惠兆鑫
摘要:橋梁隧道連接工程其有隧道,道路和橋梁所構成。目前,伴隨橋梁和隧道項目的進步,就發生了許多問題。以此為基礎,本篇文章就分析了道路橋梁項目內橋梁隧道連接的重點技術。
關鍵詞:橋隧連接;施工特點;關鍵技術
中國目前正處于社會和經濟進步的主要時期,基礎設施施工在中國經濟結構內一直起著關鍵作用。尤其是這幾年來,中國的公路施工能獲得了很好的進步。在項目施工的許多技術中,橋梁和隧道項目技術都非常重要,其運用也愈發廣泛。所以說,就應該在公路橋梁隧道連接工程中不斷的增強關鍵技術運用的分析和研究。
1 橋隧連接工程施工特點
在設計橋梁、隧道的階段中,它們一般都是分開設計的,也不會考慮它們間彼此的影響。但是,在具體的建筑階段中,就應將兩者作為一個整體來考慮,以形成一個統一而連續的建筑流程,以達到更高的強度條件和良好的工作效果。總體而言,橋梁隧道連接工程的建設存在以下幾方面特點:
1.1干擾
事實上,在橋梁隧道連接項目中,干擾非常明顯。施工區域狹窄,不僅需要滿足隧道建設的標準,還需要符合橋梁建設的要求。但是,隧道和橋梁通常是控制整體項目周期的主要部分。在建設階段中,就必須同時開始施工。所以,兩個項目就彼此干擾,這對建設的組織與安排也非常不利。
1.2綜合性
橋梁隧道連接項目包括三種類型的工程結構:橋梁,路基和隧道。在建造橋梁,路基和隧道時,就必須同時考量各個橋梁的建設進度,并調整建設計劃,以實現良好,快速的建設目標。所以,橋梁隧道連接工程的建設就是一個完整的建設調整部分。但是,因為它們的獨特性,盡管施工進度表進行了整體考慮,但每個結構的最終建設進度仍總是在不同條件下單獨組織。
2 橋隧連接的主要類型
2.1整體型
整體式的隧道連接意味著橋臺和隧道開口是一個整體,并且兩者之間并不彼此分離。從力或變形的角度來看,橋梁和隧道一起承擔荷載,而橋梁和隧道的變形也將保持一致。在設計的方面來看,將橋臺和隧道洞口就將是一個整體以實現結構分析和計算。但是,對于這種整體式橋梁-隧道連接,當下就仍未有對應的結構設計標準,而目前的標準就僅適用于橋臺或隧道開口。但是,在建設部分,這種融合結構就必須一起承擔橋梁自身重量的負荷及隧道周圍巖石的負荷。另外,在調試之后,還需要承受車輛的負荷。通常,軸的自重與車輛的載荷值的計算非常簡單。但是,因為地質條件的改變,就難以精準地確定負荷值。這種類型的融合結構的升力十分復雜,難以通過數值方法進行確定。所以說,如果此合并的結構存在問題,就會帶來更嚴重的后果。
2.2 緊靠型
緊靠的連接意味著橋墩和隧道孔的形狀緊密相關,但具體結構就保持在分離狀態。依照路面分析,橋墩和隧道入口面就是一體連接的,若沒有分離狀態的可見。一般,橋臺載荷就有橋結構的自重,車輛載荷及橋臺基礎的位移。此外,如果基臺為掩埋形式,則很大幾率承受周圍巖石的重量。隧道入口處的載荷主要分為兩方面:圍巖的壓力及車輛的載荷。因此,從受力角度來看,因橋臺與隧道洞口間存在施工縫,所以當橋臺與隧道結構表面存在荷載時,荷載不能在二者間相互傳遞。因此,從受力角度來看,兩者間不存在相互影響。從施工角度看,橋臺與隧道洞口間可存在施工縫,所以允許二者出現先后施工的情況。但由于二者關系密切,最先施工部分應為后施工部分留有一定的幾何空間。若條件允許,也可同時施工。也即是說,在施工層面,橋臺與隧道洞口的施工必然存在一定的相互影響。
3 隧道洞門施工技術
1、淺埋隧道洞口段。對淺埋隧道施工來說,隧道覆蓋層相對較薄,并且隧道上方沿途很難形成自承體系。另外,施工初期圍巖壓力過大,容易變形。一旦隧道變形得不到有效控制,圍巖體就會松弛或開裂,導致地面塌陷。因此,在淺埋隧道開挖時,應重視圍巖變形控制,并做好初期土體支護,避免土體變形對整體土結構質量的影響。
2、巖堆洞口段。巖堆是指掩體經長時間的風化處理后,通過重力作用運至坡腳底部,因此,內有大量的碎石塊,只剩下少量的泥沙顆粒,并且碎塊間無任何膠結作用,所以巖堆結構比較松散。同時,坡度與堆積物休止角相互接近,極易坍塌。因此,在巖堆洞口段施工中,除支護工作外,還必須做好地表水的截流工作,將巖堆內的地下水全部排出,并采用混凝土結構來抑制側壓力的產生。
3、偏壓隧道洞口段。對不對稱荷載進行承受的隧道即偏壓隧道,其塌方、地質、地形等因素是偏壓隧道產生的原因。因地形的影響,通常會引起洞口段的偏壓,較低的圍巖類型、較陡的地面橫坡、較薄的洞頂覆蓋層、承受偏壓的隧道多位于傍山隧道部分。當不同圍巖等級的定值大于隧道拱肩外側圍巖覆蓋厚度時,洞頂上方巖體會下沉,巖體內會形成兩個非堆成滑動面,因此隧道將承受不對稱荷載,在開挖過程中,坍塌問題十分明顯,并且襯砌后會形成裂縫。對此,要及時實施支護及襯砌,抵抗圍巖壓力。在條件允許的情況下,可在靠河側增設輔助措施,提高其抗壓能力,包括錨桿擋墻護坡等設施。
4 橋臺施工技術
1、施工難點及處理。軟基橋臺及大體積橋臺的施工是目前橋臺施工的兩大難點。對于大體積橋臺的施工,必須一次性澆筑成型,主要問題是溫度裂縫及施工水化熱問題的控制。可通過對混凝土原材料的控制、施工工藝及配合比的優化、降低澆筑溫度和溫度的監測,來解決這一問題。考慮軟基橋臺的施工,可運用鉆孔樁基礎。作為軟基橋臺樁基,不僅要承受梁上部結構的巨大荷載,而且要抵擋臺后軟基的水平推力。因此,有必要在設計施工中規范相關技術與操作。一旦出現問題,橋臺會前移或發生跳車現象,嚴重時橋臺樁基會被剪斷,從而造成嚴重的工程事故。為了解決軟基橋臺的問題,可采取以下措施來加強施工的穩定實施。1)加強臺身和基礎剛度;不能使用單排樁基礎,采用多排樁承擔不均勻下沉的臺前臺后所產生的彎矩及剪力;該問題還可通過斜樁基礎的應用來解決。2)臺前加載:增加錐體護坡的體量和范圍,同時可通過重力式擋墻輔助錐體護坡的坡腳基礎,通過大錐體填土的應用,平衡臺背引道填土的壓力,從而處理前臺后軟基的沉降問題。3)臺后減壓:臺后減壓包括箱形或多箱形、橋頭踏板、溜坡、填土等,采用輕骨料填土,設置混凝土樁,并進行涵管箱涵的埋置。
2、橋隧連接的橋臺施工
1)隧道洞門內橋臺施工。隧道洞門內橋臺的施工,將在一定程度上引起圍巖的二次擾動。要合理地實施超前加固措施,或通過實施及時支護,特別是對隧道的曲墻、直墻底部進行支護處理;在橋臺開挖過程中,為了進一步提高圍巖的穩定性,可采用若干根錨桿植入。隧道內的橋臺,因其自重的影響,會產生豎向壓力荷載,但隧道洞門段橋臺將仰拱取消,因此與拱部松弛荷載相比,邊墻側壓對襯砌結構的影響更為突出,所以在設計和施工過程中需引起注意。
2)隧道外橋臺施工。在隧道外橋臺的施工中,進行橋臺的掘基,若隧道洞口段開挖后再進行基礎開挖,則會形成洞口周圍圍巖的二次擾動。地應力的重新分布會對隧道和橋臺周圍的圍巖產生穩定問題。若地基承載力不足,可采用樁基橋臺。但在鉆孔過程中,隧道周圍的圍巖會發生兩次擾動,而周邊圍巖的穩定性將受到孔的影響。因此,在橋臺基礎開挖過程中,必須保證開挖進階緩慢,并對隧道圍巖實施監測量控。根據結果,實施臨時支護措施,直至開挖完成且圍巖穩定后,再拆除支護設施。此外,由于場地的限制,橋臺無法施工。在保證結構安全的前提下,科學合理地實施置換措施,從而更有效地保證工程的實施。
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