CN110159294B - 一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隧道及地下工程技术领域，公开了一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法，接长明洞采用一种新型的轻型明洞结构设计；桥隧相接段接长明洞基础设计综合考虑桥台基坑防护功能，实现永临结合；接长明洞基础采用φ1.5m桩结构+冠梁结构，其中桩基础采用长短桩设计，长桩作为建设期基坑支护体系，短桩作明洞承载基础，并在运营期长短桩作为永久承载基础服役；接长明洞段桥隧排水过渡方法设计。本发明能够较好地解决高陡地形桥隧相接段施工工序相互干扰制约的问题，实现隧道与桥梁施工平行作业；保障运营安全，延长明洞减少了对自然边坡的扰动破环，有利于水土保持，有良好的生态环境效益。
Description
技术领域
本发明属于隧道及地下工程技术领域，尤其涉及一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
随着高铁大规模新建，隧道越来越长，应对不良地质条件也越来越复杂。受线路方向、纵坡设计及站位控制，隧道洞口选位往往纵深向下，地形高陡，洞口上方基岩长期风化剥落，卸荷裂隙产生的危岩落石问题比较突出，对运营安全影响较大。常规的明洞接长方法为：一种是，隧道采取拱圈型钢钢架+安装纤维混凝土板内模浇筑拱形明洞方法进行接长明洞施工。一种是，采用改衬砌边墙为扩大基础，吊装预制混凝土拱圈与基础连接的方法进行接长明洞施工。还有一种是，针对隧道群黄土表层溜坍、滑坡病害，采用打入钢板桩加固路基边坡，逐段拆除洞口端翼墙，开挖基坑施做接长明洞边墙，再利用天窗点用拱架车浇筑拱部混凝土方法完成明洞接长。
解决上述技术问题的意义：
现有技术往往在开通运营前几个月或运营后几年，利用天窗点或行车间隙进行施工，占用资源大，经济效益低，运营干扰大。涉及既有线上开展明洞接长施工，对吊装、防护施工技术、装备技术要求高，实施难度大，实施过程中的安全风险较大。在高陡地形黄土溜坍及重力湿陷性地段，不足以抵抗遭受雨水冲刷及下渗后坡面表层溜坍、滑坡等病害，结构强度低、使用寿命低，且需长期维护、检修，对降低线路的运营安全不高，且经济效益低。故有必要对高陡地形桥隧相接段明洞在建设期进行接长施工，采取“明洞+桩基础、冠梁”方案，将接长明洞基础与桥台基坑防护永临结合，确保结构的连续性与稳定性，防止高陡地形错落推挤、滑坍影响桥隧基础安全，保障运营安全，延长明洞减少了对自然边坡的扰动破环，保障水土保持和生态环境。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法。
本发明是这样实现的，一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法，所述高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法包括以下步骤：
步骤一，接长明洞采用一种新型的轻型明洞结构设计；
步骤二，桥隧相接段接长明洞基础设计综合考虑桥台基坑防护功能，实现永临结合；
步骤三，接长明洞基础采用φ1.5m桩结构+冠梁结构，其中桩基础采用长短桩设计，长桩作为建设期基坑支护体系，短桩作明洞承载基础，并在运营期长短桩作为永久承载基础服役；
步骤四，接长明洞段桥隧排水过渡方法设计。
进一步，所述高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法具体包括以下步骤：
(1)将接长明洞基础与桥台基坑防护永临结合，施工围护桩基础、冠梁。
(2)结合桥隧相接场地限制的条件，在桩梁上部搭设贝雷梁+分配梁+钢板作为隧道施工便道运输、场地条件，贝雷梁下部进行桥台基槽开挖+桥台圬工施工，实现上下平行作业；
(3)接长明洞施工，在桥台、台前梁部上方搭设膺架+拱背背扣式拱架模板辅助明洞衬砌施工。
(4)施工横撑梁，并在横撑梁下部施作梁下铺砌及排水沟，使桥隧排水由梁下埔砌及排水沟系统过渡，接入自然排水沟。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法的高陡地形桥隧相接段明洞接长结构，所述高陡地形桥隧相接段明洞接长结构包括：70cm厚加深明洞衬砌、φ1.5m围护桩(兼作衬砌基础桩)、冠梁、横向支撑梁、碎石过滤层、干砌片石层、纵向排水盲沟、裸露桩身护面墙、基坑回填C20砼、梁下铺砌、膨润土防水毯+EVA防水板、混凝土挡墙、基坑临时边坡锚网喷防护、夯填土石、骨架护坡、护坡矮脚墙。
明洞右侧夯填混凝土挡墙，混凝土挡墙右侧夯填浆砌片石层，浆砌片石层右侧架构钢筋网，钢筋网填充混凝土，明洞外周包有纵向盲管，明洞顶部夯填土石层，夯填土石层上面铺粘土隔水层，夯填土石层左右填筑骨架护坡，地面砌脚墙，脚墙与骨架护坡砌合，明洞右侧铺碎石过滤层，碎石过滤层下填充干砌片石层，明洞基础下浇筑冠梁，左右冠梁之间浇筑横向系梁，冠梁与横向系梁相接的下部填充椎体材料回填层，在椎体材料回填层下方填充级配碎石参水泥％回填层，冠梁下固定连接围护桩。
接长明洞基坑开挖临时边坡采用锚网喷临时防护，明洞下部设置冠梁，冠梁下部打设φ1.5m围护桩(兼作衬砌基础桩)，左右侧冠梁之间设横向支撑梁，明洞偏压侧设置重力式混凝土挡墙，明洞与混凝土挡墙为外周包有膨润土防水毯+EVA防水板，明洞基坑开挖后回填C20砼，明洞边墙侧基坑砌筑干砌片石层和填筑碎石过滤层，裸露φ1.5m围护桩(兼作衬砌基础桩)设置桩身护面墙，横向支撑梁下部设置梁下铺砌和纵向排水沟，明洞上部夯填土石并采用骨架护坡防护，在边坡骨架护坡坡脚处设置护坡矮脚墙。
进一步，所述明洞采用喇叭斜切式洞门，接长明洞采用拱圈+边墙加深扩大基础设计，明洞衬砌采用C40钢筋混凝土结构，拱部厚70cm，基础宽276～ 338cm，喇叭洞门口尺寸渐变扩大，接长明洞基础开挖基坑深10m。
进一步，所述横向系梁采用C35钢筋混凝土浇筑，共设三道，梁高1.4m。
进一步，所述夯填土石层填土厚度为2m。
进一步，所述围护桩直径为1.5m，采用长短桩设计，桩间距为2m。
进一步，所述冠梁宽2.85m，高1.4m，设置纵坡25‰，施工时在冠梁上部搭建贝雷梁+分配梁+铺钢板。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明通过在冠梁上搭建贝雷梁临时平台，能够较好地解决高陡地形桥隧相接段施工工序相互干扰制约的问题，实现隧道与桥梁施工平行作业，“明洞+桩基础、冠梁”的结构设计，对路线起到了安全防护作用，保障运营安全，延长明洞减少了对自然边坡的扰动破环，有利于水土保持，有良好的生态环境效益。
附图说明
图1是本发明实施例提供的高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法流程图。
图2是本发明实施例提供的高陡地形桥隧相接段明洞接长结构示意图；
图中：1、70cm厚加深明洞衬砌；2、φ1.5m围护桩(兼作衬砌基础桩)； 3、冠梁；4、横向支撑梁；5、碎石过滤层；6、干砌片石层；7、纵向排水盲沟； 8、裸露桩身护面墙；9、基坑回填C20砼；10、梁下铺砌；11、膨润土防水毯+EVA防水板；12、混凝土挡墙；13、基坑临时边坡锚网喷防护；14、夯填土石； 15、骨架护坡；16、护坡矮脚墙。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术接长明洞接长往往在开通运营前几个月或运营后几年，利用天窗点或行车间隙进行施工，占用资源大，经济效益低，运营干扰大的问题。本发明对路线起到了安全防护作用，保障运营安全，延长明洞减少了对自然边坡的扰动破环，有利于水土保持，有良好的生态环境效益。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法包括以下步骤：
S101：接长明洞采用一种新型的轻型明洞结构设计；
S102：桥隧相接段接长明洞基础设计综合考虑桥台基坑防护功能，实现永临结合；
S103：接长明洞基础采用φ1.5m桩结构+冠梁结构，其中桩基础采用长短桩设计，长桩作为建设期基坑支护体系，短桩作明洞承载基础，并在运营期长短桩作为永久承载基础服役；
S104：接长明洞段桥隧排水过渡方法设计。
在本发明的优选实施例中。本发明实施例的高陡地形桥隧相接段接长明洞方法具体包括以下步骤：
(1)将接长明洞基础与桥台基坑防护永临结合，施工围护桩基础、冠梁。
(2)结合桥隧相接场地限制的条件，在桩梁上部搭设贝雷梁+分配梁+钢板作为隧道施工便道运输、场地条件，贝雷梁下部进行桥台基槽开挖+桥台圬工施工，实现上下平行作业；
(3)接长明洞施工，在桥台、台前梁部上方搭设膺架+拱背背扣式拱架模板辅助明洞衬砌施工。
(4)施工横撑梁，并在横撑梁下部施作梁下铺砌及排水沟，使桥隧排水由梁下埔砌及排水沟系统过渡，接入自然排水沟。
如图2所示，本发明实施例提供的高陡地形桥隧相接段明洞接长结构包括： 70cm厚加深明洞衬砌1、φ1.5m围护桩(兼作衬砌基础桩)2、冠梁3、横向支撑梁4、碎石过滤层5、干砌片石层6、纵向排水盲沟7、裸露桩身护面墙8、基坑回填C20砼9、梁下铺砌10、膨润土防水毯+EVA防水板11、混凝土挡墙12、基坑临时边坡锚网喷防护13、夯填土石14、骨架护坡15、护坡矮脚墙16；
明洞1基坑开挖临时边坡采用锚网喷临时防护13，明洞1下部设置冠梁3，冠梁3下部打设φ1.5m围护桩(兼作衬砌基础桩)2，冠梁3横向支撑梁4，明洞1偏压侧设置重力式混凝土挡墙12，明洞1与混凝土挡墙为外周包有膨润土防水毯+EVA防水板11，明洞1基坑开挖后回填C20砼9，回填C20砼9与明洞1之间再砌筑干砌片石层6和填筑碎石过滤层5，裸露φ1.5m围护桩(兼作衬砌基础桩)2设置桩身护面墙8，横向支撑梁4下部设置梁下铺砌10和纵向排水沟，明洞1上部夯填土石14，夯填土石14设置边坡骨架护坡15、在边坡骨架护坡15坡脚处设置护坡矮脚墙16；
明洞1采用喇叭斜切式洞门，接长明洞1采用“拱圈+边墙加深+桩基础、冠梁”特殊设计，明洞1衬砌采用C40钢筋混凝土结构，拱部厚70cm，喇叭洞门口尺寸渐变扩大，基础宽276～338cm，接长明洞1基础开挖基坑深10m；
围护桩2采用φ150cm围护桩基础，长短桩设计，综合考虑桥台深基坑防护功能，并在运营期作为永久承载基础服役，实现永临结合。
明洞基坑开挖临时边坡13采用锚网喷临时防护，网喷C25混凝土厚10cm，φ8钢筋网@25*25cm，Φ22砂浆锚杆，长3m，间距1.5×1.5m。
冠梁3，尺寸2.85m*1.4m(宽*高)，冠梁设置纵坡25‰。施工时在冠梁 13上部搭建贝雷梁+分配梁+铺钢板作为隧道施工便道。
横向支撑梁4采用C35钢筋混凝土浇筑，共设三道，高1.4m。
重力式混凝土挡墙12与明洞衬砌之间设置长1.53mΦ22接茬钢筋连接，间距50cm*50cm，梅花型布设。
明洞顶部夯填土石层14，夯填土石层上面铺粘土隔水层，结构层总厚度不大于2.0m，夯填土石边坡设置骨架护坡防护15。
本发明的工作原理：
1、基本工作流程：维护桩基础施工→开挖基坑施作临时边坡防护→冠梁浇筑→开挖桥台基坑→搭建冠梁上部贝雷梁平台→施作承台、桥台→拆除贝雷梁平台→连续梁边跨直线段浇筑、合龙→桥台台顶施工→施作横向支撑梁→搭设膺架施作明洞衬砌→基坑回填C20砼→浇筑偏压侧混凝土挡墙→铺设膨润土防水毯+EVA防水板→砌筑干砌片石和铺筑碎石过滤层→明洞顶夯填土石→顶面铺粘土隔水层→施作边坡骨架护坡及矮脚墙→完成梁下埔砌及排水沟工程。
2、围护桩基础、冠梁施工
桩基施工结合所在区地质条件，桩基础采用旋挖钻钻进成孔，清孔后吊装下放钢筋笼后采用导管灌注混凝土的施工方法，钢筋混凝土钻孔灌注桩施工完成28d后，采用低应变反射波法对全部基桩进行成桩质量检测。
桩基施工完成后及时开挖桥台范围基槽并下挖至桩顶高程，基坑采用人工配合挖掘机开挖方法，结合地质条件，开挖时设1:0.75～1：1放坡条件，并网喷C25混凝土防护，厚10cm，φ8钢筋网片，网眼间距25×25cm，直立开挖出冠梁基槽，并环切剥离桩头，采用大块钢模板挂线拼装成型，钢筋统一加工后，现场绑扎，冠梁钢筋绑扎时需预埋明洞结构主筋，并按75d外露长度预留；混凝土采用泵送分层灌筑，插入式振捣棒振捣，浇筑完成后洒水覆盖养护。
3、搭设贝雷梁平台施工
由于接长明洞段包裹桥台及梁体，受地形限制，隧道洞口便道占据桥位，且桥梁、隧道正在平行施工，存在交叉干扰影响。为确保桥梁、隧道施工有序组织，互不干扰，施工时在冠梁上部搭建贝雷梁+分配梁+铺钢板作为隧道施工便道运输、场地条件，贝雷梁下部进行桥台承台施工，实现上下平行作业。
根据现场实测地面高程、冠梁计算得出贝雷梁两端支座点高程，以控制梁面高程与隧道洞口地面相平齐；本发明采用在冠梁上部铺设2道150× 300cm的双排双层贝雷梁底座，然后在底座上架150×300cm的单排单层贝雷梁，贝雷梁之间用螺栓连接，搭设跨度13.5m，布置总宽15m；贝雷梁之间纵向3m 都用配套支撑架作为横向联系，贝雷梁全部架设完成后上部不知I14工字钢分配梁，间距100cm，然后在分配梁上横桥向设置12×12cm木枋，铺设15mm厚钢板形成通行平台。
4、连续梁边跨直线段、合龙及桥台施工
连续梁边跨直线段施工时予以拆除台前贝雷梁，合拢后予以拆除全部贝雷梁平台并浇筑台顶，桥台回填锥坡及台背恢复隧道通行便道。
5、接长明洞衬砌施工
待隧道暗洞贯通后再施工接长明洞衬砌，利用已完成连续梁桥面作平台，搭设碗扣支架膺架法辅助施工，分段施工长度6m，碗扣支架横向间距60cm，纵向间距90cm，顶托安装纵向槽钢，槽钢上安装内模，内模板采用40cm×100cm 定制拼装钢模制作，螺栓连接牢固，内模安装完成后模板与模板接缝采用腻子封闭。外模采用小块钢模板自边墙至拱部拼装成型，并用拉杆、钢筋将小模板与内模固定牢靠，端头模采用10mm厚钢板制作成分块式弧形模板，现场拼装并与内模用拉杆连接加固。内外、端模安装完成后，制作钢筋及安装中埋式橡胶止水带，利用外模窗口左右对称浇筑混凝土。
6、基坑回填C20砼：待接长明洞衬砌浇筑完并养护强度至设计强度100％后，在地面线以下明洞基坑采用C20砼回填，搭设木模板封住端头，并用汽车泵浇筑混凝土入仓。
7、偏压侧混凝土挡墙施工
混凝土挡墙采用分段立模浇筑，混凝土应浇筑连续进行，不得形成水平通缝，混凝土集中拌和，混凝土罐车运送到场，输送泵送入模。为确保挡墙与明洞的接茬质量、效果，挡墙与明洞衬砌之间设置长1.53mΦ22接茬钢筋连接，间距50cm*50cm，梅花型布设。
8、铺设膨润土防水毯+EVA防水板
在接长明洞衬砌背后，铺设针刺覆膜型天然钠基膨润土防水毯及EVA防水板，在偏压侧挡墙墙脚底部设置纵向排水盲沟，将水引排至桥下。
9、夯填土石及黏土隔水层施工
洞顶回填应待明洞混凝土强度达到设计强度的100％后方可进行填筑，填筑前应确保明洞防水系统施工完成且质量符合要求。填筑采取人工配合小型机具进行，采取对称分层填筑，分层夯实，分层厚度不大于30cm，夯填土石回填厚度为拱顶以下1.5m，黏土隔水层填筑碾压厚度50cm。
10、骨架护坡及矮脚墙施工
洞顶夯填土石完成，其边坡采用拱形截水骨架内铺设C25混凝土空心砖，空心砖内客土种植灌木防护，首先进行骨架基槽开挖，一次开挖成型，二次人工修整到位，然后拼装定型钢模，利用吊车配合吊斗浇筑拱形骨架混凝土，护坡圬工与坡面密贴，防护顶面与边坡间的缝隙必须封严。在混凝土养护完成后，及时将骨架内的多余填料清出，拱圈的清理深度为0.1m，随后进行混凝土空心砖的砌筑。拱形骨架护坡坡脚设置矮脚墙进行挡护，矮脚墙高度为2m，墙厚 1.0m，采用定型钢模板浇筑成型，基坑夯填三七灰土封闭。
11、横撑梁及梁下埔砌、水沟施工
横撑梁利用搭设碗扣支架方式，安装木模进行浇筑混凝土，横撑梁施工后，人工进行梁下场地清方、修整，并人工开挖排水沟，在立模浇筑铺砌混凝土及水沟混凝土。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法，其特征在于，所述高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法包括以下步骤：
步骤一，接长明洞采用一种新型的轻型明洞结构设计；
步骤二，桥隧相接段接长明洞基础设计综合考虑桥台基坑防护功能，实现永临结合；
步骤三，接长明洞基础采用φ1.5m桩结构+冠梁结构，其中桩基础采用长短桩设计，长桩作为建设期基坑支护体系，短桩作明洞承载基础，并在运营期长短桩作为永久承载基础服役；
步骤四，接长明洞段桥隧排水过渡方法设计；
一种实施所述高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法的高陡地形桥隧相接段明洞接长结构包括：70cm厚加深明洞衬砌、φ1.5m围护桩、冠梁、横向支撑梁、干砌片石层、碎石过滤层、纵向排水盲沟、裸露桩身护面墙、基坑回填C20砼、梁下铺砌、膨润土防水毯+EVA防水板、混凝土挡墙、基坑喷锚网防护、夯填土石层、骨架护坡、护坡矮脚墙；
接长明洞基坑开挖临时边坡采用锚网喷临时防护，明洞下部设置冠梁，冠梁下部打设φ1.5m围护桩，左右侧冠梁之间设横向支撑梁，明洞偏压侧设置重力式混凝土挡墙，明洞与混凝土挡墙为外周包有膨润土防水毯+EVA防水板，明洞基坑开挖后回填C20砼，明洞边墙侧基坑砌筑干砌片石层和填筑碎石过滤层，裸露φ1.5m围护桩设置桩身护面墙，横向支撑梁下部设置梁下铺砌和纵向排水沟，明洞上部夯填土石并采用骨架护坡防护，在边坡骨架护坡坡脚处设置护坡矮脚墙；
所述明洞采用喇叭斜切式洞门，接长明洞采用拱圈+边墙加深扩大基础设计，明洞衬砌采用C40钢筋混凝土结构，拱部厚70cm，基础宽276～338cm，喇叭洞门口尺寸渐变扩大，接长明洞基础开挖基坑深10m。
2.如权利要求1所述的高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法，其特征在于，所述高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法具体包括以下步骤：
(1)结合桥隧相接场地限制的条件，在桩梁上部搭设贝雷梁+分配梁+钢板作为隧道施工便道运输、场地条件，贝雷梁下部进行桥台基槽开挖+桥台圬工施工，实现上下平行作业；
(2)接长明洞施工，在桥台、台前梁部上方搭设膺架+拱背背扣式拱架模板辅助明洞衬砌施工。
3.如权利要求1所述的高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法，其特征在于，横向系梁采用C35钢筋混凝土浇筑，共设三道，梁高1.4m。
4.如权利要求1所述的高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法，其特征在于，所述夯填土石层填土厚度为2m。
5.如权利要求1所述的高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法，其特征在于，所述围护桩直径为1.5m，采用长短桩设计，桩间距为2m。
6.如权利要求1所述的高陡地形桥隧相接段接长明洞施工方法，其特征在于，所述冠梁宽2.85m，高1.4m，设置纵坡25‰，施工时在冠梁上部搭建贝雷梁+分配梁+铺钢板。
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