程的例子,对其进行分析示例:在大洞隧道的出洞口的围岩施工中,出现隧道拱顶下沉严重的问题,而且地表呈现出某种程度的开裂以及下沉的状况,此外桥梁的拱脚部分具有开裂的状况。经过工程师对左线施工状况的分析,并结合对于右线地质资料的考察,洞口段隧道的位置处于堆积土的附近,并且隧道穿过洞心,其土层松散、松软、含水并且地基的承载力较低。而且隧道埋伏较浅,较难形成自拱度,如果仅仅依赖围岩就无法对围岩变形进行控制,应该采取相应的支撑措施,由于基础承载力是桥梁支撑有效的保障与前提,对桥梁隧道施工的地质情况进行提前的查明在桥梁施工工程中是至关重要的。

2公路桥梁隧道施工的准备工作

2.1公路桥梁隧道施工用水

桥梁隧道施工中的用水进出口分别设置在距离隧道拱顶约为35cm左右的山顶之上,其山顶上修建有一座约为100平方米的水池,其水来源于隧道出口山脚的一个集水池,工程主要通过收集山泉水,将水抽上山顶水池后,通过疏水管道把水送达施工用地,以供施工建设以及生活用水。此外,隧道施工工程还可以从电站的水渠中对山顶蓄水池进行抽水输送,以供施工建设与施工人员生活用水。其施工工程中所用的水都需要经过严格的水质检查,进而保障施工用水的安全性与合理性。

2.2公路桥梁隧道施工供风

对于桥梁隧道施工的供风工作,施工单位应该在隧道的进、出口处设置一座压缩空气机站,依据相关的标准应该安装两台每分钟二十米、以及每分钟三米的一台空气压缩机,继而确保隧道施工的用风科学性。

2.3公路桥梁隧道施工的防尘与通风

对于公路桥梁隧道施工而言,如果洞内需要进行爆破,就应该坚持湿试凿岩,经过晒水爆破后进而降低粉尘的浓度。其施工的通风应该采用压入式,使用三台流风机进行送风,其送风口距离开挖面的距离应该小于15米。

2.4公路桥梁隧道施工供电

施工单位为了方便施工的供电,应该在隧道进、出口进行变压器的安装,通过对周边地区电网进行供电,此外,还应该准备一台功率为220w的发电机组进行备用。其动力设备应该使用三相380V,其照明的用电应该为220v,为了保障施工用电的安全性,其所有的线路都必须进行漏电保护开关的安装。线路的假设与各种电气的安装都应该遵守相关国家与政府规范的要求。

2.5公路桥梁隧道施工排水

施工的排水主要包含地下水与施工废水。隧道从出口到进口应设置为1.5%的上坡。其出口的施工应该是顺坡的施工,其施工排水的主要方式是通过塑料管把水排出洞外。其进口的排水工作为反坡施工,具体施工是采取在开挖地段进行集水坑的施工,通过抽水机把水抽出洞外。

3公路桥梁隧道施工技术分析

3.1公路桥梁隧道施工方法的选择

施工人员应该依据施工具体情况,对双侧壁导坑法以及台阶法进行选择施工,而且还可以同时运用两种施工方法同时进行施工,进行半断面的开挖后,应该通过无轨运输的方式,使用挖掘机、自卸汽车进行出碴处理,小导坑进行开挖时,使用人工的开挖方式,用小拖拉机结合人工进行隧道的出碴,并进行及时的支护工作。

3.2公路桥梁隧道钢管桩施工

施工人员在选择使用钢管柱进行施工过程中,应该对钢管柱的管体下部分进行溢流孔的加工,便于进行注浆施工,其应该保证溢流孔直径为8厘米,其之间的间距最佳为25厘米。同时,施工人员应该按照每次一米的速度对施工障碍物进行清理。使用施工临时的排水管对场地进行合理的排水,杜绝施工场地受水侵泡状况的出现。接着,应该对隧道进行测量放线的施工,对钻孔位置进行标注,其钻机钻孔以及下管,单浆液,其注浆的压力应该在1.7mpa,进行完注浆工作后,应该对桩间土实施触探轻型的试验,其锤击量应该大于35。如果锤击量达不到相关的要求,应该对其进行加密的处理。其煤完成5米,就应该进行混凝土的施工作业。除此之外,施工人员还应该依据施工条件,进行导坑的基础施工,对导坑中的钢筋进行关模处理,运用混凝土进行施工,进行水平施工后,进行拱脚的安装,进而使用竖直条形进行基础的施工作业。

3.3公路桥梁隧道防水层的铺设

隧道施工人员应该对初期的支护喷射的混凝土进行断面的测量后,对隧道未挖掘的部分进行凿除,并对喷射的混凝土表面进行分层的喷射找平。同时,施工人员应该对外露的锚杆头、钢筋网进行切除,通过水泥砂浆将其抹平,促进混凝土表面的顺平。此外,在进行防水层的铺设之前,还应该对衬砌而背后的设施进行排水,比如:对引水管、盲沟以及排水暗沟是否进行紧密的连接,其密封是否牢固。针对严寒地区,应该确保排水保温设施具有防潮性能。

3.4公路桥梁隧道防水层的检查

在完成防水层的铺设之后,应该对其整体质量以及焊接的质量进行检查。通过用手托起防水板,检车其是否与喷射混凝土贴合密切。并对防水板表面进行细致的检查,其是否具有扯破、扎破以及划破的现象。进而确保防水层质量的合格。

4结论

综上所述,随着社会经济的迅速发展,社会现代化进程不断的向前推进,其中公路桥梁隧道工程随着人们对公路基础设施要求的提高,其施工技术也得到了显著的提高。在进行公路桥梁隧道施工工程中,相关的施工技术人员不仅仅要做好公路桥梁隧道施工用水、施工供风、施工的防尘与通风以及施工供电施工排水等施工准备工作,而且还要熟练掌握公路桥梁隧道施工方法的选择、钢管桩施工、防水层的铺设、防水层的检查以及止水带的控制与安装等技术,此外,施工管理人员还要紧跟时展的步伐,不断的对公路桥梁对到施工技术进行改革与创新,进而提高公路桥梁隧道工程的施工质量,促进施工企业经济的可持续发展。

参考文献:

[1]韦丽华.略论山区高速公路桥梁施工技术[J].大观周刊,2011(15).

[2]赵俊杰.公路水泥混凝土路面轨模式摊铺机施工研究[J].科技资讯,2010(05).

[3]王晨.我国公路桥梁的发展趋势[J].建筑结构.2011(08)

[4]蔡正萍.农村公路桥梁的养护与管理措施[J].城市建设.2012(02)

桥梁隧道工程技术篇4

关键词:地铁,区间隧道,下穿桥梁,桩基托换

1.工程案例及概况

某地铁车站路线自西往东延伸,接近终点站位置,有12m盾构区间下穿既有桥梁,区间断面为单洞单线圆形状,外径6m,覆土平均厚度13.8m;桥梁为交通主干道,车流量大。既有桥梁分为新旧两部分,其中平交新桥桥桩为φ1200灌注桩,桩长16m,桩径1.2m,立交新桥桥桩为φ1500灌注桩,桩径1.5m,旧桥桥桩为φ800灌注桩,桩长15m,桩径0.8m。桥址位置的地质分别由杂填土、粉质粘土、中粗砂、砂砾、圆砾组成,地下稳定水位平均埋深11.45m,属于潜水。

2.施工问题及方案选择

本工程施工成本预算不高,而且下穿的既有桥梁为交通主干道。为采取合适的施工方法,在排除托换处理的情况下,根据桥梁的实际尺寸,以及桥梁桥梁的交通荷载情况,计算出桥梁的自重、平均每根既有桩承载最大值,进而确定在既有桥梁自重、水压力、土压力的三重作用下,既有桥梁最大可能承受1626kn的荷载,往隧道顶端扩散的均载,呈45°往下走向,隧道管片弯矩的最大值437.5kn・m。而按照被压弯的隧道结构情况分析,在这种荷载条件的隧道,至少需要2.5倍于无荷载条件的配筋率,而采用这种标准配筋率,必然会濒临超筋的限值。正常情况下,地铁隧道在施工过程中,列车的振动作用,必然会波及管片和管片附近的部分地层,加上本工程的既有桥梁桩基端部,和计划施工地铁隧道管片的距离,仅1.14m,当地铁交通工具频繁振动,既有桥梁桩基端部和地铁隧道管片之间的土层,很有可能会在长期振动荷载作用下,强度出现不同程度的削减。从这几方面的情况分析,隧道下穿既有桥梁,有必要采用桩基托换的施工方法。

关于桩基托换的施工方法,其技术原理是在既有桥梁桩基的周围,另外布置新的桩基,然后以盖梁连接的方法,将原来桥梁的桩基和新布置的桩基形成一体,扩大基础后,形成共同受力的整体,并完成管片与桥梁桩基之间的注浆处理,即可大幅度减少隧道施工对既有桥梁单桩的影响。这种施工方法,不仅施工时间不长,而且施工流程简单,经实践证明安全系数颇高。

3.地铁区间隧道下穿既有桥梁桩基托换施工

3.1施工前技术准备

在正式施工之前,必须做好以下一系列的施工前技术准备工作:

1)施工技术方案编制。方案编制要求紧扣现场实际情况,并结合工程的技术规范标准,由主要施工人员和技术人员,在完成岗前培训之后,就工程施工期间可能出现的技术难点,进行在会详细讨论,提出技术难点攻关的详细技术方案。

2)桥梁现状的调查。地铁区间隧道下穿既有桥梁,桥梁的结构形态、受力状态、沉降情况,以桥梁的裂缝、倾斜度等,都是桩基托换施工时必须考虑的内容。在施工之前,有必要联同建设单位、设计单位、监理单位、产权单位,共同调查的桥梁现状,调查结果签字确认。在完成桩基托换施工后,对比施工前后桥梁状态,以检验下穿既有桥梁的影响消除效果,也便于判断桩基托换施工的成效。

3)环境监测系统构建。地铁区间隧道下穿既有桥梁,涉及到桥梁和地铁隧道两个方面的工程,无论哪个环节的施工存在隐患,都有可能波及桥梁和隧道的质量。因此,在施工之前,我们需要构建完善的环境监测系统,用于观察施工期间桥梁、地下管线、水文地质等的环境状态,同时判断是否出现裂缝、位移、倾斜、沉降等问题。

3.2地面支撑体系布置

在地铁区间隧道桩基托换施工体系之外,地面支撑体系是辅助桩基托转施工。本工程的地面支撑体系布置施工,由千斤顶构成,包括布置、分组、安装三道工序。按照常规的千斤顶顶升操作方式,本工程从桥梁下端部往下安装临时支撑,将千斤顶的底座,紧固在异形板正下方,同时控制好轴线的垂直度,目的是规避安装时出现倾斜,并产生水平分力。通过地面支撑体系的布置,在一定程度上可减缓地铁区间隧道盾构时的沉降和振动影响。

3.3桩底基岩处理

开挖工序启动后,与区间隧道空间交叉的既有桥梁桩基,即深入隧道内部的桩基,要完整保留下来,并在开挖时,重点保护好桩基。以3号桥的4#桥桩为例,伸入左侧隧道的φ800钻孔灌注桩,与左线隧道中线距离为3.387m,而距离岩面有1.878m,因此在钻孔灌注桩的底部,要预留高度1.878的原状岩层,这些基岩暂时不予以开挖,作为既有桥梁伸入隧道内桩基的支撑体,见下图1:

图13号桥4#桥桩预留桩底基岩情况

在预留桩底基岩的基础上,以探孔方法,检验桩底标高情况,然后在桩基底部施打两个纵向注浆孔,每个注浆孔均伸入规格φ50mm的钢管,钢管长度4m、厚度5mm,留在孔外的管端,用丝扣固定阀门,再将棉布、快干水泥塞满注浆孔和钢管之间的间距。随后,按照水灰质量比1:1的规格配备水泥砂浆,往注浆孔内注入水泥砂浆,期间应根据现场实际情况,控制好注浆的压力,同时安排专人监测桩基的状态。如果发现注浆时桥梁桩基有顶起迹象,则要适当降低注浆压力,直至桩基恢复原状。

桩基基岩的预留,以人工方式开挖,并尽量一次性完成开挖。在成型之后,即刻将规格2.5cm×2.5cm的钢筋网固定在岩面上,喷射混凝土厚度控制在5cm左右,以缩短岩石暴露时间。

3.4植筋及界面处理

界面处理之前,在托换梁抱桩位置放样划线,确定待处理的界面范围,然后根据划线规格,在抱桩之上划出深度25mm的企口,将清除干净企口周围的混凝土浮浆,直至露出新鲜的混凝土表面,最终在处理后的界面之上,均匀涂抹处理剂。完成界面处理工序后,开始以梅花状的规格交错植筋,如下图2所示:

图2植筋施工

植筋前的钻孔施工,本工程按照大于10d的深度规格,借助冲击电钻钻孔,由于工程以梅花形布置,同侧的钻进不能够一次性成孔,而采用跳钻方式成孔。钻孔后,利用空压机清理干净孔内残渣,再将VGC药剂管伸入其中,植入规格φ20的钢筋,间隔距离保持35cm,抱桩同个水平截面位置,至多布设2孔的植筋,并且需要在前道植筋工序的胶水完全凝结后,才能进行后道植筋工序,以此循序渐进完成全部钢筋的锚固。

3.5隧道内截桩

依次完成以上工序,直至二次衬砌工序完工,开始检验加固结构混凝土的强度性能,然后截除伸入隧道内的桥桩。从洞口位置开始截桩,往洞里方向进行,截断的桩机构,外运出隧道外破碎处理。本工程的截桩,以人工方式进行,现场实际情况仅允许沿着二次衬砌的内轮廓方向,将既有桥梁桩基切断,当桩基结构与二次衬砌分成两部分,再以1.5m的单位,将整段桩基切小,将其全部运至隧道外。隧道内截桩情况,见下图3:

图3隧道内截桩

在截桩的同时,不仅不能够即刻拆除桩基附近的脚手架,还需要在脚手架上加设连接件、脚手板等,架构后的脚手架,可作为截桩施工的作业平台。另外,在桩基钢筋保护层的混凝土凿除之后,需要保留桩基底部25%高度的主筋,以防止桩底倒塌,而桩基结构的端口位置,要进行打凿处理,再用水泥砂浆找平,尽量缩短二次衬砌钢筋和切断桥梁主筋的外露时间。

3.6盾构通过

完成桩基托换工序之后,试掘进16m后,检查下穿桥梁的隧道区间地表沉降速率,现场发现有渗水迹象,于是在停止盾构掘进支护,利用水泥砂浆加固刀盘前方的土体,同时探明管线密集位置的情况,在地层基本稳定之后,建立正常的土压,并穿过桥区,而且桥梁的沉降均控制到允许值范围内。

4.施工成效分析

通过以上的施工,案例地铁区间隧道下穿既有桥梁的桩基托换,取得了以下的施工成效:

1)以上的施工工艺,能够精准确定下穿区域隧道与桥梁之间的位置关系,为桩基托换施工提供精准的施工参数,尤其是在数值分析时,所获得的施工参数,均能够满足既有桥梁的安全标准要求。

2)从施工现场既有桥梁的受力变化情况分析,本工程采用的桩基托换施工技术,对桥梁受力的负面影响不明显,尤其在桥梁下方布置支撑体系之后,为桩基托换施工争取到更为有利的施工条件。

3)桩基托换施工之后,桥梁的承重基础得以托大,原来以单独桩基础支撑的下部结构,与新桩形成统一整体,当隧道在盾构穿越时,既有桥梁的新旧桩基之后,不存在差异沉降情况,而且能够明显改善盾构管片的受力条件。

5.结束语

综上所述,地铁区间隧道下穿既有桥梁,桩基托换施工的成本费用不高,而且施工流程简单,文章通过研究,从施工前技术准备、地面支撑体系布置、桩底基岩处理、植筋及界面处理、隧道内截桩、盾构通过几个方面,明确了工程桩基托换施工的具体方法,施工效果显示,采用这种施工技术,能够切实保证既有桥梁的安全稳定,以及满足地铁区间隧道的正常穿越,这些施工技术,在其他工程当中,可在因地制宜结合工程主客观情况的条件下,予以灵活的参考借鉴。

参考文献

[1]王博,张保圆.地铁施工中既有桥梁的桩基托换技术[J].铁道建筑,2011,(4):47-48.

桥梁隧道工程技术篇5

关键词:过隧道;箱梁;架设

1概述

新建铁路杭州至宁波客运专线宁波地区有章家山隧道,隧道进口有30米的桥隧衔接路基段,并有两座大桥寺前王1#大桥及寺前王2#大桥,共26孔箱梁。两座大桥桥墩较高,桥址所处地质条件较差。

2过隧道架梁施工设计

根据施工组织设计安排,该线路的箱梁运架设备采用了河南郑州大方桥梁机械有限公司所生产的DF900D型导梁式定点起吊架桥机以及DCY900型轮胎式运梁车;客运专线箱梁的外形尺寸为:32.6m×12m×3.15m(不包括箱梁顶面翼缘板边缘处60cm高的接触网立柱预埋件)。过隧道架梁的施工设计,就是要在现有的路基、桥梁、隧道施工条件下,并根据现有的施工设备,保证路基、桥梁、隧道原有安全状态并确保架梁安全通过隧道,对路基、桥梁、隧道及运架设备进行局部处理或改装。设计的主要内容包括:桥梁处理、路基临时处理、隧道临时处理、运架设备改装。

2.1运架设备技术参数

(1)DF900D型架桥机技术参数

架桥机整体外形尺寸:59.3m×17.1m×13.7m。

低位过隧道时的主要技术参数:高度可降至9.1米,宽度可降至11.6米。

梁体横向微调速度0~5.0mm/s微调距离:±250mm

梁体纵向微调速度0~5.0mm/s微调距离:±250mm

架桥机适应纵坡:2%

(2)DCY900型轮胎式运梁车技术参数

运梁车正常运梁时外形尺寸:43m×6.6m×3.3m。

运梁车车速:空载平地0~10km/h;重载平地0~5km/h;满载爬坡0~2km/h;微动0.18km/h。

运梁车适应坡度:纵坡±5%;横坡±4%。

运梁车转向角:±30°

最小转弯半径:最小内回转半径:28.5m;最小中心线回转半径:23m;最小外回转半径:41m。

运梁车满载时平台高度(含支承小车):3450±300mm

整车外形尺寸(含驮梁小车)满载:长×宽×高:42500×6600×3450mm

2.2隧道临时处理

2.2.1架桥机通过隧道时,架桥机整体外形尺寸:59.3m×17.1m×13.7m,由于隧道地面至隧道顶面只有10.68m,最宽的地方为13.2m,正常情况下无法通过隧道。所以影响架桥机过隧道的主要因素为隧道空间不够,解决办法是使用运梁车低位驮运架桥机通过隧道,低位驮运后宽度为9.9m,高度为9.1m,可通过隧道。

2.2.2运梁车外形尺寸:42.5m×6.6m×3.45m;梁的外形尺寸:32.6m×12m×3.146m,驮梁后整体外形尺寸为:43m×12m×6.594m;影响运梁车驮梁过隧道的因素主要是隧道的外形尺寸、隧道地面平整度以及进出隧道路基的坡度。为了满足运梁过隧道的外形尺寸要求,主要采取两项措施:①通过调节运梁车油缸降低运梁车整体高度,从而将整体驮梁高度由6.594m降低为6.45m,②章家山隧道半径665cm,围岩大部分为Ⅴ级,仰拱和二衬先行施工,以保证隧道安全。隧道的填充只施工40cm高(从隧道中心的仰拱顶算起),预留80cm高度不予填充,以降低架桥机和运梁车运梁过隧道的高度,此时隧道底宽度为7.08m,满足运梁车宽度要求。

2.3隧道进出口路基段处理方案

隧道进口段桥台到隧道口路基顺坡长度为30m,高差为80cm,坡度为2.67%,出隧道段路基可填筑长为30m,高差为95.2cm,坡度为3.17%。在桥台处应设置缓坡,减少设备负担。运梁车运梁要求的接地比压为0.18mpa,过隧道由于是特殊路段,故进出隧道段均可采用级配碎石从桥台往隧道填筑30m顺坡。隧道进出口路基坡度均小于运梁车重载情况的爬坡能力,满足要求。

2.4隧道进出口桥梁及箱梁处理方案

郑州大方生产的DCY900型运梁车,其喂梁时要求运梁车前后持平,出隧道第一孔梁无法在坡道上喂梁,第一孔无法架设,需采用现浇等其它方式处理。

接触网立柱预埋基础及螺栓在梁边上,比梁面高0.5m,距离隧道内壁仅0.2cm,无法通过隧道,不能先行预埋。过隧道架设的寺前王1#、2#大桥的25孔箱梁,在预制时接触网立柱基础钢筋同步绑扎,钢立柱基础的钢螺杆过隧道后埋设,此部位的砼在通过隧道架设完成后吊模后浇筑,另外梁边的预埋钢筋与隧道壁距离太小,最小仅有4.87cm,也无法通过,需向内侧临时倾斜。

2.5过隧道架梁工况验算

2.5.1架桥机过隧道

由于架桥机过隧道需用运梁车低位驮运,低位驮运需拆除前后支腿来降低其高度和宽度,架桥机设计时已考虑低位驮运工况,通过拆卸可达到要求,拆卸后宽度为9.9m,高度为9.1m,将其放入隧道断面图后,如上图所示,在架桥机低位驮运过隧道时,架桥机最宽位置为后支腿横梁,其高度为6.097m,此处隧道宽度为12.64m米,满足9.9m的宽度通过要求,一边有1.37m的安全距离,高度为9.1m,而隧道顶面至地面为10.68m,也满足高度要求。

架桥机过隧道示意图

2.5.2运梁车运梁通过隧道

运梁车过隧道技术分析、平坡时运梁车运梁的总高度控制为6.45m,在隧道高为6.45m处隧道宽为1236.04cm,两侧各约有18.02cm的安全距离,但在进隧道口时为最危险工况,通过计算可得箱梁进隧道时驮梁高度最高,具体原理如下:

箱梁为刚性构件,运梁车虽为可调整高度的构件,但在驮梁小车附近轮组油缸不变化时驮梁小车高度不变,由于真正直接影响箱梁顶面的为驮梁小车离地面高度,故计算箱梁顶面高度可简化为一个外形尺寸为30m*12m*6.45m的整体构件出隧道爬坡,这样既可计算出进出隧道箱梁顶面最高高度。

单位:cm

简化构件出隧道简图

H为在隧道口处,整体构件距地面高度;

a为隧道口至起坡出距离;

B为运梁车已爬坡的水平距离;

C为前端点距离隧道底面水平线的垂直距离;

进隧道时从隧道口开始顺30m的坡道最有利。此时起坡点跟隧道口很近,但坡度越小运梁车进隧道越好,这种情况下出隧道运梁时最高位为6.65m,在运梁车过隧道示意图上量出两侧仅有10.29cm的间距,安全距离偏小。

3施工安全注意事项

(1)、低位驮运前需核对架桥机及运梁车整体的外形尺寸,并重新放入隧道断面图进行模拟;

(2)、运梁车驮运架桥机过隧道时,运梁车应沿指示线行走,防止因运梁车偏位导致架桥机碰到隧道壁,走形时配置4名观测员,前后各两名,观测员与司机用对讲机联络,一发现有偏差立即指挥运梁车司机进行调整;

(3)、架桥机与隧道内壁间距设置安全距离警戒值,设为20cm,需在架桥机上设置观测员2名,前后各1名。如距离小于安全值,需立即停车进行调整,等运梁车对中后继续前行;

(4)、运梁车在离隧道进口40m时开始减速至1km/h,并开始调整运梁车走行线路,确保运梁车进隧道前已经是直行且中心线与线路中心线偏差不超过20mm。

(5)、在箱梁4个角放置探照灯便于观测。并设置使箱梁与隧道壁间距警戒值,警戒值设置为5cm。在箱梁上设置两名观测员,如安全距离小于警戒值,观测员与司机用对讲机联络,一发现有偏差立即指挥运梁车司机进行调整。

4结论:

本方案中章家山隧道为直线短隧道,隧道进出口均有30m路基过渡段,对隧道、路基、桥梁、箱梁进行局部处理较方便,成本相对较小,与更换使用小轮胎运架设备过隧道架梁相比较,能节约成本与工期,在类似的条件下可以推广应用。

参考文献:

桥梁隧道工程技术篇6

1、工程概况

德靖铁路那坡隧道位于百色市靖西县境内,全长1.6km,为单线隧道,均处在直线上。为通过隧道内发育的一个跨度为35米的大溶腔,设计上采用了桥跨通过的施工方案,为人工架梁。列车荷裁由桥梁承担,隧道围岩压力由隧道结构承担,隧道结构采用跨越拱形式。由于工期紧张,而人工架梁时间过长,经方案讨论优化,洞中桥t梁采用机械架梁的方法施工,洞中桥梁为32m直线梁。

由于该工程洞中桥t梁采用机械架梁的方法施工,当架梁机架梁时,因受作业空间限制,需先架梁后进行跨越拱上二衬施工。当跨越拱上二衬施工时,须等到铺架完成后,封锁线路进行揭盖施工。封锁后重新推台车进洞施工,施工难度较大。且封锁线路揭盖施工,对参建单位的协调组织要求较高。

2、施工总体方案

从德保台胸墙往小里程62.5m范围铺架地段轨顶设置为两个下坡。其中,D1K30+642.5~+672.399共29.899m采用4.0‰下坡;D1K30+672.399~+704.5共32.101m采用1.296‰下坡,实际铺轨长度为胸墙往小里程0.5m至+642.5共62m范围,为避免矮轨地段与竖曲线重合,D1K30+642.5标高计算按设计轨顶标高降低14.0cm计算。D1K30+642.5~+672.399段铺设标准轨,轨下枕木过渡顺序为Ⅱ型钢筋砼枕木枕木板直接铺设于仰拱上。D1K30+672.399~+704.5德保台胸墙共32.101米铺设矮轨。矮轨铺设于砂垫层上。矮轨底砂垫层厚度不大于2cm。

施工时,首先浇筑D1K30+711.73~+719.13段两版二衬,然后进行两桥台间隧底刷方,最后对D1K30+666.245~+701.5段仰拱进行拆除,按照方案确定仰拱坡度重新浇筑仰拱底板。待正线铺至靖西站后,并预留坡那进口至靖西站的长轨暂不进行更换,对线路进行封锁揭盖施工,完成仰拱填充层及剩余二衬施工。恢复线路后,进行剩余长轨的更换作业。

3、施工工艺

(1)两版二衬及仰拱施工:首先沿隧道中线控制轨道布设,中线距轨道中距离为1.2m,轨道与轨道之间连接的夹板连接牢固,采用钻孔锚钢筋进行轨道的固定,锚筋梅花形布置间距1m。进行每模混凝土浇筑前均涂脱模剂,涂脱模剂涂抹均匀。有钢筋段脱模剂在定位前进行涂抹,以避免钢筋污染。基面清除干净、无杂物及积水;施工缝处的水泥砂浆薄膜、松动石子或松弱混凝土层应凿除,并用水冲净、湿润,使其表面形成新鲜清洁有一定石子外露起伏不平的麻面;在新混凝土浇筑前,在横向施工缝处先铺一层厚25~30mm并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆,然后再接续浇筑新层混凝土。

(2)两桥台间隧底刷方:刷方深度为3.8米。刷方分两次进行,第一层厚1.5m,第二层厚2.3m,均从大里程往小里程方向依次刷方。采用钻爆法施工,挖掘机配备出碴汽车进行出碴。靠近跨越拱位置先采用膨胀炸药开挖,待清除松散岩石后,填充粘土,防止后续爆破损伤跨越拱。为防止爆破飞石损伤跨越拱,爆破前采用炮被覆盖。

(3)机械架梁施工:由于隧道内机械架梁作业空间有限,隧道内轨顶至隧道拱顶高度为6.71米(浇筑完二衬后),隧顶需2.6m宽才能满足架梁要求,隧道拱顶往下0.31m时隧道宽为2.6米,故架梁可用高度为6.4米,而JQ160架桥机正常架梁高度为7.67米,无法满足架梁要求。为满足架梁高度,采取如下措施:一、架梁段二衬在架梁完成后利用铺设站场轨道的空隙封锁线路进行揭盖施工。二、仰拱填充面在架梁完成后利用铺设站场轨道的空隙封锁线路进行揭盖施工。三、架梁采用矮轨施工,矮轨直接置于铺设钢板的混凝土面上。具体施工如下:

①降低线路高度,从德保桥台胸墙往后32.601m范围内不铺底碴,不铺轨节;轨道上层采用40mm厚、80mm宽,顶部工作边导角处理成弧形,7m长的钢板做架桥机临时走行线;轨道下层采用用20mm厚,300mm宽,7m长的钢板做垫板,并将上部临时走行线和下部钢板电焊连接;下层钢板钻Φ25的螺栓孔,用膨胀螺栓与隧道仰拱混凝土联结成一个整体,控制轨距,防止轨道横向位移,下层钢板底部用河沙垫平整。

架桥机正常架桥状态时高度为7.67m,矮轨高度0.1m,正常架桥需要高度7.77m。为保证架桥机外部尺寸能满足隧道净空尺寸的要求,将不施工架桥影响段二衬和0.3m厚填充。隧顶满足铺架1.3m半宽要求,需拱顶往下0.31m,隧道高度为H=6.71+0.69+0.3+0.4-0.31=7.79m。高度满足铺架限界要求。

②压道、整道。顺坡线路及临时线路铺设完后检查线路方向左右水平,特别是过渡线路一定要加强整道。压道按规定进行,随时注意观察线路变化情况。线路压道后要加强整道,必须确保架桥机安全。

③架桥机对位,拖臂,立零号柱。架桥机以每小时3~5公里速度对位,对位时必须慢行,加强瞭望。对位后穿铁鞋,撑丝杆,顶支撑油缸,升臂,升至第五个眼时穿销。拖臂至架设32m梁位置,穿一号柱顶部销子。然后放零号柱,接零号柱,立零号柱。搭实零号柱基础,升二号柱,二号柱上升过程中派专人观察顶部与隧道顶部之间的距离,防止强行挤碰隧道顶部。零号柱受力后,将二号吊梁小车推至二号柱后面,一号吊梁小车回到一、二号柱中部,一、二号吊梁小车同时向桥梁挡碴墙反方向横移到吊梁架不碰触桥梁挡碴墙为止。

④龙门架换装。考虑到龙门架高度和位置,为了满足架梁要求,不安装支座,支座用链条葫芦吊起,待落梁后再在墩台上面现场安装。换装时顶梁油缸扁担上只能放0.05m厚的薄木板,二号车运梁上的木板也只能放0.15m厚的木板。

⑤桥梁落到二号车后打好支撑,二号车走行、对位、顶梁、落梁、拖拉,驮梁走行速度按每小时3~5公里速度平稳行使。当二号车驮梁与一号车连挂前一度停车,并以每小时0.5公里的速度连挂主机。由于一、二号柱跟顶面至拖梁小车走行线顶面高0.30m。桥梁下端隔板底部距离桥梁底部只有0.15m高,在拖拉时牛腿过不了一、二号柱跟顶部,这样只有采取加高垫梁木板的措施,牛腿位置高过柱跟部,桥梁才能顺利拖拉。一号拖梁小车垫0.15m厚的垫梁木板接梁,当一号拖梁小车受力时,二号车液压缸扁担完全脱离桥梁底部后打好支撑。由于架桥机内各部尺寸比较小,拖梁时要加强监护运行,发现障碍物及时清除处理。桥梁尾部拖拉至二号车前端,液压油缸顶梁,二号车拖梁小车推回锁定位置锁定。主机二号拖梁小车接梁,液压油缸下降。

结语

该工程隧道内架桥施工技术在国内属首次,属于重点控制工程,桥梁架设技术要求高,条件差,难度大。为安全、优质、顺利完成洞中桥的架设,需多次对施工现场进行实地勘测,对洞中桥架设的空间高度、道床要求、设备操作等各种技术参数进行综合考虑,反复测算,并制定了详细地施工方案,科学组织施工,最后成功的攻克溶腔难关。

参考文献

桥梁隧道工程技术篇7

丽泽桥为全互通式立交桥,位于北京市西三环南段丰北路与西三环相交处,是连接西三环和丰台北路的重要交通枢纽,也是北京市几座大型桥梁之一,于1991年竣工投入使用。北京地铁14号线西局~东管头站区间暗挖隧道下穿丽泽桥区,其中地铁近距离穿越桥梁共计14处(见图1),分别为:丰北路上东西向的主桥a、主桥B,南北主桥,四环主路上南北向的公交停靠站1号桥、公交停靠站2号桥,Z3匝道桥、Z4匝道桥、Z5c匝道桥、Z6匝道桥、Z7a匝道桥、Z7b匝道桥、Z7c匝道桥、Z8匝道桥、K4+657通道,桥桩与隧道的净距为0.84~4.61m,且桩端在隧道的肩部———受力最不利位置。桥梁为混凝土现浇连续箱梁,检查评估报告显示,桥梁技术状况等级评定为a级,即“完好状态”,见表1。

2桥桩及隧道沉降及变形模拟预测

2.1预测目的在区间暗挖隧道施工时,为确保暗挖施工顺利通过桥区,同时确保丽泽桥交通畅通,在施工前,按施工工况进行模拟分析预测,确定不同工况的各项施工参数,预测桥梁沉降量,验证设计、施工方法的科学性和合理性,弥补理论分析存在的不足,最后确定最优施工参数。

2.2桥梁沉降控制指标1)桥梁竖向均匀沉降控制值:15mm。2)纵向不均匀沉降位移控制值:5mm。3)墩柱横桥向相邻基础不均匀沉降位移控制值:3mm。4)地表沉降控制值:30mm。

2.3桥桩变形预测模型及分析

2.3.1模型建立计算软件采用大型岩土计算软件FLaC-3D,假定土体为各向同性弹塑体,由实体单元模拟,其应力-应变关系满足莫尔-库仑准则;采用shell单元模拟初支,二衬采用实体单元;模型边界范围按4倍开挖洞径计,地表为自由面,其余面均施加法向约束,施工模拟,每循环进尺0.5m,采用上、下台阶法施工,严格按浅埋暗挖“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭”方针实施。计算模型见图2。

2.3.2计算计算工况为对桥桩周围土体进行注浆加固后开挖的工况。对桥桩周围土体进行加固,以降低由于暗挖施工对桥桩承载力的影响。此工况下,暗挖施工影响近暗挖侧桥桩的沉降值为4.8mm(见图3),远暗挖侧桥桩沉降值为3.6mm(见图4),差异沉降为1.2mm。桥桩沉降主要发生在上台阶开挖期间,沉降值为3.7mm,且沉降速率加大,下台阶开挖时引起的桥桩位移值约为1.1mm。经过分析,桥桩距离隧道越近,沉降越大;同时在隧道施工期间,桥桩沉降主要发生在上导洞开挖期间,应加强上导洞开挖期间施工工艺控制,并应尽快对上导洞临时仰拱封闭成环并及时进行回填注浆。

3施工技术措施

3.1隧道侧穿桥桩加固技术本工程暗挖通道要垂直穿过丽泽桥桥桩,隧道边缘最近处距离桥桩不到1m,如果不采取相关措施,该部分桥桩的整体摩擦力将会全部失去,并且边土体变形也会使未动土层摩擦力降低。为达到加固隧道侧穿桥桩范围内的土体,控制沉降,经研究论证综合采取的以下技术措施:地面复合锚杆桩加固;隧道拱部180°范围内小导管超前注浆加固;隧道初支格栅钢架加密至0.5m,必要时密排,并加设临时仰拱;上导洞预留核心土先行通过技术;洞内临时仰拱下45°范围内进行径向注浆加固;初支背后注浆纵向、环向间距加密至2m;二衬背后多次重复注浆;加强监控量测等。

3.1.1地面复合锚杆桩加固技术在地面条件和地下管线允许的情况下,对桥桩尽量采取地面加固措施。主要做法为在地面采用复合锚杆桩加固地层,将桥桩周围土体加固和改良,以不降低原有侧摩阻力为目的,并在隧道内对桥桩底部土体实施注浆加固,增大桩端承载力。加固后的地基应具有良好的均匀性和自立性,加固体强度应不小于5mpa,渗透系数≤1.0×10-6cm/s。具体布置见图5、图6。复合锚杆桩孔径Φ150mm,孔内安装锚杆(3根直径Φ20mm螺纹钢筋),锚杆桩钢筋骨架为隔离环(50mm×3.5mm普通煤气管,每段长100mm)+定位支撑(Ф18螺纹钢,长度40mm,与隔离环双面焊接),桩纵向每米1段,与主筋双面焊接。另附三根Ф20塑料管作为注浆管,注浆管出浆口距底端4m,出浆孔φ4mm,出浆孔竖向错开150mm。见图7、图8。注浆分三次进行:第一次采用常压注浆,注浆压力0.4~0.5mpa,孔口溢浆时结束本次注浆,水泥浆水灰比0.5∶1;第二次注浆采用中高压注浆,注浆压力1.0mpa,水泥浆水灰比0.75∶1,在第一次浆完成后10~15h进行;第三次注浆压力1.5mpa,,水泥浆水灰比0.75∶1,在第二次注浆完成后5~10h进行。

3.1.2洞内超前注浆加固非桥区段超前小导管布置为拱部环向120°,桥区段地层以卵石-圆砾石为主,且桥桩基础底部位于隧道肩部,为减小桥桩沉降,根据以往施工经验及专家评议,对超前注浆进行优化:小导管采用φ25无缝钢管,长1.7m,水平倾角为10°~15°,环向180°范围打设,纵向每榀打设,环向间距300mm,详细见图9。注浆浆液选用单液水泥浆+早强剂,压力控制0.3~0.5mpa。

3.1.3格栅加密并加设临时仰拱根据模拟分析,桥桩沉降主要发生在上台阶开挖期间,则在隧道开挖过程中上台阶应近快封闭。针对互情况,在隧道穿越桥桩前后各10m范围内,格栅加由非桥区段的0.75m减小至0.5m,并增设临时仰拱,临时仰供采用i22a工字钢和挂网锚喷混凝土的形式,将隧道初衬分为上下两个导洞,使上导洞一环一封闭。详细见图10。

3.1.4上导洞预留核心土先行通过技术台阶法可以有足够的工作空间和相当的施工速度,但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定,尤其是上部开挖支护后,下部作业就较为安全。本工程在暗挖隧道在侧穿桥桩时为保证地面沉降,加设了临时仰拱,分成上下导洞进行开挖。根据计算,在隧道开挖过程中,上台阶开挖对地面及桥桩沉降影响较大,因此考虑到应缩短上导洞封闭成环时间,减小沉降,在侧穿桥桩过程中采取上导洞预留核心土先行通过技术措施进行施工,长度约为20m。隧道施工上导洞先行通过见图11。

3.1.5径向注浆加固技术暗挖区间下穿桥桩段时,桥桩底基本位于隧道中部,在隧道土方开挖过程中,隧道周围的土体稍有扰动、松散,就会引起桥梁沉降;同时初支施工时也会有回喷不密实的情况,极易导致桥桩沉降,引发地面桥梁交通安全事故。为避免近桥桩侧隧道周边土体扰动或回填不密实,决定在隧道靠近桥桩侧采用径向注浆技术,对桥桩底部土体进行加固,以保证隧道初支完成后隧道近桥桩侧土体的密实。在隧道靠近桥桩侧,临时仰拱下45°范围内进行径向注浆,注浆范围为1.5m;注浆管采用φ25×5小导管,长1.5m,1000×1000梅花型布置,布置纵向范围为桥桩两侧各6m。注浆浆液选用1∶1纯水泥浆液,压力控制为0.2~0.5mpa。详见图12。

3.1.6初支背后多次重复回填注浆在暗挖开挖过程中,初支锚喷背后普遍存在锚喷回填不密实现象,这种情况会导致地面及桥桩的沉降加大,为减小其沉降,必须对初支背后回填注浆。对初支背后一次注浆后,由于浆液收缩,会产生后续空隙,同时由于后续隧道开挖,引起隧道周边土体扰动,后续工序对土体的扰动引起的地表沉降会有一个延迟期,上述两个原因综合作用,使一次背后注浆后在初支前后还会有空隙产生,因此需进行多次重复注浆,以保证初支背后土体密实。(1)注浆管间距:纵向间距由设计3m缩短至2m,环向间接由原设计拱顶2m、侧墙3m统一调整为2m,并呈梅花型布置,以防止背后注浆不密实。(2)为保证背后回填注浆及时,注浆段与上台阶开挖面距离由5m调整至4m,注浆段长度由设计5m缩短至4m。(3)注浆采用水泥+粉煤灰+白灰,重量比为1∶1∶1、拌和成粘稠状;注浆分两次进行,第一次注浆,注浆压力达到0.3mpa并稳压10min后停止;30min后进行二次补浆,二次补浆稳压压力应达到0.5mpa,并稳压3min后停止。(4)每填充注浆完成约20m,即对填充注浆情况进行空洞检测。检测采用拱顶和起拱线位置进行连续检测,如存在空洞情况,进行再次注浆,并进行再次检测,直至填充密实。

3.2隧道下穿桥台加固技术

3.2.1加固方式分析丽泽桥南北主桥为西三环主路桥,左右分幅,南北向3跨,主路为连续宽幅t梁,辅路为连续钢-砼叠合梁,下部矩形实体墩,U型桥台,板式橡胶支座。四角各设一个梯道,连接丽泽路。地铁14号线左线隧道从丽泽桥南侧桥墩、桥台之间穿过。隧道离南侧桥台桩净距7.87m,离北侧桥墩桩3.6m。群桩的土体影响范围φ/4(卵石φ=40°)为10°。由分析可知:左线隧道的开挖,隧道外墙距离桩基较近而且隧道底部低于桩底,会对桥墩桩基础产生一定的影响。为了保证隧道开挖过程中的桥墩桩的安全性、稳定性,采用以下技术:深孔后退式帷幕注浆进行超前加固,采用正台阶加设临时仰拱预留核心土法施工,上导洞先行通过技术,初支背后注浆管布置加密并重复多次注浆技术。

3.2.2深孔后退式帷幕注浆加固技术区间左线下穿丽泽桥南北主桥60m范围内采用深孔后退式帷幕注浆进行加固,加固范围为导洞开挖轮廓线外2m,注浆循环段长设计为10m。注浆孔布置由工作面向开挖方向呈辐射状,钻孔布置成圆,保证注浆充分,不留死角。注浆孔孔间距为1000mm,浆液扩散半径750mm,如图13。注浆压力:深孔注浆压力为1.0~1.5mpa,在终压状态下当每分钟进浆量小于3L或注浆压力在终压状态逐步升高可停止注浆对小导管的初压为0.2~0.5mpa,终压为0.75mpa,在终压状态下当每分钟进浆量小于3L或注浆压力在终压状态逐步升高可停止注浆。注浆后至少8h后方可进行隧道开挖,开挖长度按循环进尺规定,以保留一定长度的掌子面止浆加固岩盘。注浆效果检查:一个注浆段的注浆孔全部注完后,钻2~3个孔对注浆效果进行检验,并取芯观察浆液充填情况,视情打设超前小导管补充注浆。

4实施效果及沉降控制分析

4.1非桥区段沉降控制分析非桥区段未采取地层加固措施,以DB-36-01监测点进行分析,如图14。从观测数据来看,在隧道施工时,土层受扰动破坏,产生的拉应力导致土体向初支的空隙移动,使土壤松弛,产生沉降。这些空隙如不及时填充浆液,就会被周围土体填充,最终形成较大地表沉降,监测点DB-36-01,沉降值为-25.12mm。

4.2桥区段沉降控制分析区间隧道侧穿Z3-4桥桩,隧道与桥桩间的最小水平净距为0.84m,区间隧道左线下穿南北主桥,根据监测数据,以此为例来分析,沉降变形分析见图15、图16。桥桩Z3-2最大沉降量为-4.56mm,南北主桥的最大沉降量为-4.02mm,与非桥区段进行对比分析,可看出综合应用下穿桥区技术、侧穿桥区技术,增加了土体及初期支护的自稳时间,有效的控制了初期支护、桥桩的下沉量,满足桥桩沉降控制的要求。

5结束语

桥梁隧道工程技术篇8

【关键词】:施工方法;隧道洞门;桥台

abstract:thearticleanalyzestheconnectionbridgeengineeringresearchindesignandconstruction,thecharacteristicsofthetunnelDongmenpoorgeologicalconditionsintheconstructionmethodandthepointsforattentionandthebasicstepsoftheconstructionoftheabutment,difficultyandtreatmentmeasuresandbridgeunderconstructiontechnologyoftheabutmentconnection.Forexistingandpossiblebridgeconnectiontothedesignandconstructionoftheconditionsweresummarizedandanalyzed

Keywords:constructionmethod;thetunnelwindow;abutment

中图分类号:tU74文献标识码:a文章编号:

1.引言

桥隧连接工程的研究在行业内还未有共识性通用性的规范可循,还属于比较开放性的讨论课题,因此对桥隧连接工程设计、施工过程中形成的默认性的技术和经验进行分析并分类总结具有重要的理论和实际意义。本文基于桥隧连接工程设计、施工工程中遇到的困难和问题,从桥隧连接地段的桥隧衔接段(包括隧道洞门、桥台、桥梁边梁、短路基等构造)、桥梁架设、施工组织管理等方面对既有经验进行分析总结,找寻普适性的规律。

2.桥隧连接工程设计、施工特点

桥隧连接工程不同于单一的桥梁或隧道可进行独立设计、施工,不必考虑彼此的互相影响,而现实别在重岭山区将二者分开设计、施工的情况并不多。这时就必须将二者放在一起综合考虑,以形成统一连续的设计、施工过程,得到良好的受力状况和很好的运营效果。综合看来,桥隧连接工程的设计、施工具有如下的特点:

2.1.桥隧连接工程的相互干扰性

桥隧连接工程在设计和施工过程中都表现出了突出的相互干扰性。以整体型桥隧连接方式为例。在桥隧连接工程的设计过程,有时由于场地有限或地质情况的要求,必须设计整体型的桥隧连接工程。该类型结构,桥台直接浇注在隧道内部,桥梁的梁板则直接搭设在桥台上,也就是要伸入隧道明洞内部。由于在高速公路上通常桥梁较隧道有更大的横向净宽,桥梁伸入隧道的那跨边梁便可能与前几跨的梁板几何尺寸截然不同,当然隧道的明洞由于需要满足桥梁梁板的尺寸一般需要加大加宽,因此当出现整体型桥隧连接工程时设计过程便不能独立设计桥梁或隧道,桥梁的设计干扰了隧道的设计,隧道的设计同时干扰了桥梁的设计,干扰性非常突出,许多时候需要根据实际情况变更设计。

当然,在施工过程中,桥隧连接工程也存在突出的相互干扰性问题。如对于整体型桥隧连接工程由于桥台在隧道内浇注,那么桥梁的边跨梁板只有在隧道洞门开挖完成才能架设,这样桥梁才能贯通,但由于桥梁和隧道两者相交,隧道的洞门施工由于地形陡峭或无场地等因素又无法展开,有时只得从隧道的另一端开挖,这样桥梁的贯通只能制约于隧道的施工,隧道的施工又反过来受到桥梁的限制无法实现对挖,无法两头并进。又如,在高速公路的建设中,桥梁和隧道往往归属于不同的施工单位,若桥梁先贯通,承担桥梁建设的施工单位为了保证桥梁的质量有时不会把桥梁提供给承担隧道建设的施工单位作为隧道开挖除渣的施工便道等等。

2.2.桥隧连接工程的综合性

桥隧连接工程同时涉及到桥梁、路基路面和隧道三种最主要的高速公路工程结构类型,本身就具有路桥隧相结合的综合性。桥隧连接工程在设计上需要考虑三种不同的结构形式,设计时既要保持三者的本来面目和结构特性,维持彼此的个性,又要综合考虑三者在连接区域的通用性,保证彼此的共性。因此桥隧连接工程表现为设计的综合性。在施工过程中,在进行桥梁、路基路面、隧道施工的各自施工时,需要同时考虑彼此的施工进度,调整施工计划和步骤,实现又好又快的施工目的。因此桥隧连接工程的施工是个综合的进行-调整-再进行的循环过程,又表现为桥隧连接施工的综合性。

2.3.桥隧连接工程的相对独立性

尽管桥隧连接工程在设计和施工上表现了很强的综合性,但作为桥梁、路基路面和隧道的结合体,其又有很强的独立性。设计和施工过程中,尽管桥隧连接的区域是设计和施工中必须认真考虑并妥善解决的难题,但主要的工作量还是在相对独立的三个构造物的常规设计和施工上。设计时,在设计方案确定后,桥梁、路基路面和隧道一般是在不同的科室或设计处完成的,独立性较强;施工时,尽管要综合考虑各个结构的施工进度,但最终要实现整条高速公路的贯通,桥梁或道路或隧道的工程量和工作时间相对于连接区域而言要大的多,因此,施工过程中,各结构的自身建设仍然是重要的主体。

2.4.桥隧连接工程的后续性

如前所述,桥隧连接工程在设计和施工过程需要考虑的问题很多,但设计和施工时的综合处理措施并不能完全保证桥隧连接工程段的良好运营,设计和施工并非一劳永逸的工作。桥隧连接工程作为一种特殊的结构形式,在运营过程中,表现出了很强的后续性。据不完全统计,在高速公路的运营阶段,桥隧连接段的工程问题最为突出,主要表现为:由于桥梁、道路、隧道所处的地质状况的不同,桥墩桥台、路面和隧道围岩的地质沉降不一,造成高速公路的路面铺装在桥隧连接段凹凸不平,许多地方跳车严重;桥梁、道路、隧道排水设施由于长期运营和地质情况的变化出现排水不畅甚至隧道水上路上桥、桥梁无法排水、桥隧连接段积水等现象,非常不利于车辆的通行;车辆由桥梁入隧道或由隧道上桥时,明暗变化明显,司机无法适应,桥隧连接段多次发生交通事故;隧道洞门边坡植被破坏严重时而出现落石甚至泥石流,泥沙冲入路面或桥梁,通行安全得不到保障等等。以上的问题都不是设计和施工时考虑到并采取相应措施希望避免就可以完全不发生的。因此桥隧连接段在充分做好设计和施工工作的同时,还需要进行经常性的养护,做到早发现早处理,保证高速通行的顺畅。

3.总结

桥隧连接工程不同于单一的桥梁或隧道可进行独立地设计和施工,存在彼此的互相影响。因此桥隧连接工程的设计与施工应考虑其相互干扰性、综合性、相对独立性和后续性的特点,使桥隧连接工程的设计规范化、施工优化,保证建设和运营过程中的安全性。

参考文献

[1]王树英.隧道施工对邻近扩大基础桥梁结构的影响研究[m].中南大学,2007

[2]高自茂等.客运专线桥隧相连运架装备方案研究.桥梁,2005,06:1-4

[3]陈列.武广客运专线桥隧相连地段混凝土简支箱形梁施工方案.铁路工程学报,2007,10:l-5

桥梁隧道工程技术篇9

关键词:山区高速公路;抗震;防震;工程技术

中图分类号:U44文献标识码:a

1概述

山区高速公路沿线地质构造一般极为复杂,经常表现为多构造类型,多期次构造的相互叠加,形成大规模的褶皱和韧性断裂带、脆性断裂带。经常存在晚近期活动断裂或早期断裂,对工程都会造成不同程度的影响。对近晚期活动性断裂,要提高其抗震设计的标准,并在工程地质详勘工作中,确定断裂通过线路的准确位置,才能有效提高山区高速公路的抗震、防震功能。

三淅高速公路灵宝至卢氏段是河南省高速公路网规划中编号S59的南北纵线三门峡至淅川高速公路的重要组成部分。项目北接山西省运宝高速芮城黄河大桥,南连湖北省郧县至十堰高速公路,是交通部《促进中部地区崛起公路水路交通发展规划纲要》中侯马至十堰高速公路的重要组成部分,是豫西南纵线运输动脉和重要的资源开发通道。项目路线总长约为80.881km,按四车道高速公路标准设计,设计速度80km/小时,路基宽度24.5m。主线特大桥1941.2m/1座,大桥16580.25m/56座,中桥873.5m/12座;隧道15275m/20座;分离式立交348.48m/4座。

项目区域历史上地震较为频繁,但多为小强度地震。根据国家标准《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本项目地震动峰值加速度由北向南先后为0.15g、0.10g、0.05g,对应地震基本烈度分别为7、7、6度。7度和6度分界线基本上位于卢氏县杜关镇(K60+600)附近,分界点以北为7度区,以南为6度区。

2汶川大地震对公路抗震问题的启示

2008年5月12日,四川省汶川发生里氏8.0级强烈地震,这是建国以来我国发生的波及面最广、损失最大的一次地震。公路作为生命线工程在这次地震中遭受了非常严重的破坏,据不完全统计受损公路总里程达到53294km。公路受损主要有以下两种情况:一是由地震本身引起的,主要有路面错动,路基路面脱离,路面开裂等;另一种情况是由于地震造成的山体滑坡和滚石破坏公路,阻碍交通。汶川地震中,据对重灾区、极重灾区的统计,469座公路桥梁中,42座桥梁出现严重破坏或完全倒塌,其余以挡块剪坏、主梁移位等破坏为主;51座隧道中,1座破坏严重,其余以洞口被掩埋、衬砌开裂掉块破坏为主;受损路基、边坡占比14.58%,其余以边坡崩塌、路基被掩埋破坏为主。

汶川地震对公路单体结构物的抗震启示如下:桥梁结构:整体性和结构刚度分配均匀的桥梁震害小,如曲线桥比直线桥、斜交桥比正交桥破坏严重;抗震构造措施有助于提高结构抗震能力;隧道结构:对隧道放缓仰坡采用柔性防护;加强隧道在入口、转弯等刚度突变部位的构造措施;设置抗震变形缝。路基、边坡和支挡结构:对风化碎裂带较深的边坡采用长锚杆框架梁比短锚杆的挂网喷砼更为合适。

鉴于汶川地震的经验教训,本项目依据不同结构物形式采取了不同的抗震技术措施。

3三淅高速灵卢段具体抗震、防震工程技术措施

3.1隧道抗震技术措施

三淅高速公路灵卢段地处山岭重丘区,沿线共设20座隧道,穿越不同地质条件,做好隧道抗震有着重要的意义。

(1)对洞口段及一般软弱岩地段抗震技术措施如下:超前长管棚、超前小导管加固注浆和超前锚杆。

洞口段:Ⅴ~Ⅳ级围岩时,采用洞口超前长管棚(根据具体地质情况可以采用16m、28m和40m长管棚),为Ⅲ~Ⅳ级围岩时,可考虑采用洞口超前小导管,加强隧道洞口在地震作用下的稳定性。

一般软弱围岩地段:Ⅴ级围岩地段采用超前小导管进行预支护;Ⅳ级围岩地段采用超前锚杆进行预支护。

(2)格栅钢架

由于结构在强震作用下产生屈服进入弹塑性变形阶段,结构的刚度、自振周期和阻尼比都会发生变化,结构的破坏并不取决于瞬时的地震作用力,变形能力和耗能能力不足才是结构在强震作用下倒塌的主要原因。因此,在满足承载力情况下,四级围岩采用格栅钢架形式来增强地震作用下的变形及耗能能力。

(3)在隧道施工过程中在衬砌形式变化处或者连续过长的Ⅳ、Ⅴ围岩中按照每100m间距设置一道沉降缝,以减少地震引起的不均匀沉降对隧道的破坏。

3.2桥梁工程抗震技术措施

山区高速公路的桥梁,在地震发生后就是生命线的咽喉,该项目具有大中桥68座、特大桥1座,桥梁众多,因此,做好桥梁的抗震、防震工作具有重要的意义。

本项目桥梁工程采用的抗震、防震技术措施如下:

(1)小于30m的墩柱改独柱墩结构为双柱式桥墩,并根据墩高需要增加墩系梁,改善下部结构的受力性能,增强桥梁结构整体稳定性。

(2)当桥墩大于30m采用薄壁墩,对特别重要桥梁,如白水峪大桥采用双肢等截面矩形实体薄壁墩增强桥梁的抗震性能。

(3)桥梁上部结构采用先简支后结构连续的形式,增强桥梁的整体稳定性,结构连续可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落。

(4)新填土地段的桥梁基础采用沉桩、沉台结构形式,以保持桥梁在地震作用下基础的稳定性。

(5)小箱梁和t梁桥在盖梁顶均设有抗震挡块;跨径13m、16m预制板式桥梁,均在墩、台帽梁顶设置防震锚栓,防止在地震水平力作用下落梁。

3.3边坡抗震防护措施

山区高速公路存在大量高填深挖路段,如果高边坡防护措施做的不到位,在地震作用下很容易发生路基的滑坡、坍塌等破坏。本项目采用的边坡抗震防护措施如下:

(1)对易发生滑坡的深挖路基,在施工时埋设测斜管,可实时监测边坡变化情况,为边坡处理及震后边坡稳定性评价提供技术支持。

(2)根据边坡级别及各级边坡受力形式不同采用不同的防护形式,最大限度的确保路基在地震作用下的稳定。典型高边坡防护设计:从下往上Ⅰ、Ⅱ级边坡采用锚杆框架梁植草护坡;Ⅲ、Ⅳ级边坡采用预应力锚杆框架梁:Ⅴ级边坡采用实体护面墙防护。

(3)对存在潜在危岩落石的坡面,采用主动防护网系统以柔和性钢绳网系统覆盖,防止地震发生时,在地震波的作用下大量危岩的下落阻断公路交通。

4结语

本文在总结汶川大地震公路抗震经验教训的基础上,结合三淅高速公路灵宝至卢氏段公路建设的实际情况,详细探讨了本项目在隧道、桥梁及边坡防护建设中所采取的抗震技术措施,为后续山区高速公路抗震、防震技术提供一定的参考。

参考文献

[1]周海涛.公路工程抗震减灾技术回顾与展望[J].公路交通科技,2010,27(09).

[2]阮立冬.汶川大地震梁桥震害分析及梁桥抗震措施研究[J].科技信息,2010(01):321-322.

桥梁隧道工程技术篇10

【关键词】灌浆法公路工程施工应用

中图分类号:tU7文献标识码:a文章编号:

一、前言

交通运输事业的快速发展,公路桥梁隧道施工在当今经济社会中的地位已经十分重要。更好的保证公路桥梁隧道施工的安全和质量已经成为目前相关单位和技术人员关注的核心问题。从公路桥梁隧道施工的基础加固角度来说,灌浆法是当前技术条件基础下使用最为广泛的加固方式,因此下文要以公路桥梁隧道施工为研究对象,从公路桥梁隧道施工中灌浆法的设计和施工两方面进行分析,针对灌浆法处理裂缝问题来体现其对公路桥梁隧道基础加固的职能,以现场施工中灌浆法的应用为中心进行探讨和分析,主要目的是提高公路桥梁隧道的施工效率和施工质量。

二、灌浆法的基本原理及需要注意的问题

灌浆法主要是对公路桥梁隧道基础进行加固,应用的主要原理包括气压、液压和电化学原理,浆液在压力作用下被注入到空隙或裂缝中,从而达到填补裂缝并加固的目的。灌浆法主要是通过灌浆来改善公路桥梁隧道基础的物理性质和化学性质,灌浆过程中,浆液注入到空隙和裂缝中形成浆脉,最终形成浆柱体,符合公路桥梁隧道施工的基本要求,提高公路桥梁的承载力,墩台不均匀沉降问题也得以缓解。

灌浆技术是一种新型技术,后张法预应力混凝土结构中经常被使用,其应用需要从探索实践逐渐走向成熟,我国应用的不是很广泛,对于相关技术支持也比较缺乏。加上灌浆技术要求的质量控制水平很高,所以灌浆技术的应用要和现有的技术条件符合,研究新材料和设备,研究出符合施工需求的流程。

灌浆所需要的材料和技术都对灌浆技术有所限制,灌浆法施工还需要特殊的灌浆材料辅助才能施工,这是施工中的必要条件,而特殊材料起决定性作用,所以研制和易性好、孔隙率低、耐久性和强度高、渗透性小的灌浆材料是施工中面临的重要问题。施工流程的编制能够方便施工中总结遇到的问题,对施工方法和流程进行改善和规范,进而改善施工工艺并提高公路桥梁工程质量。

三、灌浆法加固公路桥梁隧道基础方案设计

灌浆法加固公路桥梁隧道的方案设计是保证公路桥梁隧道基础加固施工质量的前提条件,从以下几个方面对灌浆法加固方案进行分析和设计。

公路桥梁隧道施工作业的灌浆设计主要设计的内容有:

灌浆标准设计:灌浆法的标准设计以强度控制标准的设计为重点,通常来讲,保证杂填土的承载力标准参数在130Kpa左右,粉细沙承载力标准值参数至少为110Kpa,淤泥质土的承载力标准值参数保证在80Kpa到110Kpa之间;灌浆压力的设计分析:公路桥梁隧道施工中,灌浆压力标准参数的设定需要在现场进行试验并确定,通常情况下考虑取值范围在0.3mpa到0.5mpa之间;灌浆量的设计分析:按照灌浆对象的总土量的五分之一计算,保证灌浆量充足;灌浆施工段选择:要根据公路桥梁隧道基础的裂缝情况、不均匀的沉降程度和严重程度,来选择要加固的施工段。

灌浆施工操作,首先根据勘探资料确定灌浆孔深度;在施工现场确定灌浆压力,通常情况下公路桥梁的灌浆加固压力在0.3到0.5mpa左右,如果在施工过程中遇到地质变化或情况特殊的时候,需要适当调整灌浆压力;灌浆施工的最终目的是保证灌浆饱满,所以无论是根据经验来判断,还是根据公式进行计算,都要保证灌浆量填满;当孔段吸浆量每分钟低于0.6升时,三十分钟内维持这一数据,即可结束灌浆。

灌浆结束标准设计分析,保证公路桥梁隧道施工灌浆压力标准符合规定值,确保孔段位置的吸浆量标准参数在0.6L/min左右,并且30分钟保持该状态才可以确定灌浆作业的结束。同时,在测定孔段单位吸浆量参数高于理论估算吸浆量参数的情况下可以判定灌浆施工结束。

四、灌浆法的施工流程

1.浆体配比规范灌浆技术对浆体的要求较高而且有特殊要求,浆体与普通泥浆相比,成分和水灰比都有所不同。灌浆技术需要的泥浆比原有泥浆成分要多,水灰比更低。水灰比低的浆液能够提高水泥密实度,这样对于基础缝隙加固的强度和耐久性就更加有力,能够更好的达到公路桥梁隧道的加固目的。

2.灌浆法施工工艺

(一)施工准备

灌浆施工前要做好施工准备,来保证施工顺利开展,提高施工效率以缩短工期。施工前需要准备的内容包括材料、辅助设施等。材料的准备包括材料种类、数量、质量等方面的复查,保证材料种类齐全、数量充足、质量合格。辅助设施主要指机械设备是否完好齐全、质量是否保证、能否保证正常运行,以及水电的供应是否保证充足,如果出现水电供应障碍,就需要立即维修保证正常供应。浆体材料要提前准备好一定的数量,并且按照配方进行配比,保证符合相关规定,减水剂溶液也要准备好。所有部件要按照规定进行组装和连接,排气阀、灌浆阀都要关闭。

(二)搅拌水泥浆

灌浆施工中的重点就是对泥浆的控制,泥浆必须符合要求,才能保证灌浆施工顺利进行,所以搅拌水泥浆需要注意以下几点:第一,施工前要对搅拌机做适当的处理,要事先对搅拌机润湿后再进行泥浆搅拌,具体做法就是加入水后让搅拌机空转几分钟,保证搅拌机内壁充分湿润后,倒掉积水,再进行正常作业;第二,保证搅拌机充分湿润后就可以进行装料,待搅拌材料要保证比例适当符合要求,例如水、水泥、粉煤灰和膨胀水泥要提前进行严格称量,保证符合相关规定后才可以导入到搅拌机进行搅拌,搅拌时间一般为两分钟,然后导入减水剂溶液再搅拌三分钟后出料;第三,送泵,水泥浆正常搅拌完成之后就可以送泵,卸料时不能停止搅拌工作,保证水泥浆卸完为止;第四,水泥浆搅拌过程中,要严格控制用水量,用水量的控制是保证泥浆质量的关键因素,如果加入的水过多要全部溢出,否则很容易造成管道有空隙,灌浆过程中,泥浆的流动性要保证良好,保证不会出现泥浆淤积而阻碍灌浆作业。泥浆如果没有按时使用会导致流动性下降,此时需要采取适当的办法,但是一定不能加入水来增加泥浆流动性。

(三)灌浆

泥浆搅拌完成后就要进行灌浆作业,灌浆作业的流程是:第一,将搅拌好的泥浆倒入灌浆泵内,灌浆泵高压橡胶管在高压作用下打出浆体,保证灌浆泵中的浓度和打出浆体的浓度相同时,就可以关闭灌浆泵,将高压橡胶管和灌浆管扎牢;第二,开启真空泵,在空气压强保持在-0、06到-0.09mpa的范围内时,关闭真空泵,进行灌浆作业,灌浆阀打开,让浆体通过空气滤清器,然后关掉抽气阀和真空泵,再打开排气阀;第三,灌浆过程中对排气管出浆体情况进行观测,当灌入的泥浆和浆体稠度相同时关闭排气阀,但是仍然要保持灌浆2到5分钟左右,以保证管道内有一定压力,然后再关闭灌浆阀。

总之,我国公路桥梁隧道施工技术在近几年来发展很快,灌浆法施工中也广泛应用和推广。现场实际施工过程中要严格灌浆法施工技术,包括泥浆配比、用水量、安全监测工作,而且对于灌浆的后续作业也要做好,如交通控制,灌浆完成后的路段禁止车辆通行,在灰浆强度至少3mpa时才可以正常通行。

五、结语

总之,灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用十分重要,而且具有很多优势,但是在施工过程中往往存在一些问题,上述对灌浆法施工过程中需要注意的问题以及流程进行分析和探究,以此为相关施工单位提供参考,更好的保证施工质量,提高公路桥梁隧道的工程质量。

参考文献:

[1]陈卓灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用交通标准化2013