既有高速公路通道涵凈空改造技術

闕杜勝

摘 ?要：在高速公路改擴建工程中，既有高速大部分通道涵無法滿足現有施工機械的通行要求，而在通行問題中通道凈空問題尤為突出。在確保高速正常運營的前提下，如何增大既有通道涵的凈空，顯得尤為重要。現根據龍巖廈蓉高速公路擴建工程項目既有高速通道凈空改造技術進行分析總結。

關鍵詞：既有高速;通道涵;凈空改造

中圖分類號：U412.36+6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）22-0149-03

Abstract： In the expressway reconstruction and expansion project， most of the existing high-speed passageway culverts cannot meet the traffic requirements of the existing construction machinery， and the channel clearance problem is particularly prominent in the traffic problems. Under the premise of ensuring the normal operation of high speed， how to increase the clearance of the existing channel culvert is particularly important. This paper analyzes and summarizes the clearance reconstruction technology of the existing high-speed passage in the expansion project of Xiamen-Chengdu Expresswayin Longyan.

Keywords： existing high speed; channel culvert; clearance reconstruction

1 工程概況

廈蓉高速公路（G76福建龍巖段） K70+943通道涵4m（凈跨徑）×3.5m（凈高），長27.03m為龍巖市新羅區適中鎮通往該鎮溪柄村交通唯一通道，通道涵基礎采用C25鋼筋砼基礎，基礎上下均鋪設鋼筋網，上層采用φ12@20cm;下層采用φ16@20cm布設，C15片石砼墻身，C25混凝土預制蓋板。地基承載力大于設計值184kPa，通道涵共分為五節，設置4道沉降縫，采用麻絲瀝青嵌縫隙，基礎與墻身預埋筋按縱向間距為0.5m，每側墻身位置橫向三排布設，凈保護層為5cm，分別埋入底板0.25m，插入墻身0.25m。涵背回填部分則是采用壓漿注水泥漿加固處理。

2 凈空改造思路

K70+943涵洞凈高為3.5m，而砼運輸罐車凈高為4m無法由該涵洞進入新建烏石山隧道進口施工區域供應砼，凈空加高主要是對原先人行分離鋪砌及基礎進行改造降低使凈空達到4.2m高，行車道寬度為3m。

3 安全計算

結合既有高速管養單位提供的現狀涵洞資料，經過現場充分完整的調查，取得足夠的基礎資料。

3.1 計算工況

工況一：假設基礎中部斷開，驗算涵洞下方地基承載力是否滿足要求。

工況二：假設基礎中部未斷開，破除50cm后驗算涵洞下基礎抗壓是否滿足要求，由于土體壓力作用于結構下側1/3處，因此按最不利情況所有土體壓力作用于涵洞下基礎上計算。

工況三：假設基礎中部未斷開，破除50cm后驗算涵洞基礎隆起穩定性。

3.2 結構計算

3.2.1 工況一

汽車計算荷載等級按汽車-超20級，后輪施加重力為280kN，汽車制動力不計，按照施加于單個涵洞翼墻上計，涵洞容重按照鋼筋混凝土25kN/m3計，原地基承載力fa取185kPa。

根據基礎地面承載力計算公式Pk=（Fk+Gk）÷A≤fa[3]，按伸縮縫斷開處計算基礎地面承載力Pk=115.6kPa<185kPa，因此地基承載力滿足要求。

本計算結果按照涵洞基礎內側襟邊寬度0.25m計，因此當涵洞基礎內側襟邊寬度為0.25m即可滿足地基承載力要求。

3.2.2 工況二

計算荷載為墻后回填土體凈土壓力與汽車制動力效應的組合，其中汽車制動力按照公路-I級汽車荷載制動力標準值不小于165kN計。總應力σ=σh（靜止土壓力強度）+σq（汽車制動力產生的壓應力）=86124N/m2

3.2.3 工況三

按掛車-120計算，均布荷載長度取值為6.4m。根據文獻[4]第4.2.4條規定，支撐式支擋結構，其嵌固深度應滿足坑底隆起穩定性要求，代入參數計算抗隆起穩定性為7.659>一級支護結構的抗隆起安全系數Khe=1.8，因此涵洞破除50cm后基底隆起穩定性滿足規范要求。

根據以上計算，涵洞凈空加高施工方案滿足施工要求。

4 凈空增高施工工藝

4.1 施工前準備

（1）將施工方案及計算書等資料按要求報送高速公路管養單位，得到批準后方可進場施工。

（2）在通道涵進出口300m范圍內原村道路設置安全施工標示及減速慢行等施工安全警示牌，確保原村道行車安全。

（3）與鎮、村政府提前溝通，通過村廣播提醒村民途徑施工路段時需減速慢行。

（4）在每節通道涵的蓋板及兩側墻身布設監測點，以便在施工過程中監測通道涵頂部沉降及兩側收斂位移。

（5）在通道涵進出口上方即既有高速路面上，以通道涵軸線為中心沿高速兩側2m間距各布設5個沉降觀測點。

4.2 施工工藝

4.2.1 舊路面破除

破除施工開始時，設置專職安全員對施工路段交通布控，對往溪柄村行人及車輛進行交通指揮，間歇性通行，確保交通通行。

采用小型挖掘破碎機先對涵洞進出口10～15m范圍內的銜接段路面進行破除，再對原涵洞內人行分離鋪砌路面進行破除，采用裝載機對破碎混凝土塊進行鏟運裝車，將混凝土塊拉運至指定棄土場。

4.2.2 通道監測

安排技術人員對高速路基及路面進行經常性巡查，對布設的監測點早晚監測一次，確認有無對既有高速產生不利影響，如若出現不利影響應立即停止路面破除施工作業，采用其他破除方式。

4.2.3 地基加固

洞內路面破除清理完畢后，對原涵洞基礎進行地基加固處理，布設直徑為50mm的鋼花管作為壓漿孔，長度為2.5m～3.5m，采用徑向1.5m×1.5m梅花形布設。成孔后對鉆孔孔深及角度進行檢測，合格后方可插入注漿鋼花管（注漿管開孔間距300mm）。漿液采用純水泥漿液，注漿水泥采用P.042.5袋裝普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為1：（0.8～1），水灰比可根據現場注漿難易程度在規定范圍內進行調節，注漿設計壓力為0.4MPa， 漿液注入量采取壓力～流量雙控法。

4.2.4 左半幅基礎破除

洞內路面破除清理完畢后，為最大限度地減少對地層的擾動，破除基礎前沿縱向對通道涵基礎進行切縫，切縫按距左幅墻身邊緣0.5m、2.0m、3.5m分別進行布設，受限于QF-400型切縫機最大切縫深度，切縫與破除交替分四次進行，每次深度為0.12m，總切縫深度按0.48m進行控制。

對原涵洞左半幅基礎進行破除，破除深度0.5m，寬度1.5m（預留兩邊50cm基礎襟邊不破除），同樣采用小型輪式挖掘破碎機進行分1.5m半幅破除，破除時嚴格控制破擊角度，從洞口基礎水平破擊進涵洞，嚴禁垂直破擊，并人工配合對原涵洞基礎鋼筋進行氧割切除。

4.2.5 左半幅路面澆筑

基礎破除完畢后，采用人工對原基礎的表面進行鑿毛，確保老混凝土接合面處凹凸差不小于6mm的粗糙面后，布設20cm×20cm直徑Φ16的鋼筋網片，在破除底部往上水平5cm處植入直徑Φ16間距20cm鋼筋，植入深度為30cm，增加基礎抗壓強度，避免在以后施工過程中對老涵洞基礎造成破壞，植筋使用雙組合高強黏結劑，將鋼筋插入孔內后，反復旋轉插入拔出，直至附在鋼筋上的膠體表面沒有灰塵為止。在黏結劑固化前避免擾動鋼筋，以免影響錨固效果。

路面混凝土澆筑時采用縱向1.5m寬半幅施工，確保道路通行，路面混凝土初凝后覆蓋土工布進行灑水養生，養生時間不少于7d。

4.2.6 右半幅基礎破除及澆筑

待左半幅路面強度達到設計強度后，將行車道改為已澆筑完成的左半幅鋼筋砼路面通行。采用同左半幅相同的施工步驟完成右半幅基礎破除及澆筑。

4.2.7 路面刻槽

為使新澆筑路面有足夠的摩擦力，保證路面構造深度滿足使用要求，保障行車安全，在全幅路面施工完成并對新澆筑路面進行清理后，使用路面刻槽機按3mm（深）×3mm（寬）×15mm（間距）對路面進行硬刻槽，刻槽完成后立即將路面沖洗干凈。

4.2.8 恢復排水設施

路面刻槽完成后，在50cm襟邊基礎上采用M7.5機制砂磚砌筑25*30cm矩形單面攔水墻，形成排水溝恢復原先排水系統，保留原先涵洞人行分離排水形式。

4.2.9 安裝限高門架

改造完成后在通道涵進出口10m位置設置直徑為10cm鋼管限高門架，防止在改造后使用過程中超高車輛對通道涵蓋板造成刮傷損壞，并在施工使用完畢后對原涵洞進行原狀恢復人行分離路面。

5 檢測結果數據分析

5.1 洞內外觀察

對涵洞洞內外觀察未發現異?，F象。

5.2 監測成果整理與分析

該涵洞兩側蓋板沉降及墻身收斂的累計值及變化趨勢如表1。

5.3 結論

從對涵洞的兩側墻身收斂、蓋板下沉監測數據來看蓋板下沉變形速率總體不大，變形速率均小于0.2mm/d;兩側墻身收斂變形速率較小，兩側墻身收斂變形速率0.2mm/d。結合監測情況及現場情況，判斷該涵洞已處于基本穩定狀態。以上分析表明，通道涵凈空改造施工方案合理，所采用的技術措施對保證通道兩側路基穩定及通道上方高速公路的安全運營取得了良好的效果。

6 結束語

在高速公路擴建工程中，對既有高速通道涵改造施工過程中，涵洞改造施工過程中，為保證既有高速公路的運營安全，合理選擇加固防護技術措施，嚴控地層變形是工程的關鍵。因此在施工前必須對既有高速公路進行詳細調查和勘測，對施工方案進行研究和審核。在施工過程中，必須嚴格對監測數據進行對比，嚴格把關，確保既有高速公路運營的安全性和穩定性。

參考文獻：

[1]JTG D61-2005.公路圬工橋涵設計規范[S].

[2]JTG D60-2015.公路橋涵設計通用規范[S].

[3]GB 50007-2011.建筑地基基礎設計規范[S].

[4]JGJ 120-2012.建筑基坑支護技術規程[S].

[5]孫霞，李瑛琦.舊路加寬涵洞的開發與設計[J].遼寧交通科技，2005（10）.