1、1山区高速公路桥隧连接工程关键性技术研究摘要:本文依据山区高速公路桥隧连接工程的现状,对包括隧道洞门施工技术和桥台施工技术在内的关键性技术进行了分析,并针对施工问题提出了相应的处理措施,以此对公路桥隧连接工程的实施进行指导。关键词:桥隧连接;高速公路;桥台 中图分类号:U412.36+6 文献标识码: A 文章编号: 随着西部开发战略的进一步实施,高速公路发展突飞猛进。对于山区高速公路的建设,也取得了较大规模的成就。其中,最为突出的技术是隧道及桥梁工程技术,且应用非常广泛。其通过对山岭资源的开发和利用,实现了工程的环保、经济、节能的需求。 一、工程应用现状 山区高速公路桥隧连接工程同时包括山岭
2、隧道和山区桥梁的修建工程,虽然工程的建设已经具备了较为成熟的施工技术,但对于相互接近的隧道和桥梁工程,需要进行的设计和施工还存在一定的问题和困难。对于当中一些尚未解决的问题,就需要作进一步的探究和实践,对其进行处理和总结。然而,在实际的工作中,对于施工和设计的实施,仍有许多问题显得较为突出,主要表现在:1.隧道与桥梁作为连接工程的形式,在连接工程设计与施工方面并未形成统筹、有序地实施过程;2.关于桥隧连接工程实施的相关规定还未形成;3.对于桥隧连接工程的建设2而言,虽然已经积累了较多的实践经验,但对经验进行研究的分析工作还是少之又少,相当一部分技术的适用性比较的差,必须通过进一步归类和分析,才
3、能对日后的工程实践进行指导;4.关于桥隧连接工程的运营、施工及设计,需要通过三维有限元计算分析对工程之间的力学性能的影响关系进行处理,同时依据现场监测数据,针对工程的特殊结构,对各关键部位的力学状态进行确定。但就目前而言,有关力学状态方面的内容和资料相对比较的少。5.桥隧连接工程作为一种工程的结构形式,结合了隧道、道路及桥梁三种不同结构形式的构造物。而其中的特殊性非常突出,也就更显示了其工程安全运营的重要性。目前,对于单一结构形式的道路研究,已经取得了一定的成果,但将三者结合起来,对之间的影响进行综合,分析研究工程结构的关键点,促使其安全的运营,则还需要对整个研究进行深入开展。 二、隧道洞门施
4、工技术 (一)浅埋隧道洞口段 浅埋隧道施工中,应少量刷坡,超前支护完成后开始进洞,通过人工进行开挖,所应用的支护形式由喷射混凝土、钢筋网、锚杆及格栅钢架组成,利用先墙后拱的衬砌方法进行工程的实施。因为覆盖层较薄的缘故,隧道上方的岩土要形成自承体系比较困难,加之变形快、压力大的因素,必须对隧道的变形进行控制。否则,围岩松弛后就会产生开裂破坏现象,引起严重的塌陷事故。为此,开挖过程中,应注重对围岩变形的有效控制,通过对刚度及强度较大初期支护的使用,对土体的变形进行限制,从而确保土体结构的稳定。对于地表下沉隧道的控制,要对3浇筑二次衬砌进行及时的实施,若围岩变形速率0.2mmd 时,再进行处理就比较
5、的困难。针对正台阶法开挖,衬砌自下而上实施的隧道,可以施作套拱对二次衬砌进行施作。完成初期支护后,将厚度 25cm 的混凝土支护施作于设计衬砌断面上,可以进一步确保支护的及时性、刚度,且对土体变形的控制具有重要作用。 (二)岩堆洞口段 掩体风化后,在重力的作用下,被搬运至坡脚形成岩堆,其内部主要为较大碎石和块石,且碎屑物间无胶结,结构较为松散,处于一个非常不稳定的状态。岩堆的坡度与堆积物的休止角较为一致,非常容易发生坍塌。岩堆分布的近期构造地区中,其运动非常强烈,且盛行物理风化。当通过岩堆时,不仅要对支护进行加强,地表水的拦截也要得到注重,有效的对岩堆体内的地下水进行排除,同时运用混凝土支护对
6、巨大的侧压力进行抵抗。 (三)偏压隧道洞口段 对不对称荷载进行承受的隧道即偏压隧道,其塌方、地质、地形等因素都是发生偏压隧道的原因。由于地形原因的影响,通常会造成洞口段的偏压,较低的围岩类别、较陡的地面横坡、较薄的洞顶覆盖层及承受偏压的隧道多处于傍山隧道部分。如果不同围岩等级的定值大于隧道拱肩外侧围岩覆盖的厚度时,洞顶上方的岩体就会下沉,而两个非堆成滑动面会在岩体内有所形成,由此隧道就会对不对称的荷载进行承受,在开挖的过程中,坍塌的问题非常显著,同时衬砌后会形成开裂现象。对此,就要及时的对支护和衬砌进行实施,并对围岩压力进行抵抗。如4果条件允许,可在靠河侧对辅助措施进行加设以促使抗压能力的增强
7、,其中包括锚杆挡墙护坡等设施。 三、桥台施工技术 (一)施工难点及处理 软基桥台和大体积桥台的施工是当前桥台施工的两个难点。针对大体积桥台的施工,必须一次性浇筑成型,其主要问题就是对温度裂缝和施工水化热问题的控制。我们可以通过混凝土原材料的控制、施工工艺和配合比的优化、浇筑温度的降低以及对温度的监控来对这一问题进行处理。而考虑软基桥台的施工,可对钻孔桩基础进行运用。作为软基桥台桩基,不仅要能够对梁上部结构的巨大荷载进行承受,还要对台后软弱地基的水平推力进行抵挡。这就必须在设计施工中,对相关的技术和操作进行规范,一旦出现问题,桥台就会前移或发生桥头跳车现象,严重时桥台桩基可被剪断,进而形成非常重
8、大的工程事故。处理软基桥台的问题,可以运用下列措施增强施工的稳定实施。1.对台身及基础的刚度进行加强:不可对单排桩基础进行使用,应用多排桩对不均匀下沉的台前台后所产生的弯矩和剪力进行承担;也可通过斜桩基础的运用,对其问题进行处理。2.台前加载:对锥体护坡的体量、范围进行加大,锥体护坡的坡脚基础可以通过重力式挡墙进行辅助,通过大锥体填土的运用,对台背引道填土的压力进行平衡,进而对前台后软基下沉的问题进行处理。3.台后减压:台后减压包括箱形或多箱形、桥头踏板、溜坡、填土等方式,采用轻骨料进行填土,对混凝土桩进行设置并进行涵管箱涵的埋置。 5(二)桥隧连接的桥台施工 1.隧道外的桥台施工 隧道外的桥
9、台施工,进行桥台的掘基,如果隧道洞口段开挖之后再进行基础的开挖,就会形成洞口周边围岩的二次扰动。重新分布地应力,则会对隧道、桥台周边的围岩造成稳定问题。如果地基的承载能力有所欠缺,可对桩基桥台进行运用,不过在钻孔过程中,隧道周边的围岩会发生二次扰动,而周边围岩的稳定性又会受到孔的影响。所以,桥台基础开挖的过程中,必须确保开挖及进阶的缓慢,并对隧道围岩的监测量控工作进行实施,依据所得结果对临时支撑措施进行实施,直至完成开挖且围岩稳定后,在对支撑设施进行拆除。另外,由于场地的限制,施作桥台无法进行,就要在结构得到安全确保的前提下,科学合理地对替代措施进行实施,较为有效地确保工程的实施。 2.隧道洞
10、门内桥台的施工 隧道洞门内桥台的施工,会造成一定程度的围岩二次扰动问题,必须合理的对超前加固措施进行实施,也可通过及时支护的实施对此问题进行处理,尤其要注重的是隧道曲墙、直墙的底部;进行桥台的开挖过程中,可以对若干根锚杆进行植入,促使围岩稳定性的进一步增强。隧道内部的桥台,由于自重因素的影响,会产生竖向压力荷载,而隧道洞门段的桥台将仰拱取消,所以与拱部松弛荷载相比,边墙侧压对衬砌结构的影响更为突出,这就需要在设计和施工过程中,对此问题引起注意。同时,在一定条件下对多箱形的桥台进行使用,促使桥台自重的有效减小,从而对边墙的侧压进行控制。 6结束语 总之,对于桥隧连接工程的建设,当前还处于研究阶段
11、。为了促使其工程设计的进一步理解和掌握,还需要通过深入的认识和分析,并在不断实践当中良好的推动其技术水平的有效提高和运用,实现对桥隧连接工程的建设与发展。 参考文献: 1薛杰.山区高速公路桥隧连接工程关键性技术研究D.武汉理工大学,2010. 2蔡成标,等.两桥(隧)之间短路基沉降控制标准研究J.铁道建筑,2OO5(9):85-87. 3余景顺,林国涛,苏永和.基于运行安全的山区高速公路路线设计及实例J.公路,2005(1):24-29. 4吴华金,汪秀根.山区高速公路隧道建设发展与展望J.林业建设,2009,(6):5-7. 5王飞.山区高速公路桥隧相连技术的研究与应用J.公路工程与运输,2008,(11):1-4. 6刘柏秀.山区高速公路桥隧连接段安全评价及改善研究D.西安:长安大学硕士学位论文,2009.