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科學技術(shù)與工程
Science Technology and Engineering
Vol. 14No. 15May 2014 2014Sci. Tech. Engrg.
———以麗澤橋橋區(qū)為例
姚文花
(北京城建集團有限責任公司,北京100088)
北京地鐵14號線西局站—東管頭站區(qū)間采用礦山法施工,區(qū)間隧道位于砂卵石地層中,地層自穩(wěn)性較差。區(qū)間隧道
穿越橋梁數(shù)量達到14座,隧道與橋梁基礎(chǔ)的最小凈距僅為0. 84m ,給施工帶來極大的風險。為保需穿越西三環(huán)麗澤橋橋區(qū),摘
要
證施工安全,在施工過程中通過風險分析,綜合應(yīng)用加固技術(shù)、隔離技術(shù)措施,有效控制了沉降,規(guī)避了風險,為地鐵暗挖隧道為今后類似工程施工提供參考借鑒。穿越橋樁群樁積累了經(jīng)驗,關(guān)鍵詞
暗挖隧道穿越
中圖法分類號TU745. 3;
橋梁群樁
綜合技術(shù)
文獻標志碼A
隨著城市地鐵規(guī)模的不斷發(fā)展,地鐵隧道工程設(shè)置于城市橋梁下方日益增多。隧道穿越橋梁可能會引起橋梁承載力的降低甚至損傷橋梁結(jié)構(gòu),應(yīng)高
[1]
特度重視隧道穿越現(xiàn)況橋梁對橋梁帶來的風險,
別是處于交通主干線的橋梁,沉降控制要求嚴格,給地鐵施工帶來極大風險,一旦發(fā)生事故,經(jīng)濟損失嚴
社會影響巨大。在施工過程中,必須對施工風險重,
進行分析,采取可靠的技術(shù)保證措施,最大限度的規(guī)避風險,保證施工安全。
[2]
姬永紅等利用二維有限元模型進行分析,表明開挖面的地層應(yīng)力釋放是隧道開挖對樁基產(chǎn)生影響的直接原因,通過減少應(yīng)力釋放可以有效地控制樁基變形。
高偉等研究了淺埋暗挖隧道開挖對橋梁基礎(chǔ)的影響,表明樁側(cè)摩擦阻力隨著樁基的埋置深度的增加而增大,在樁基底部達到最大。馬天文在地鐵隧道下穿既有橋梁樁基加固研究中,采用了對橋梁基礎(chǔ)實施托換施工,同時在隧
控制了隧道上道內(nèi)對橋樁周圍地層進行注漿加固,
方橋梁樁基沉降和位移。
[5]
石錦江在地鐵暗挖隧道穿越橋樁時,樁隧水平間距大于3m 時采用二重管高壓旋噴注漿法來降
保證施工安全。低施工風險,
周正宇等通過地鐵施工對鄰近既有橋梁主
表明通過地層加固可以達到降動防護技術(shù)的研究,
低地層變形的目的,通過在樁隧間設(shè)置隔離樁,來阻
2014年2月20日收到
mail :第一作者簡介:姚文花,河北衡水人。項目總工程師。E-280218810@qq.com 。
[6][4][3]
隔變形的傳遞。
在地鐵隧道穿越橋梁時,綜合采用了
增加樁基、現(xiàn)況樁基托換、增設(shè)土體靜壓注漿加固、
劉能文
橫系梁,控制了橋梁基礎(chǔ)的沉降值及傾斜值。
以往工程對隧道穿越橋梁時,采取了一項或幾
如何有效的綜合運用各種技術(shù),發(fā)揮最大效項措施,
益,應(yīng)引起重視。在地鐵14號線西局站—東管頭站
區(qū)間暗挖隧道穿越麗澤橋橋區(qū)施工時,根據(jù)工程的特殊情況,將各種加固技術(shù)、隔離技術(shù)綜合的應(yīng)用到規(guī)避了施工風險,取得了良好的效一個工程項目中,果,為今后類似工程的設(shè)計與施工提供一定的參考。
[1]
1
1. 1
工程概況
地鐵暗挖隧道工程概況
地鐵14號線工程西局站 東管頭站區(qū)間暗挖隧道下穿麗澤橋,隧道為馬蹄形,斷面尺寸6570細砂②3、圓礫-卵石②5、中砂、粗砂⑤1、卵石⑤、層卵石⑦。結(jié)構(gòu)覆土厚度為10. 1 15. 3m ,隧道穿越地層主要為卵石⑤層,中砂、粗砂⑤1層。地下水位
mm ?6 480mm 。地層自上而下為粉土填土①、粉砂-
于隧道結(jié)構(gòu)線以下。1. 2麗澤橋概況
麗澤橋為全互通式立交橋,位于北京市西三環(huán)南段豐北路與西三環(huán)相交處,是連接西三環(huán)和豐臺北路的重要交通樞紐,也是北京市幾座大型橋梁之一,于1991年竣工投入使用。北京地鐵14號線西局 東管頭站區(qū)間暗挖隧道下穿麗澤橋區(qū),其中地鐵近距離穿越橋梁共計14處(見圖1),分別為:豐北路上東西向的主橋A 、主橋B ,南北主橋,四環(huán)主
路上南北向的公交??空?號橋、公交停靠站2號
Z3匝道橋、Z4匝道橋、Z5c 匝道橋、Z6匝道橋、橋,
Z7a 匝道橋、Z7b 匝道橋、Z7c 匝道橋、Z8匝道橋、K4+657通道,橋樁與隧道的凈距為0. 84 4. 61m ,且
——受力最不利位置。橋梁為混樁端在隧道的肩部—
檢查評估報告顯示,橋梁技術(shù)狀凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,
“完好狀態(tài)”,況等級評定為A 級,即見表1
。
圖1區(qū)間隧道與麗澤橋平面關(guān)系圖(1? 15000)
Fig.1Tthe tunnel and Lize pidge plan (1? 15000)
表1麗澤橋各橋現(xiàn)狀評估表
Assessment pipeline on current to Lize pidge
狀況良好狀態(tài)良好狀態(tài)完好狀態(tài)完好狀態(tài)完好狀態(tài)完好狀態(tài)完好狀態(tài)完好狀態(tài)完好狀態(tài)良好狀態(tài)良好狀態(tài)良好狀態(tài)良好狀態(tài)良好狀態(tài)
嚴重病害描述T 梁泛堿,伸縮縫堵塞,支座擁包變形,墩柱細小裂縫T 梁泛堿,伸縮縫堵塞,支座擁包變形,墩柱細小裂縫伸縮縫堵塞,主橋局部表面存在缺陷
伸縮縫堵塞,橋臺開裂,支座起包伸縮縫堵塞,橋臺網(wǎng)裂,支座起包、網(wǎng)裂等
伸縮縫堵塞,主梁泛堿,支座起包、變形,擋墻開裂
伸縮縫堵塞,箱梁泛堿,一處開裂,寬0. 14mm ,支座變形,擋墻開裂
伸縮縫堵塞,箱梁泛堿,支座變形,橋臺開裂
伸縮縫堵塞,箱梁泛堿,支座變形
伸縮縫堵塞,支座變形,臺帽開裂伸縮縫堵塞,箱梁泛堿,護坡坍塌
7#蓋梁開裂擋塊處開裂伸縮縫堵塞,箱梁翼板泛堿,支座鼓包變形,
伸縮縫堵塞,箱梁泛堿、局部破損,支座鼓包變形,橋臺泛堿、網(wǎng)裂伸縮縫碎邊,頂板開裂,最寬0. 17mm 、局部破損,橋臺泛堿、小裂縫
Table 1
序號
[***********]4
橋名主橋A 主橋B 南北主橋公交1號橋公交2號橋Z3匝道橋Z4匝道橋Z5c 匝道橋Z6匝道橋Z7a 匝道橋Z7b 匝道橋Z7c 匝道橋Z8匝道橋K4+657通道
技術(shù)狀況等級
B 級
B 級A 級A 級A 級A 級A 級A 級A 級B 級B 級B 級B 級B 級
2
2. 1
橋樁及隧道沉降及變形模擬預測
預測目的
在區(qū)間暗挖隧道施工時,為確保暗挖施工順利通過橋區(qū),同時確保麗澤橋交通暢通,在施工前,按施工工況進行模擬分析預測,確定不同工況的各項
施工參數(shù),預測橋梁沉降量,驗證設(shè)計、施工方法的
科學性和合理性,彌補理論分析存在的不足,最后確定最優(yōu)施工參數(shù)。
2. 2橋梁沉降控制指標
1)橋梁豎向均勻沉降控制值:15mm 。2)縱向不均勻沉降位移控制值:5mm 。
3)墩柱橫橋向相鄰基礎(chǔ)不均勻沉降位移控制值:3mm 。
4)地表沉降控制值:30mm 。2. 3橋樁變形預測模型及分析2. 3. 1模型建立
3D ,計算軟件采用大型巖土計算軟件FLAC-假
定土體為各向同性彈塑體,由實體單元模擬,其應(yīng)
[7]
力-應(yīng)變關(guān)系滿足莫爾-庫侖準則;采用shell 單元
二襯采用實體單元;模型邊界范圍按4倍模擬初支,
開挖洞徑計,地表為自由面,其余面均施加法向約
施工模擬,每循環(huán)進尺0. 5m ,采用上、下臺階法束,施工,嚴格按淺埋暗挖“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉”方針實施。計算模型見圖2
。
Fig.3
圖3近暗挖側(cè)橋樁沉降曲線
In excavation of side pile settlement
curve
圖2計算模型Fig.2Calculation model
Fig.4
圖4遠暗挖側(cè)橋樁位移曲線
Far excavation of side pile settlement curve
2. 3. 2
計算
計算工況為對橋樁周圍土體進行注漿加固后開挖的工況。對橋樁周圍土體進行加固,以降低由于暗挖施工對橋樁承載力的影響。
此工況下,暗挖施工影響近暗挖側(cè)橋樁的沉降值為4. 8mm (見圖3),遠暗挖側(cè)橋樁沉降值為3. 6mm (見圖4),差異沉降為1. 2mm 。橋樁沉降主要發(fā)生在上臺階開挖期間,沉降值為3. 7mm ,且沉降速率加大,下臺階開挖時引起的橋樁位移值約為1. 1mm 。
經(jīng)過分析,橋樁距離隧道越近,沉降越大;同時
橋樁沉降主要發(fā)生在上導洞開挖在隧道施工期間,
期間,應(yīng)加強上導洞開挖期間施工工藝控制,并應(yīng)盡快對上導洞臨時仰拱封閉成環(huán)并及時進行回填注漿。
3
3. 1
施工技術(shù)措施
隧道側(cè)穿橋樁加固技術(shù)
本工程暗挖通道要垂直穿過麗澤橋橋樁,隧道邊緣最近處距離橋樁不到1m ,如果不采取相關(guān)措施,該部分橋樁的整體摩擦力將會全部失去,
并且周
邊土體變形也會使未動土層摩擦力降低。
為達到加固隧道側(cè)穿橋樁范圍內(nèi)的土體,控制沉降,經(jīng)研究論證綜合采取的以下技術(shù)措施:地面復合錨桿樁加固;隧道拱部180? 范圍內(nèi)小導管超前注
必要時密漿加固;隧道初支格柵鋼架加密至0. 5m ,
排,并加設(shè)臨時仰拱;上導洞預留核心土先行通過技術(shù);洞內(nèi)臨時仰拱下45? 范圍內(nèi)進行徑向注漿加固;初支背后注漿縱向、環(huán)向間距加密至2m ;二襯背后多次重復注漿;加強監(jiān)控量測等。3. 1. 1地面復合錨桿樁加固技術(shù)
在地面條件和地下管線允許的情況下,對橋樁盡量采取地面加固措施。主要做法為在地面采用復
將橋樁周圍土體加固和改良,以合錨桿樁加固地層,
并在隧道內(nèi)對橋樁底不降低原有側(cè)摩阻力為目的,
部土體實施注漿加固,增大樁端承載力。加固后的地基應(yīng)具有良好的均勻性和自立性,加固體強度應(yīng)
-6
不小于5MPa ,滲透系數(shù)≤1. 0? 10cm /s。
具體布置見圖5、圖6。
復合錨桿樁孔徑Φ150mm ,孔內(nèi)安裝錨桿(3根直徑Φ20mm 螺紋鋼筋),錨桿樁鋼筋骨架為隔離環(huán)(50mm ? 3. 5mm 普通煤氣管,每段長100mm )+定位支撐(Ф18螺紋鋼,長度40mm ,與隔離環(huán)雙面焊接),樁縱向每米1段,與主筋雙面焊接。
圖5復合錨桿樁布設(shè)剖面圖Fig.5Composite bolt pile
layout
圖8注漿管布置圖Fig.8Layout of grouting tube
圖6復合錨桿樁布設(shè)平面圖Fig.6Composite bolt pile plan
漿完成后10 15h 進行;第三次注漿壓力1. 5MPa ,,水泥漿水灰比0. 75? 1,在第二次注漿完成后5 10h 進行。
3. 1. 2洞內(nèi)超前注漿加固
非橋區(qū)段超前小導管布置為拱部環(huán)向120? ,橋
且橋樁基礎(chǔ)底部位區(qū)段地層以卵石-圓礫石為主,
于隧道肩部,為減小橋樁沉降,根據(jù)以往施工經(jīng)驗及
對超前注漿進行優(yōu)化:小導管采用φ25專家評議,
無縫鋼管,長1. 7m ,水平傾角為10? 15? ,環(huán)向180? 范圍打設(shè),縱向每榀打設(shè),環(huán)向間距300mm ,詳細見圖9。注漿漿液選用單液水泥漿+早強劑,壓力控制0. 3 0. 5MPa
。
另附三根Ф20塑料管作為注漿管,注漿管出漿口距
出漿孔φ4mm ,出漿孔豎向錯開150mm 。底端4m ,
見圖7、圖8
。
圖9超前小導管布置圖
Fig.9Advanced smail pipe layout
圖7復合錨桿樁構(gòu)造圖Fig.7Composite bolt pile drawing
3. 1. 3
注漿分三次進行:第一次采用常壓注漿,注漿壓力0. 4 0. 5MPa ,孔口溢漿時結(jié)束本次注漿,水泥漿水灰比0. 5? 1;第二次注漿采用中高壓注漿,注漿壓力1. 0MPa ,水泥漿水灰比0. 75? 1,
在第一次注
格柵加密并加設(shè)臨時仰拱
根據(jù)模擬分析,橋樁沉降主要發(fā)生在上臺階開挖期間,則在隧道開挖過程中上臺階應(yīng)近快封閉。針對互情況,在隧道穿越橋樁前后各10m 范圍內(nèi),格柵加由非橋區(qū)段的0. 75m 減小至0. 5m ,并增設(shè)臨時仰拱,臨時仰供采用I22a 工字鋼和掛網(wǎng)錨噴混
凝土的形式,將隧道初襯分為上下兩個導洞,使上導洞一環(huán)一封閉。詳細見圖10
。
在隧道靠近橋樁側(cè),臨時仰拱下45? 范圍內(nèi)進
注漿范圍為1. 5m ;注漿管采用φ25? 5行徑向注漿,
1000? 1000梅花型布置,小導管,長1. 5m ,布置縱
向范圍為橋樁兩側(cè)各6m 。注漿漿液選用1? 1純水泥漿液,壓力控制為0. 2 0. 5MPa 。詳見圖12
。
圖10增設(shè)臨時仰拱格柵鋼架構(gòu)造圖
Fig.10Additional temporary inverted arch
steel grid frame structure map
圖12徑向注漿管布置圖
Fig.12Radialgrouting pipe layout drawing
3. 1. 4
上導洞預留核心土先行通過技術(shù)
臺階法可以有足夠的工作空間和相當?shù)氖┕に俚?、下部作業(yè)有干擾;臺階開挖雖增加對圍巖度,
的擾動次數(shù),但臺階有利于開挖面的穩(wěn)定,尤其是上部開挖支護后,下部作業(yè)就較為安全。
3. 1. 6
本工程在暗挖隧道在側(cè)穿橋樁時為保證地面沉
加設(shè)了臨時仰拱,分成上下導洞進行開挖。根據(jù)降,
在隧道開挖過程中,上臺階開挖對地面及橋樁計算,
沉降影響較大,因此考慮到應(yīng)縮短上導洞封閉成環(huán)時間,減小沉降,在側(cè)穿橋樁過程中采取上導洞預留核心土先行通過技術(shù)措施進行施工,長度約為20m 。隧道施工上導洞先行通過見圖11
。
初支背后多次重復回填注漿在暗挖開挖過程中,初支錨噴背后普遍存在錨噴回填不密實現(xiàn)象,這種情況會導致地面及橋樁的沉降加大,為減小其沉降,必須對初支背后回填注漿。
對初支背后一次注漿后,由于漿液收縮,會產(chǎn)生后續(xù)空隙,同時由于后續(xù)隧道開挖,引起隧道周邊土體擾動,后續(xù)工序?qū)ν馏w的擾動引起的地表沉降會
上述兩個原因綜合作用,使一次背后有一個延遲期,
注漿后在初支前后還會有空隙產(chǎn)生,因此需進行多以保證初支背后土體密實。次重復注漿,
(1)注漿管間距:縱向間距由設(shè)計3m 縮短至2m ,環(huán)向間接由原設(shè)計拱頂2m 、側(cè)墻3m 統(tǒng)一調(diào)整為2m ,并呈梅花型布置,以防止背后注漿不密實。
(2)為保證背后回填注漿及時,注漿段與上臺
注漿段長度由設(shè)階開挖面距離由5m 調(diào)整至4m ,
計5m 縮短至4m 。
(3)注漿采用水泥+粉煤灰+白灰[8],重量比
圖11隧道施工上導洞預留核心土先行通過
Fig.11Tunnel construction on the reservation
core soil through pilot first sketch map
為1? 1? 1、拌和成粘稠狀;注漿分兩次進行,第一次注漿,注漿壓力達到0. 3MPa 并穩(wěn)壓10min 后停止;30min 后進行二次補漿,二次補漿穩(wěn)壓壓力應(yīng)達到0. 5MPa ,并穩(wěn)壓3min 后停止。
(4)每填充注漿完成約20m ,即對填充注漿情況進行空洞檢測。檢測采用拱頂和起拱線位置進行
如存在空洞情況,進行再次注漿,并進行連續(xù)檢測,
再次檢測,直至填充密實。3. 2
隧道下穿橋臺加固技術(shù)3. 2. 1加固方式分析
麗澤橋南北主橋為西三環(huán)主路橋,左右分幅,南北向3跨,主路為連續(xù)寬幅T 梁,輔路為連續(xù)鋼-砼
U 型橋臺,疊合梁,下部矩形實體墩,板式橡膠支座。
3. 1. 5
徑向注漿加固技術(shù)
暗挖區(qū)間下穿橋樁段時,橋樁底基本位于隧道中部,在隧道土方開挖過程中,隧道周圍的土體稍有
松散,就會引起橋梁沉降;同時初支施工時也擾動、
會有回噴不密實的情況,極易導致橋樁沉降,引發(fā)地面橋梁交通安全事故。
為避免近橋樁側(cè)隧道周邊土體擾動或回填不密實,決定在隧道靠近橋樁側(cè)采用徑向注漿技術(shù),對橋樁底部土體進行加固,以保證隧道初支完成后隧道近橋樁側(cè)土體的密實。
四角各設(shè)一個梯道,連接麗澤路。
地鐵14號線左線隧道從麗澤橋南側(cè)橋墩、橋臺之間穿過。隧道離南側(cè)橋臺樁凈距7. 87m ,離北側(cè)橋墩樁3. 6m 。群樁的土體影響范圍φ/4(卵石φ=40? )為10? 。由分析可知:左線隧道的開挖,隧道外
會對橋墩墻距離樁基較近而且隧道底部低于樁底,
樁基礎(chǔ)產(chǎn)生一定的影響。為了保證隧道開挖過程中的橋墩樁的安全性、穩(wěn)定性,采用以下技術(shù):深孔后
采用正臺階加設(shè)臨時退式帷幕注漿進行超前加固,
仰拱預留核心土法施工,上導洞先行通過技術(shù),初支背后注漿管布置加密并重復多次注漿技術(shù)。3. 2. 2深孔后退式帷幕注漿加固技術(shù)
區(qū)間左線下穿麗澤橋南北主橋60m 范圍內(nèi)采用深孔后退式帷幕注漿進行加固,加固范圍為導洞開挖輪廓線外2m ,注漿循環(huán)段長設(shè)計為10m 。注漿孔布置由工作面向開挖方向呈輻射狀,鉆孔布置
保證注漿充分,不留死角。成圓,
注漿孔孔間距為1000mm ,漿液擴散半徑750mm ,如圖13
。
監(jiān)測點進行分析,如圖14
。
圖14
非橋區(qū)段監(jiān)測點沉降變形曲線圖(2012年)
Fig.14Curves of settlement deformation
monitoring points of non pidge section (2012)
從觀測數(shù)據(jù)來看,在隧道施工時,土層受擾動破壞,產(chǎn)生的拉應(yīng)力導致土體向初支的空隙移動,使土壤松弛,產(chǎn)生沉降。這些空隙如不及時填充漿液,就會被周圍土體填充,最終形成較大地表沉降,監(jiān)測點DB -36-01,沉降值為-25. 12mm 。4. 2橋區(qū)段沉降控制分析
區(qū)間隧道側(cè)穿Z3-4橋樁,隧道與橋樁間的最小水平凈距為0. 84m ,區(qū)間隧道左線下穿南北主
根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),以此為例來分析,沉降變形分析橋,
見圖15、圖16
。
Fig.13
圖13深孔注漿孔位布置圖
Deep hole grouting holes layout diagram
4沉降變形曲線圖(2012年)圖15Z3-Fig.15Deformation curves of settlement for Z3-4(2012
)
注漿壓力:深孔注漿壓力為1. 0 1. 5MPa ,在
終壓狀態(tài)下當每分鐘進漿量小于3L 或注漿壓力在終壓狀態(tài)逐步升高可停止注漿對小導管的初壓為0. 2 0. 5MPa ,終壓為0. 75MPa ,在終壓狀態(tài)下當每分鐘進漿量小于3L 或注漿壓力在終壓狀態(tài)逐步升高可停止注漿。
注漿后至少8h 后方可進行隧道開挖,開挖長度按循環(huán)進尺規(guī)定,以保留一定長度的掌子面止?jié){加固巖盤。
注漿效果檢查:一個注漿段的注漿孔全部注完后,鉆2 3個孔對注漿效果進行檢驗,并取芯觀察漿液充填情況,視情打設(shè)超前小導管補充注漿。
圖16南北主橋沉降變形曲線圖(2012年)
Fig.16Deformation curves of settlement for
northand south pidge (2012)
4
4. 1
實施效果及沉降控制分析
非橋區(qū)段沉降控制分析
非橋區(qū)段未采取地層加固措施,以DB -36-01
2最大沉降量為-4. 56mm ,橋樁Z3-南北主橋
的最大沉降量為-4. 02mm ,與非橋區(qū)段進行對比分析,可看出綜合應(yīng)用下穿橋區(qū)技術(shù)、側(cè)穿橋區(qū)技
增加了土體及初期支護的自穩(wěn)時間,有效的控制術(shù),
3
高
了初期支護、橋樁的下沉量,滿足橋樁沉降控制的要求。
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5結(jié)束語
根據(jù)沉降控制分析,在砂卵石地層下施工暗挖
根據(jù)施工現(xiàn)場的情況,將地面隧道穿越橋梁群樁時,
復合錨桿樁加固技術(shù)、隧道拱部180? 范圍內(nèi)小導管超前注漿加固技術(shù)、隧道初支格柵鋼架加密并加設(shè)
上導洞預留核心土先行通過技術(shù)、洞臨時仰拱技術(shù)、
內(nèi)臨時仰拱下45? 范圍內(nèi)徑向注漿加固技術(shù)、初支
深孔后退式帷幕注背后注漿加密并多次重復注漿、
漿加固技術(shù)等技術(shù)選取幾項組合應(yīng)用,可有效控制橋梁沉降值,保證施工安全,降低施工風險。此綜合技術(shù)可推廣到隧道施工引起的地表構(gòu)筑物、地下管線等的沉降控制。
參
1
考文獻
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Comprehensive Technology for Metro Tunnel Across the Bridge Piles
YAO Wen-hua
關(guān)鍵詞:淺埋暗挖;電力隧道;施工技術(shù)
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A 文章編號:
0 引言
電力隧道跨度小、支護剛度相對較大,在城區(qū)正常的地質(zhì)條件下施工安全可靠,對地下管網(wǎng)及建筑物的影響較小。根據(jù)道路及市政管網(wǎng)總體規(guī)劃,電力隧道主干線一般布置于其他管線下部。且靠近紅線,隧道覆跨比較小,一般屬于淺埋甚至超淺埋暗挖隧道,對于一些對沉降較為敏感的建筑物、土質(zhì)條件較差以及地下水較為豐富的區(qū)域,施工難度較大,風險等級較高,需要采取一系列施工技術(shù)措施來保證施工安全。
1 工程難點與風險分析
某立交橋梁位于市區(qū),車流量大,社會影響大,必須采取有效的施工技術(shù)措施和組織措施,確保施工安全。
主線橋為3跨預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,橋臺為承臺、鉆孔灌注樁,中墩為雙柱、承臺、鉆孔灌注樁,1號橋臺樁基為摩擦樁,樁底標高13.800 m,電力隧道底高程為37 m。電力隧道從主線橋l~2號軸邊跨下穿,距l(xiāng)號軸樁距約4 m,距離較小,屬淺埋暗挖近接施工,現(xiàn)況結(jié)構(gòu)對施工擾動較為敏感。因此,電力隧道施工必須嚴格控制沉降,避免對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。
l、2、5號通道橋為天然地基下的擴大基礎(chǔ),基礎(chǔ)底高程46.700 m,電力隧道底高程37 m,頂高程40.200 m。與通道基礎(chǔ)凈距6.5 m;隧道從通道橋跨中穿過,距通道基礎(chǔ)水平凈距6.8 m,通道基礎(chǔ)位于隧道施工影響范圍內(nèi),并且隧道覆跨比變小,僅為2.1~2.2,施工沉降會對橋梁產(chǎn)生一定的影響。因此,電力隧道穿越通道時必須嚴格控制沉降,保證現(xiàn)況通道橋梁安全。
另外,經(jīng)調(diào)查,橋區(qū)地下有大量管線,施工過程中必須保證地下管線的安全。
2 采取的注漿加固措施
為確保該橋的安全,在過該橋段采用以下方案:過該橋段隧道拱頂、側(cè)墻采用全斷面注A、C無收縮雙液漿加固地層;對隧道拱頂及側(cè)墻四周土體進行注漿加同。
2.1 注漿加固原理
注漿過程中,當注漿到一定壓力后,在注漿孔周圍會產(chǎn)生一定大小的泡體。隨著壓力的不斷增加,在漿液泡體上方的土體會產(chǎn)生一個倒立錐形剪切面;另一方面,當漿液泡體的直徑(r)增大時,周圍的土體將提供越來越大的阻力。
設(shè)漿液泡體的向上總壓力為,漿液泡體的水平壓力為。圓柱形漿液泡體平面投影面積為,圓柱形漿液泡體的側(cè)面積為,則有:
因為值唯一,所以研的增加與漿液直徑的平方成正比,而的增加與漿液直徑的一次方成正比。因此,漿液向上總壓力的增加幅度遠大于總水平力的增加幅度。在一定壓力下,漿液泡體直徑達到了一個極限值,此時,水平和向上的壓力足以使得漿液充填土體問的縫隙,從而改良土體的物理指標。
2.2 注漿參數(shù)及漿液配比
(1)注漿材料配合比。A液(200L):硅酸鈉100 L、水100 L;B液(200 L);Gs 8.5%、P劑4.5%、H劑6.7%、C劑7.1%、水;C液(200L);水泥33.3%、DHP劑5.6%、GOX劑4.2%、XPM劑5.4%、水。由A、B液組成溶液,由A、C液組成懸濁液。注漿時,將根據(jù)現(xiàn)場實際情況加入適當特種材料以調(diào)節(jié)凝結(jié)時間、增加可灌性和改善早期強度。
(2)主要注漿技術(shù)參數(shù)。注漿壓力一般為0.3~0.6 MPa;注漿擴散半徑500 mm,孔間距為350 mm,重疊150 mm;漿液平均注入率一般回填土層35%,淤泥層30%,黏土層20%,砂卵層30%,該加固范圍內(nèi)主要為黏土層,注入率按20%進行控制;凝結(jié)時間一般30~60 s。該黏土層改良后土體強度達到1.O~1.2 MPa,滲透系數(shù)k=10-7~10-8 cm/s。
(3)注漿效果檢測方法。注漿結(jié)束后,采用注漿體內(nèi)鉆孔取樣檢查方法。檢查孔的數(shù)目約為總注漿孔數(shù)的5%~10%。檢查的重點是地質(zhì)條件不好的地段以及注漿質(zhì)量較差或有疑問的部位。
2.3 注漿加固施工方法
根據(jù)現(xiàn)場條件,采用在隧道內(nèi)布孔注漿加固施工方法。采用XY-28300型鉆機鉆孔,使用的注入管為旋轉(zhuǎn)二重管,直徑Ø42 mm,在端點裝有管內(nèi)混合器,使注漿液充分混合。當達到設(shè)計深度,內(nèi)管的噴水孔將關(guān)閉,以進行橫噴射。用SYB-60/160型注漿泵將A、B液分別壓人外管和內(nèi)管,并在二重管的端頭混合室內(nèi)混合,通過濾網(wǎng)在水平方向?qū)嵭袊娚?,使注漿液浸透到地層中。二重管雙液漿壓注示意圖,見圖1。
圖1 二重管雙液漿壓注示意圖
3 隧道施工技術(shù)措施
3.1 雙液注漿加固施工
為確保施工安全,在過該橋段加注A、C無收縮雙液漿,對電力隧道拱頂、側(cè)墻、底板土體進行注漿加固。加固范圍為隧道結(jié)構(gòu)外2 m,注入率為20%,兩個循環(huán)之間相互搭接長度約4 m(見圖2)。
圖2 注漿加固縱面示意圖
雙液漿主要改善土體物理性質(zhì),增加隧道四周土體抗壓強度和黏結(jié)性,達到加同目的。在注漿檢測滿足要求后,方可進行開挖施工。
3.2 土體開挖
(1)隧道土方開挖,采用正臺階法,中間留核心土,確保掌子面土體的穩(wěn)定。開挖步距嚴格控制在50 cm以內(nèi)。開挖掌子面土體時,嚴禁掏挖核心土,嚴格控制超挖量。
(2)開挖時設(shè)專人負責洞內(nèi)支護狀態(tài)監(jiān)護,發(fā)現(xiàn)土層有異常情況應(yīng)停止作業(yè),及時向有關(guān)人員反映,查明原因并制定可靠方案后再繼續(xù)施工。
3.3 錨噴支護施工
(1)施工中孥持“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的十八字原則,盡量減少對圍巖的擾動。開挖步距嚴格控制在0.5 m,力求在4~6 h使隧道結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)。
(2)加強拱腳處理。安裝拱部網(wǎng)構(gòu)鋼架時,在兩拱腳部位安設(shè)Ø32、L=2.25m鋼花管,并注入早強水泥砂漿,使其形成受力良好的錨管,從而保證隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
(3)確保噴射混凝土質(zhì)量。要確保每榀拱架上方噴實,使噴射混凝土與圍巖密貼,施工中安排專人逐榀檢查拱頂噴實情況,發(fā)現(xiàn)空洞要及時處理。如果空洞不大可以用低強度混凝土填滿即可.如果空洞較大必須使用噴射混凝土將孔洞噴實。并且在該處預留注漿管,待下一榀閉合后馬上壓注水泥砂漿處理,確保隧道拱頂?shù)拿軐崱?/p>
(4)及時進行背后同填注漿。為保證初期支護噴射混凝土與地層密貼,減少地面沉降要及時進行襯砌背后回填注漿?;靥钭{孔一般設(shè)在拱頂,間距2m,注漿材料采用水泥砂漿,注漿壓力小于0.4 MPa。
穿越砂層時,拱頂?shù)谋澈蠡靥钭{一定要隨隧道的掘進同步進行,與掌子面的距離控制在5~10 m以內(nèi)。
(5)控制注漿壓力。注漿時要密切監(jiān)測注漿壓力,防止壓力過大造成地下管線拱起破壞和地面的隆起。
3.4 防水層及二襯結(jié)構(gòu)施工
隧道結(jié)構(gòu)防水及二次襯砌為一般常規(guī)施工,本文不再贅述。
3.5 地下管線的保護
該工程9~1l號豎井之間需穿越多條市政地下管線。其中,兩條Ø1 750雨水管線、兩條Ø1 050污水管線,管徑大、且距拱頂較近,是保護的重點。為保證施工中地下管線不發(fā)生破壞,采取了以下措施:
(1)與各管線管理單位取得聯(lián)系,確定加同措施,對既有管線進行保護。
(2)制定應(yīng)急預案。污水管線:一旦發(fā)生滲漏,立即啟動備用水泵,將水倒向下游,控制污水向隧道內(nèi)滲流,同時通知管線管理單位。燃氣及上水管線:一旦發(fā)生故障,立即通知管理單位,并積極配合管線管理單位進行處理。
(3)施工中對管線進行監(jiān)控。一旦管線發(fā)生情況,立即配合管理單位進行緊急處理。
中,橋梁隧道路面的施工質(zhì)量問題仍是我們重點控制的問題。因此,本文就橋梁
隧道路面施工質(zhì)量控制進行了研究探討。
關(guān)鍵詞:橋梁隧道;路面施工;質(zhì)量控制
中圖分類號:U45文獻標識碼:A
一、橋梁隧道路面現(xiàn)存的施工質(zhì)量問題概述
隨著交通建設(shè)的高速發(fā)展,各地的橋梁隧道建設(shè)也在不斷的增加,但是由于
在橋梁隧道路面施工中的質(zhì)量控制不好,建成通車后導致了很多的交通問題,也
為現(xiàn)在的公路建設(shè)增加了很多的困難。橋梁隧道路面現(xiàn)存的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在
以下幾個方面。個別橋梁隧道路面鋪裝出現(xiàn)了局部坑槽角隅破壞、縱橫縫兩側(cè)啃
邊、縱向裂縫等,這些問題的主要原因在于在路面施工前沒有對周圍環(huán)境做仔細
評估,導致施工完成后由于外界環(huán)境變化引起了很多質(zhì)量問題,在施工過程中對
于質(zhì)量的要求不嚴,甚至是施工時質(zhì)量檢測人員工作不夠嚴謹,出現(xiàn)了很多沒有
檢測到的地方,而在當時又不易發(fā)現(xiàn)問題的所在,以至在施工完成投入使用后才
知道質(zhì)量問題出現(xiàn)的原因,還有就是橋梁隧道工程大多是建設(shè)在隱蔽偏遠的地
方,當施工質(zhì)量出現(xiàn)問題后,很難及時快捷的解決問題,為路面交通帶來非常大
的困難。
二、公路隧道路面性能要求分析
1、夏天隧道內(nèi)溫度比隧道外溫度偏低,并且隧道越長,天氣越炎熱,隧道
內(nèi)外溫度差異越明顯。
2、晴天隧道內(nèi)的濕度,通常比隧道外濕度更大。
3、由于隧道的封閉作用,噪聲在隧道內(nèi)會產(chǎn)生共振、疊加現(xiàn)象,使得隧道
內(nèi)噪聲比隧道外噪聲更大,且持續(xù)時間更長,不易消散。
4、與隧道外相比,隧道內(nèi)CO濃度明顯更大;隧道中點到出口之間的CO濃
度最大。
5、隧道路面內(nèi)的水:來自拱頂、拱壁的滲水和滴水,雨水沿道路縱坡流入,
地下水上涌,空氣中水分凝聚等4個方面。雖然隧道路面不直接受降雨的影響,
但是一旦有水滲入或滴落在路面表面,就難以干燥,影響路面的抗滑性能。
6、在白天,無論是否有照明,隧道內(nèi)的照度遠遠小于隧道外的照度。
由上述可知,隧道內(nèi)環(huán)境具有溫差小、濕度大、空氣污染嚴重、交通噪聲大
等特點,因此,對隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)與材料提出了一些特殊的要求。要求其結(jié)構(gòu)在
行車荷載的直接作用下,能夠具有較好的整體強度,以此適應(yīng)不同圍巖級別變化,
降低在路面層內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力與應(yīng)變,減少路面病害發(fā)生,并具有良好的抗滑性能
以此減少由于隧道內(nèi)路面濕度大,車輛在頻繁制動或加速過程中因路面抗滑性能
而引發(fā)的交通事故率;為滿足行車安全,還應(yīng)使隧道內(nèi)路面具有較高的漫反射率、
明亮的路面色彩,提高路面的可視性;隧道內(nèi)空間有限、維修相對困難,因此,
要具有足夠的耐久性,盡量減少維修次數(shù),保證行車暢通。
三、橋梁隧道路面施工質(zhì)量控制措施
1、施工前期控制
對于高質(zhì)量的橋梁隧道工程建設(shè),施工前的地質(zhì)考察就顯得尤為重要。由于
施工地區(qū)地質(zhì)地貌條件復雜,其工程的建設(shè)要按照可行的施工設(shè)計來進行。因此,
人們要依靠先進的設(shè)備對地質(zhì)的具體情況、周邊區(qū)域的地貌條件進行數(shù)據(jù)收集與
分析,為橋梁隧道的前期施工做好準備,并做好工程設(shè)計方案。在制定工程設(shè)計
方案之后,施工單位要對工程建設(shè)中需要的器材設(shè)備、建設(shè)材料以及大型器械進
行質(zhì)量把關(guān),以保證在工程建設(shè)中的安全可靠。其次,要嚴格核查施工單位的資
質(zhì)、檢驗從業(yè)人員的工作質(zhì)量,采用工程質(zhì)量責任負責制。另外,在前期考察過
程中應(yīng)多采用高質(zhì)量的檢測技術(shù),多運用高精尖的手段方法。先進設(shè)備與技術(shù)的
投入對工程質(zhì)量的提高有著相當有效的作用。另外,我們還應(yīng)該有完整的施工質(zhì)
量控制系統(tǒng),例如設(shè)置現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督員對工程的質(zhì)量進行巡檢和全面檢查,對于
發(fā)現(xiàn)的問題進行實時匯報和解決。
2、施工過程質(zhì)量控制
橋梁隧道的路面施工過程是一個綜合性的活動,在施工的過程中會受到諸多
因素的影響,對于如何盡可能高地提高路面的施工質(zhì)量,主要有混凝土質(zhì)量控制、
路基路面質(zhì)量控制、不均勻沉降問題的防治。
2.1混凝土質(zhì)量控制
一般在大型的公路建設(shè)項目之中,混凝土結(jié)構(gòu)的需求量是十分巨大的,結(jié)構(gòu)
安全且可靠度及耐久度高的混凝土結(jié)構(gòu)對整個工程的質(zhì)量有著顯著的提高,因此
要對混凝土的質(zhì)量進行嚴格的控制。
1)混凝土質(zhì)量的好壞是與原材料的質(zhì)量密不可分的?;炷林饕怯伤?、
石、砂以及水組成的。要對進入工程現(xiàn)場的原材料進行嚴格的審查,特別是水泥、
石砂的質(zhì)量評估。水泥強度直接影響混凝土的強度,水泥的使用要選擇有資質(zhì)的
廠家,對水泥要做強度大小、凝結(jié)時間和安全性檢驗,檢驗合格方可使用,一切
材料必須全部符合技術(shù)性指標。對于砂的選擇應(yīng)選擇河砂等天然砂,混凝土中所
加的砂要對泥河有機質(zhì)的含量進行控制,對砂中氯離子的含量進行檢測,氯離子
過高的不可使用。石子的選用應(yīng)為其粒徑在4.75-40。的卵石或者碎石?;炷?/p>
的拌合用水應(yīng)盡量使用自來水或者不含有害雜質(zhì)的水,含有大量有機物、外加劑
等雜質(zhì)的水,很容易造成混凝土質(zhì)量下滑。
2)要科學配制混凝土。在過程建設(shè)中,混凝土的配制應(yīng)遵循科學合理的原則,
為了滿足工程要求的技術(shù)和工藝要求,應(yīng)根據(jù)設(shè)計的混凝土強度等級、耐久程度
要求,依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》進行各項試驗,得出一個既經(jīng)濟又合
理且能滿足施工要求的配合比。使用經(jīng)過科學配制的混凝土,對于施工的進度有
著明顯的提高,有著很好的經(jīng)濟、技術(shù)效益。
3)混凝土施工工藝的質(zhì)量控制對于混凝土整體質(zhì)量也有著有效的提高?;炷?/p>
土的施工工藝主要包括混凝土拌制、混凝土澆筑、混凝土的養(yǎng)護。在混凝土的拌
制階段,在得到原材料配置比的基礎(chǔ)上,應(yīng)對用水量和外加劑用量進行合理的判
定而不是單純的依靠經(jīng)驗。拌制的時間也要嚴加控制,不能過長也不能太短,要
對拌制時間、加料的順序以及混凝土進行抽查。在重大橋梁隧道建設(shè)中,為了減
少人為因素的影響應(yīng)盡可能采用電腦科學計量。在混凝土澆筑前,對混凝土的澆
筑方法以及人員的配備進行合理性檢查。采用合理的施工方法可以使得混凝土的
內(nèi)部溫度得到降低,使得溫度裂縫產(chǎn)生的概率得到降低以達到減少裂縫的目的。
針對不同的型號的板、梁構(gòu)件選擇不同類型振搗器。澆筑過程中還應(yīng)注意觀察混
凝土的坍落度,對于發(fā)現(xiàn)的問題進行有效及時地調(diào)整。對振搗器的移動間距和梁
柱節(jié)點的振搗位置進行檢查,防止蜂窩麻面的出現(xiàn)。振搗過程應(yīng)受到足夠重視,
從而保證混凝土振搗良好并提高工程質(zhì)量。在混凝土的施工工藝中,混凝土的養(yǎng)
護工作也是十分關(guān)鍵,在混凝土澆注完成后應(yīng)對其灑水使表面保持濕潤,不得在
高溫下暴曬,必須進行灑水散熱,以防止由于溫度過高而產(chǎn)生裂縫。
2.2路基路面質(zhì)量控制
在公路橋梁隧道的工程建設(shè)中,提高工程質(zhì)量的一項重要環(huán)節(jié)就是加強路基
路面的施工。對于路基路面的施工,很多質(zhì)量問題都是由于施工技術(shù)的不合理造
成的,路基路面的建設(shè)是一個多層次的過程。其中,路基路面常見的質(zhì)量問題有:
1)路基的層次結(jié)構(gòu)不合理,公路橋梁隧道的載荷能力下降;
2)路基滲水能力不足,容易受水的侵蝕,使得使用壽命縮短;
3)路面層密實性差,路面不平整。在實際的工程建設(shè)之中,應(yīng)該對路面路基
的施工技術(shù)加強管理和控制。在路基填筑方面,在施工之前要對坑洞進行填補,
同時對路基現(xiàn)場的垃圾、石塊等一系列有礙于工程的物品進行清理,在選擇填筑
材料時要合理結(jié)合工程的設(shè)計和地理環(huán)境。最后要進行層次的劃分,分層次的進
行填筑,其目的為加強整體密實程度。
在進行路基的壓實時,主要工作為關(guān)注影響壓實效果的環(huán)境和人為因素,例
如土壤的濕度和質(zhì)量、壓實采用的工具以及路基的整體堅固性。對路基底層的構(gòu)
筑,應(yīng)根據(jù)施工的要求和施工采用的設(shè)備進行系統(tǒng)綜合的衡量,對土和料的配比
和攪拌進行嚴格把關(guān)。對于路面的施工,其標準主要是檢查平整程度。造成路面
不平整的因素有很多,在施工時我們應(yīng)該在施工技術(shù)上以及人為避免的范圍內(nèi)進
行提高,制定具體的管理和控制措施。在底基層的施工中,要根據(jù)用料的不同采
用不同的施工技術(shù)。通常路面的結(jié)構(gòu)為瀝青或者混凝土,在鋪設(shè)碾壓的過程中,
要充分考慮溫度的影響,對碾壓時間和碾壓機的碾壓次數(shù)也要進行合理安排以保
障路面的平整。
另外,由于公路工程的時間長跨度,因此應(yīng)該對橋梁隧道的路基路面在后期
進行檢查和維護,對發(fā)現(xiàn)的故障進行排查與解決。
四、提升橋梁隧道施工水平的措施
1、加強安全管理工作
加強對施工人員的管理,提高他們的安全意識,使他們嚴格按照相關(guān)規(guī)范進
行施工。建立健全與完善的安全管理制度,加強施工現(xiàn)場管理,保證施工安全。
2、保證原材的質(zhì)量
做好材料采購工作,加強對材料供應(yīng)商相關(guān)情況的調(diào)查,保證所供應(yīng)的材料
質(zhì)量合格。做好材料的進場檢驗工作,填寫報告單,并上報監(jiān)理工程師,對于質(zhì)
量不合格的材料一律不得允許進入施工現(xiàn)場。加強對原材料的抽檢工作,確保原
材料質(zhì)量合格和質(zhì)量穩(wěn)定。對于鋼筋和混凝土,應(yīng)該嚴格審核材料的出廠合格證,
進場之后,做好存放工作,避免受到雨水的侵蝕,避免強度受損。
3、做好勘查設(shè)計工作
在工程建設(shè)之前,應(yīng)該加強對公路隧道橋梁所在區(qū)域的勘查工作,盡量避免
地形地質(zhì)條件復雜的地段,保證公路隧道橋梁的穩(wěn)固,對于不利于公路隧道橋梁
建設(shè)的地質(zhì)條件,應(yīng)該采取相應(yīng)的加固措施。在設(shè)計的時候,應(yīng)該嚴格審核施工
圖紙,在設(shè)計的時候要根據(jù)公路隧道橋梁施工的實際情況,采用施工技術(shù)成熟、
性能可靠的結(jié)構(gòu)。施工單位還應(yīng)該根據(jù)施工圖紙,編制相應(yīng)的施工手冊,對于重
要的工序,需要將施工方案上報給監(jiān)理單位進行審查,經(jīng)過批準之后,才能進行
施工。
4、完善施工檢驗工作
為了保證施工質(zhì)量,加強對施工的檢驗是必須的,同時檢驗也是控制施工質(zhì)
量的必要程序。施工單位應(yīng)該重視檢驗工作,做好自檢工作,自檢合格之后,上
報給監(jiān)理工程師,并配合好監(jiān)理部門的抽檢工作。在檢驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題,應(yīng)
該立即采取措施糾正,保證施工質(zhì)量。同時監(jiān)理單位還應(yīng)該加強監(jiān)督和管理,對
重要工序和施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行全面監(jiān)控,及時做好抽檢和質(zhì)量評定工作,保證
公路隧道橋梁工程質(zhì)量。
結(jié)束語
綜上所述,本文對公路橋梁隧道建設(shè)中路面質(zhì)量的控制進行了闡述,分析了
施工前和施工過程中的質(zhì)量控制,并對施工過程中應(yīng)注意的質(zhì)量問題進行了著重
介紹。公路項目建設(shè)的質(zhì)量關(guān)系著人們的生命財產(chǎn)安全,相信隨著社會的進步、
人們素質(zhì)的提高,未來的公路建設(shè)項目質(zhì)量也會越來越高。
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關(guān)鍵詞:灌漿法;橋梁隧道施工;應(yīng)用
引言
隨著我國經(jīng)濟的不斷增長,我國的交通事業(yè)也得到了非常快速的發(fā)展。我國是一個地域廣袤的國家,國土面積非常大,地形種類很多,山地丘陵以及河流眾多,這就需要在發(fā)展交通時需要建立橋梁和隧道。隨著我國橋梁隧道施工技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,施工技術(shù)已經(jīng)有了巨大的發(fā)展,使我國的橋梁隧道質(zhì)量越來越高。作為當前橋梁隧道施工技術(shù)的非常有效的方法,灌漿法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于橋梁隧道施工建設(shè)之中,其為保證我國橋梁和隧道的質(zhì)量起到了非常重要的作用。當前,灌漿法的施工方法有很多種,但是卻沒有一個統(tǒng)一的執(zhí)行標準。一般來說,灌漿法主要包括堵水防漏和地質(zhì)加固兩種。本文對灌漿法在橋梁隧道的施工中的應(yīng)用進行分析。
一、工程灌漿方法定義及其目的
灌漿法指的是通過利用液壓和氣壓或者電化學原理,然后在比較高的灌漿壓力的作用下,將一些可以固化的漿液注入至不同介質(zhì)的裂縫中,以達到改善地基的物理和化學性能。通過灌漿加固可以讓水泥以及其他的漿液通過滲透、充填以及壓密擴展來形成漿脈,進而達到形成漿柱體的目的。漿柱體形成后,便可以通過與壓密的地基進行進一步的合成以此形成復合地基,它們之間會進行相互的作用,進而達到控制沉降和提高地基承載力的目的。具體說來,灌漿的目的為(1)防止?jié)B透,保證橋梁和隧道的滲流量,提高橋梁隧道的抗?jié)B透力,降低道路橋梁的孔隙壓力,進而提高道路橋梁的質(zhì)量。(2)能夠起到堵漏的目的,可以有效地封堵住孔洞,進而起到堵截流水的目的。(3)加固的目的。灌漿法可以有效提高巖土的力學強度以及變形模量,此外,還可以有效地恢復混凝土的結(jié)構(gòu)并能夠有效保證建筑物的整體性,以達到保證施工質(zhì)量的目的。(4)可以有效治理建筑物的偏斜。通過灌漿法可以使已經(jīng)產(chǎn)生了不均勻的沉降建筑物得以恢復至原來的位置,從而減少建筑物的傾斜度。
二、灌漿法施工技術(shù)的要求
灌漿法有很多種形式,施工單位可以根據(jù)不同的施工情況來選擇不同的施工方法以及不同的施工材料。然而,無論選擇什么樣的施工方法和施工材料,對灌漿參數(shù)的控制是影響灌漿質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。一般而言,灌漿法施工技術(shù)的要求主要有以下幾點:
(一)在使用灌漿法時,要注意控制灌漿的壓力,漿液的主要動力來源就是灌漿壓力,也就是說灌漿壓力影響著灌漿的加固效果。而灌漿的壓力受到了很多因素的影響,如地層的實際條件、灌漿的方法以及使用的材料。因此,要想控制灌漿壓力就需要根據(jù)實際的施工情況的進行。一般情況下,淺層的灌漿施工要比深層的灌漿需要的壓力要小,而滲透系數(shù)越大所需的灌漿壓力就越小。在施工的時候,一定要注意這一點,有效控制灌漿。
(二)灌漿法一定要注意控制好灌漿的擴散半徑,控制好漿液,避免其出現(xiàn)大范圍的擴散情況,要知道漿液擴散的半徑越大,擴散的范圍越大,工程的造價和工程的進度就會受到更大的影響,不利于工程施工。而灌漿的擴散半徑與灌漿的壓力和時間等因素有著非常密切的聯(lián)系。當施工人員進行注漿時,一定要根據(jù)時間的變化來相應(yīng)地對漿液的濃度進行調(diào)整,以保證漿液的粘結(jié)度。
(三)要注意控制漿液的凝固時間。漿液自身具有凝固的特點,施工時一定要充分利用漿液的這一特點,然后根據(jù)施工工程的特點和需要,在漿液中加入早強劑、分散劑、膨脹劑等來實現(xiàn)控制漿液凝固時間以及凝固強度。在進行控制時,要通過精確的計算,以達到將控制精確到秒至小時的調(diào)節(jié)范圍內(nèi),這樣就可以更好地滿足需要,也能夠更加方便施工人員的操作。
三、在橋梁隧道中使用灌漿法的一般要求
橋梁隧道施工中使用灌漿法是非常復雜的,以隧道施工為例,隧道工程使用灌漿法需要注意很多問題,如果操作好了,就可以有效提升隧道質(zhì)量,反之甚至會影響隧道的施工質(zhì)量。在隧道施工中,總是會需要在同一個施工地點進行不同的灌漿施工。在進行注漿施工時,一般會先進行低壓力注漿操作然后再進行高壓力注漿操作。在實際操作中,要注意以下幾點:
(一)當對隧道的襯砌部位進行灌漿施工時,一定要注意要首先進行回填灌漿工序,然后才能夠?qū)鷰r進行灌漿施工,以達到固結(jié)效果。
(二)當施工的地方存在著帷幕灌漿或高壓固緒灌漿工藝時,施工人員一定要先進行回填灌漿工序,然后才可以驚醒帷幕灌漿或高壓固結(jié)灌漿。在這個過程中,一定要注意分層來搭設(shè)防滲帷幕。在完成水平的帷幕搭設(shè)后才能進行垂直帷幕的搭設(shè)。要避免為了趕工期,加快施工進度而不按施工順序操作的情況出現(xiàn)。這樣會對施工帶來非常大的危害,也會造成材料的浪費,對施工是十分不利的。
(三)當隧道中需要使用鋼板的襯砌時,一定要注意在完成混凝土澆筑施工環(huán)節(jié)后才能進行。也正因為如此,每一個施工環(huán)節(jié)都需要按照施工的順序以及施工規(guī)定來嚴格施工。此外,當完成了鋼板襯砌時,施工人員一定要注意在鋼板上預先留下灌漿工程的作業(yè)孔洞,從而為接下來的施工打下基礎(chǔ)。
(四)在對混凝土的襯砌以及圍巖之間進行回填施工時,要保證在襯砌混凝土強度的百分之七十后才可以進行。在進行計算時,一定要在齡期的基礎(chǔ)上進行。一般情況下,施工是在混凝土襯砌施工后14d進行。必要時,可以通過在襯砌混凝土中加入適量的早強劑來進行施工,這樣就可以保證7d就達到28d的混凝土強度。施工單位一定要對襯砌混凝土的施工強度進行檢驗,保證其可以滿足施工需要。
結(jié)論:橋梁隧道是我國交通重要的組成部分,其保證了我國道路的通暢,因此,加強橋梁隧道施工質(zhì)量有著非常重要的作用。灌漿法是我國隧道橋梁施工中重要的方法,對我國橋梁隧道的質(zhì)量有著重要的幫助。在施工時,一定要充分結(jié)合施工特點,并要掌握灌漿法的注意事項。這樣才能保證施工的質(zhì)量,保證我國橋梁隧道的質(zhì)量。
參考文獻
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摘 要:本文介紹了“5.12”汶川地震災(zāi)區(qū)部分市政道橋設(shè)施的典型損毀情況,并對損毀原因做了認真的分析,希望能為今后地震區(qū)市政道橋設(shè)施的設(shè)計提供一些有益的參考建議。
關(guān)鍵詞:“5.12”汶川地震,道橋損毀
The representative damaged conditions and simple analyses of bridges & roadswhich suffered great damage due to the 5.12 Sichuan wenchuan earthquake
Chen Jingang
( South-west Municipal Engineering Design & Research Institute of ChinaChendu610081)
Abstract: In this paper,the author introduces the representative damaged conditions of bridges & roads which suffered great damage due to the 5.12 Sichuan wenchuan earthquake.The causations of the damage are seriously analysed subsequently.I hope this paper can offer some useful referrence to the design of bridges & roads which will be built in seismic region in the future.
Keywords:5.12 Sichuan wenchuan earthquake, damaged bridges & roads
1.概述
“5.12”汶川地震及其引發(fā)的各種次生災(zāi)害給災(zāi)區(qū)市政道橋設(shè)施造成了嚴重損壞,據(jù)四川省建設(shè)廳統(tǒng)計:39個極重災(zāi)區(qū)和重災(zāi)區(qū)縣(市、區(qū))受損道路長2034km,橋梁408座,與市政道路配套的供水管道受損2471km,排水管道(污水)765km,燃氣管道2409km。
據(jù)《汶川地震災(zāi)區(qū)市政公用基礎(chǔ)設(shè)施重建規(guī)劃》測算,恢復重建市政道橋設(shè)施需投資223.67億元(不含鄉(xiāng)鎮(zhèn)),配套供水管道需投資32.79億元,排水管道需投資31.37億元,燃氣管道52.85億元(含場站建設(shè))。
2.道路橋梁損壞的主要類型
根據(jù)災(zāi)后檢測調(diào)查,除了位于震中的北川、汶川、青川縣城及映秀、漢旺、虹口、漩口等鄉(xiāng)鎮(zhèn)外,災(zāi)區(qū)城鎮(zhèn)市政道橋交通設(shè)施受損破壞程度比公路要低很多,其主要表現(xiàn)類型為:
1﹑道路整體損毀:大面積山體崩塌、滑坡將道路橋梁整體掩埋、外推、淹沒或沖毀,致使路段整體被摧毀,阻路現(xiàn)象尤為突出。此種類型主要發(fā)生在北川、汶川、青川縣城及映秀、漢旺、虹口、漩口等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)道路及極重災(zāi)區(qū)縣城對外交通通道上。
2﹑路基沉陷與開裂:處于沿溪(河)線處的道路,因地震的強烈縱橫波使路基向河流方向滑移,造成路基沉陷、開裂及嚴重變形,此類現(xiàn)象比較常見。
3﹑路面損毀:地震引起山體上松散的巖體崩塌滾落,導致路面被砸出大大小小的坑槽,落實較大時,起水泥砼路面斷板,此類現(xiàn)象多在城鎮(zhèn)對外交通通道上。
4﹑路基淘空:沿江(河)修建道路靠河一側(cè),支擋結(jié)構(gòu)物被毀,路基失去側(cè)向約束而向河道方向滑移,造成填方路基被淘空。
5﹑路基邊坡垮塌:強烈地震造成挖方邊坡失穩(wěn)坍塌,路基路面被埋,此類現(xiàn)象多為發(fā)生在片區(qū)之間連接通道。
6﹑橋梁結(jié)構(gòu)性垮塌破壞:地震引起橋梁變形驟增較大,超出原設(shè)計控制范圍,從而導致橋梁結(jié)構(gòu)性破壞直接垮塌,如小漁洞大橋、百花大橋、南壩大橋等。
7﹑橋梁構(gòu)造性破壞:主要是支座、伸縮縫、防震擋塊、橋面系及局部承壓構(gòu)件(牛腿)、拱圈的開裂、位移、砼碎裂,如青城大橋、通濟大橋、綿陽機場高架橋、綿竹回瀾橋等。
8﹑交通管理設(shè)施與服務(wù)設(shè)施建構(gòu)筑物因地震引起垮塌破壞,如崇州客運站、都江堰客運站等。
震后的小漁洞大橋
震后的百花大橋
震后的小漁洞大橋拱腳破壞
震后的小漁洞大橋引道破壞
3.震損的主要特征
對災(zāi)后進行的檢測調(diào)查資料分析,可以總結(jié)出市政道橋受損具有的主要共性特征有:
1﹑同一地區(qū)高等級道路橋梁受損程度相對較低;
2﹑上承式實腹拱橋受損程度比其它橋型相對較輕,基本上沒有發(fā)生毀壞性破壞;
3﹑圓形、方形等規(guī)則形狀的構(gòu)筑物破壞程度較低,因其結(jié)構(gòu)重心與幾何形心相吻合,抗震性能較好;
4﹑采取圬工支擋結(jié)構(gòu)的路段,其破壞程度遠低于未作支擋或簡易支擋的路段;
5﹑人行天橋比車行橋梁受損影響相對要大,主要原因是其剛度偏小,構(gòu)件形狀不規(guī)則,變形受阻;
6﹑地道(隧道)結(jié)構(gòu)受損輕微(僅在洞口出現(xiàn)崩塌、落石),災(zāi)后都能正常使用;
7﹑鋼結(jié)構(gòu)因其延性較好、抗震能力強,損毀情況較少(包括吊橋);
8﹑地震波傳遞方向(水平)與結(jié)構(gòu)破壞程度有很大關(guān)聯(lián)性。
4.恢復重建技術(shù)對策
自然災(zāi)害是不以人們的意志為轉(zhuǎn)移的,地震災(zāi)害無法抗拒也還無法精確預測預報。本次“5.12”汶川地震震級之高、破壞力之大也是千年不遇的,據(jù)測定,其釋放能量相當于二戰(zhàn)末期美國投放在日本廣島原子彈的1000倍。但是,從工程技術(shù)角度而言,作為設(shè)計施工建設(shè)管理者,應(yīng)從中總結(jié)經(jīng)驗,吸取教訓,在災(zāi)后恢復重建中采取有效的工程技術(shù)措施,有效提高城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的抗震減災(zāi)能力。城鎮(zhèn)市政道橋設(shè)施恢復建設(shè)應(yīng)對以下幾個方面予以重視:
1﹑增強“地質(zhì)定線”意識,重視場區(qū)內(nèi)局部地質(zhì)調(diào)查分析工作。道路設(shè)計選線階段,除了“功能定線、環(huán)境定線”之外,應(yīng)該同時進行“地質(zhì)定線”,即以沿線地質(zhì)災(zāi)害影響分析優(yōu)選確定道路線形方案;一旦線形方案確定之后,應(yīng)對橋涵、地道、高填方高邊坡路段進行深入細致的地質(zhì)勘察調(diào)查研究工作,掌握盡量詳盡可靠的基礎(chǔ)資料,對鄰近地震活動帶和地形、地貌變化較大地段尤其應(yīng)注意局部地質(zhì)條件的差異性分析論證,采取必要的工程措施,避免潛在的地質(zhì)病害威脅影響。
2﹑橋涵地道等建構(gòu)物的方案選型,應(yīng)注重其抗災(zāi)害性能分析論證。作為城鎮(zhèn)道路網(wǎng)上重要的橋涵、地道工程,其首要是交通安全的功能需要,其次才是城市環(huán)境景觀需要,應(yīng)以功能為主兼顧環(huán)境景觀效果。因此,須對結(jié)構(gòu)方案的抗震抗災(zāi)性能進行分析論證并作為確定方案的重要指標之一。結(jié)構(gòu)受力體系應(yīng)簡潔明了、構(gòu)件材質(zhì)應(yīng)均勻一致、輪廓尺寸形狀規(guī)則、結(jié)構(gòu)重心與幾何形心盡量重和,以提高其抗震性能。
3﹑道路建設(shè)配套的地下管線尤其是管徑較大的排水、電力管溝,應(yīng)與道路橋涵恢復重建同步實施,對其管材選用及管道回填壓實質(zhì)量控制應(yīng)予加強,以免管線受損破壞漏氣、漏水導致交通中斷。若有條件,可采用地下綜合管溝(共同溝)方式敷設(shè)地下管線,既提高運營安全可靠度,也便于日常維護檢修。
4﹑道路恢復重建中,對外交通出入口(與國道、省道相連接)及學校、醫(yī)院、防疫、消防、戰(zhàn)略物資儲備點等重要設(shè)施與城市主干道相連接的通道設(shè)置,應(yīng)滿足總體規(guī)劃與專項規(guī)劃的設(shè)置要求,提高其安全可靠性,保證突發(fā)事件或自然災(zāi)害發(fā)生時的道路暢通。
5﹑既有道路橋涵構(gòu)筑物應(yīng)進行可靠的檢測評估,據(jù)此確定必要的改建、擴建、加固方案,以便充分利用原有設(shè)施。如道路改擴建時,應(yīng)盡量利用原路面結(jié)構(gòu)層作為路基(路床),避免過度挖除形成新的建筑垃圾;橋涵加固改建(重建)時,應(yīng)對原橋存在病害、病因進行深入分析,采取有針對性的的工程技術(shù)方案,其標準亦應(yīng)按原橋設(shè)計標準執(zhí)行;拆除重建時,按新標準及規(guī)劃確定的規(guī)模進行實施建設(shè)。
6﹑橋涵、地道構(gòu)筑物設(shè)計中,應(yīng)注重細節(jié)構(gòu)造處理措施的完善優(yōu)化,如支座、伸縮縫、防撞護攔、防震擋塊、減震設(shè)施、支點處局部抗剪切設(shè)施等,應(yīng)充分考慮最不利條件的受力變形需要,避免災(zāi)害發(fā)生時引發(fā)的二次事故。
7﹑嚴格執(zhí)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》、《公路橋梁抗震設(shè)計細則》、《城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》等技術(shù)規(guī)范,合理確定抗震設(shè)防等級標準,有針對性地完善相應(yīng)抗震設(shè)防措施。我國地震烈度區(qū)劃是以縣(區(qū)、市)為單位,由于地域遼闊,同一縣城不同地段的地質(zhì)構(gòu)造會有較大差異,應(yīng)根據(jù)工程項目所在地的地質(zhì)實際情況、橋梁規(guī)模及重要性要求分析確定切合實際的地震設(shè)防等級、標準、參數(shù),按照規(guī)范要求進行設(shè)計復核,采取行之有效的防震技術(shù)措施,如加大墩柱配筋率、加大防震擋塊結(jié)構(gòu)尺寸與剛度、慎用牛腿支撐受力(不得已使用牛腿應(yīng)加強防落梁措施)、高墩柱重視系梁設(shè)置、簡支梁梁端設(shè)置減震緩沖橡膠墊塊、多跨連續(xù)橋梁根據(jù)墩高不同采用不同斷面尺寸以適應(yīng)水平變形受力等。災(zāi)后調(diào)研報告表明:部份橋梁破壞原因與設(shè)計階段忽視抗震設(shè)防要求,構(gòu)造處理不當有較大的關(guān)聯(lián)性。
8﹑盡量利用建筑垃圾。震災(zāi)產(chǎn)生的大量建筑垃圾,經(jīng)篩分處理之后,可作為路基填料或路面結(jié)構(gòu)層骨料。道路恢復重建中應(yīng)按照《地震災(zāi)區(qū)建筑垃圾處理技術(shù)導則》要求,經(jīng)試驗、分析論證后,最大限度地利用建筑垃圾,減少環(huán)境污染。高填方路段可以酌情推廣使用。
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關(guān)鍵詞:無損檢測;道路;橋梁
Abstract: this paper introduces the traditional testing technology and the differences of nondestructive testing technology, analyzes the nondestructive testing technology of the application of existing problems, and put forward to promote and improve road bridge nondestructive testing ideas and countermeasures, for your reference.
Keywords: nondestructive testing; Road; bridge
中圖分類號: U41 文獻標識碼: A 文章編號:
1 前言
無損檢測技術(shù)是指在不影響結(jié)構(gòu)或者構(gòu)建性能的前提下,通過測定某些適當?shù)奈锢碇笜藖砼袛嘟Y(jié)構(gòu)或者構(gòu)建某些性能是否發(fā)生改變的檢測方法。無損檢測技術(shù)是多學科緊密聯(lián)系結(jié)合的產(chǎn)物,是以現(xiàn)代材料力學和應(yīng)用物理學發(fā)展為理論基礎(chǔ),以現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機的高速發(fā)展作為其測試工具的。
2 傳統(tǒng)檢測技術(shù)與無損檢測技術(shù)
2.1傳統(tǒng)檢測技術(shù)
傳統(tǒng)的道橋檢測方法是鉆孔取樣.隨機的選取要檢測的目標.然后將所取樣本帶回室內(nèi)進行分析處理.從分析的數(shù)據(jù)中獲得所需要的工程參數(shù)的一種簡單檢測方法 傳統(tǒng)的檢測方法有幾個缺陷:(1)被檢測點是隨機的,檢測結(jié)果沒有代表性;(2)檢測所涉及的范圍小,某些實質(zhì)性的缺陷無法發(fā)現(xiàn),容易漏檢;(3)易給工程后續(xù)的進行留下隱患;(4)工程結(jié)束后,道路或橋梁容易出現(xiàn)問題.但治理難度大
2.2無損檢測技術(shù)
2.2.1無損檢測技術(shù)的特點
無損檢測技術(shù)即是在不損壞或影響原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上.通過測定某些物理量,不破壞原有的化學成分、性質(zhì)、功能以達到檢測物體的某些重要性能的方法 它是一種多學科相結(jié)合的應(yīng)用高技術(shù),其基礎(chǔ)科學主要有:物理學、力學、材料學、斷裂分析、化學、控制工程、電子技術(shù)、計算機等學科。
2.2.2無損檢測技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
首先元損檢測主要應(yīng)用于道路和橋梁等大型的工程項目當中.如今無損檢測技術(shù)在食品加工領(lǐng)域.工業(yè)上(如航空航天、機械制造、鐵路、特種設(shè)備海關(guān)檢測等)都有一定的發(fā)展應(yīng)用。食品加工例如:材料的選購、加工、流通等環(huán)節(jié)都會運用到該技術(shù),保證食品質(zhì)量與安全的監(jiān)督作用,也可以節(jié)約資源.降低生產(chǎn)的成本.提高成品率和勞動生產(chǎn)力都有良好的積極作用。另外.這些新的技術(shù)的產(chǎn)生應(yīng)用.使得工作的效率大大提高,無需大量的檢測目標點:不需要前期的準備工作,隨時檢測,在線檢測。不傷害樣品的性能和質(zhì)量,且環(huán)保。
3 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用及存在問題
目前,道橋無損檢測技術(shù)主要有:光纖傳感檢測技術(shù),超聲波檢測技術(shù)和探地雷達檢測技術(shù)。這三種方法雖然都是高新技術(shù)的運用,但仍是有各自的應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點。
3.1 光纖傳感檢測技術(shù)
光纖傳感檢測技術(shù)的原理是利用光纖對某些特定的物理量敏感的特性,將外界物理量轉(zhuǎn)換為可以直接測量的光信號的檢測技術(shù)。在我國,光纖技術(shù)經(jīng)過3O多年的飛速發(fā)展已經(jīng)有了很大的進步,并應(yīng)用于國防軍事,航天航空,工礦企業(yè),能源環(huán)保,生物醫(yī)藥等多個領(lǐng)域。光纖傳感檢測技術(shù)應(yīng)用于橋梁檢測中,可以實現(xiàn)對橋梁鋼索的索力及預應(yīng)力連續(xù)混凝土梁內(nèi)部應(yīng)力,應(yīng)變特性的測量和監(jiān)測,構(gòu)成所謂的光纖智能橋梁。
我閿從上個世紀的90年代開始對光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用進行研究。同濟大學,重慶大學和哈爾濱工程大學已經(jīng)對光纖傳感器在橋梁檢測中的應(yīng)用進行了理論研究,并且在實際的檢測應(yīng)用申取得了較好的效果。重慶大學將其在這方面的研究成果應(yīng)用在了重慶槽坊立交橋的長期在線動態(tài)遠程健康監(jiān)測巾,這就充分證明了理論原理的可行性,同時也給橋梁健康監(jiān)測和安全評價注入了新的活力。
與傳統(tǒng)的傳感器相比,光纖傳感器受到環(huán)境的限制更小些.絕緣性好耐高壓耐腐蝕,能在易燃易爆的環(huán)境下可靠運行,不對被測對象產(chǎn)生影響;另外,體積小,重量輕,可做成任意形狀的傳感器陣列;并且,精度高,實用性強。但是昂貴的價格使該項技術(shù)的廣泛推廣變得比較困難。
3.2 超聲波檢測技術(shù)
超聲波檢測技術(shù)檢測梁中的空隙位置是基于瞬問應(yīng)力波的原理的,用一種短促的機械撞擊(用小鋼球敲擊混凝土表面)產(chǎn)生低頻應(yīng)力波,傳導至結(jié)構(gòu)內(nèi)部,再由斷裂面或者界面發(fā)射回來,以反射波的形態(tài)來進行判斷。其特點是利用來自沖擊面,斷裂面及其它面的多種波來產(chǎn)生瞬間共振,可以用來測定結(jié)構(gòu)的完整性或者裂痕的位置,記錄下來的信號(時間—— 頻率曲線)可以進一步提供有關(guān)空隙位置的相關(guān)信息。
超聲波可以應(yīng)用于橋梁的綜合檢測和維修,對橋梁的梁,板以及樁等結(jié)構(gòu)進行檢測.確定管道中是否存在空隙,并及時進行修補和灌漿。但是,該項檢測技術(shù)還是有需要改進的地方的。比如當管道相交或者相鄰時,管道中有蜂窩體,水或者部分空氣時,以及對采用其他材料的管道等.這些對檢測結(jié)構(gòu)都是有影響的。另外,該項技術(shù)在檢測道路路基的密實性等問題上還有待于進一步研究。
3.3 探地雷達檢測技術(shù)
探地雷達是利用高頻電磁脈沖波(10—1000MKZ或者更高)以寬頻帶短脈沖的形式由發(fā)射天線送人地下,該雷達買車車在地下傳播過程中遇到不同電性介質(zhì)交界面時,部分雷達波的能量被反射回地面之后被接收天線接收。其特點是能夠精確測定缺陷區(qū)的形狀,大小和深度;節(jié)省勞力,操作方便,速度快;能在大范圍內(nèi)檢測;不受周圍環(huán)境影響。探地雷達探測的是來自于地下介質(zhì)交界面的反射波,通過探地雷達記錄的反射波到達地面的時間和反射波的波幅來研究地下介質(zhì)的分布,以其特有的高分辨率在淺層或者超淺層探測中有著及其廣闊的應(yīng)用。
探地雷達在道路中具體應(yīng)用主要是對道路面層厚度檢測,道路基層密實性,基層厚度以及高含水的檢測,擋土墻病害檢測等。還可以根據(jù)探地雷達的特性將其運用到道路材質(zhì),裂縫,濕度和橋梁的結(jié)構(gòu)檢測上面 但是,這對于雷達的性能和檢測分析人員有著很高的要求。因此,分析人員必須要具備大量的實測數(shù)據(jù)和豐富的工程實踐經(jīng)驗。雖然探地雷達在道路和橋梁結(jié)構(gòu)的檢測方面有著廣闊的前景,但是其價格通常也是比較昂貴的。
4 促進和改善道路橋梁無損檢測的思路和對策
4.1 依靠現(xiàn)代科技對行業(yè)檢測技術(shù)進行突破
通過上面的分析,我們不難發(fā)現(xiàn)一個共同點就是這些檢測技術(shù)大多首先是從國外引進的,因此其價格通常會比較高,要想在國內(nèi)大范圍的推廣使用還足有一定難度的。此,為了克服這一缺陷我們必須在掌握該類檢測技術(shù)的同時盡可能地根據(jù)我國國情進行技術(shù)創(chuàng)新研究,使我國的檢測技術(shù)有新的突破和成績。
4.2 促進行業(yè)檢測設(shè)備的研究和開發(fā)
雖然我國的檢測技術(shù)也在不斷向前發(fā)展,某些領(lǐng)域也取得了相應(yīng)的一些成就。然而,我們所使用的檢測技術(shù)列于國外技術(shù)仍然有很強的依賴性,很難形成適合我國建設(shè)工程特征的檢測技術(shù)和檢測設(shè)備。因此,在今后的研究中我們需要強調(diào)的是:研究人員不僅需要從原理上掌握檢測技術(shù),更要從制作工藝,產(chǎn)品開發(fā)等方面著手研制高性能,低價格的檢測技術(shù)產(chǎn)品以滿足國內(nèi)市場的需求,從而使這些現(xiàn)代的檢測技術(shù)在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。
4.3 完善行業(yè)檢測的內(nèi)容
道路工程本身是由點,線,面所組成的呈帶狀分布的系統(tǒng)工程,涉及的內(nèi)容相對比較多,范圍也比較廣泛,主要有路基,路面,橋涵和隧道等多種結(jié)構(gòu)。上述檢測技術(shù)僅僅是在道橋檢測工程中的小范圍應(yīng)用,還有許多新的檢測技術(shù)有待于開發(fā)研究,同時使開發(fā)的產(chǎn)品可以運用在道橋工程領(lǐng)域的不同方面。比如可以利用檢測設(shè)備對橋梁的橋面,混凝土橋梁及鋼橋等結(jié)構(gòu),橋梁的下部結(jié)構(gòu),道路路基路面,擋土墻以及橋梁的地基基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)進行檢測。這不僅會使行業(yè)的檢測技術(shù)領(lǐng)域得到發(fā)展,而且使行業(yè)檢測技術(shù)在內(nèi)容上得到完善和補充。
4.4 加強行業(yè)隊伍的建設(shè)
道橋檢測是對道橋原型結(jié)構(gòu)或者橋梁模型結(jié)構(gòu)直接進行的科學檢測工作,它包括檢測設(shè)備,現(xiàn)場檢測,分析整理等一系列工作內(nèi)容,它對行業(yè)隊伍的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)要求是比較高的。另外,我國之前一直注重建設(shè),對行業(yè)檢測和加固等方面的發(fā)展進程相對遲緩。因此,為促進我國行業(yè)檢測技術(shù)水平的提高,很有必要加強行業(yè)檢測隊伍的建設(shè),如高校開設(shè)行業(yè)檢測專業(yè),對從事行業(yè)檢測的技術(shù)人員時常進行專業(yè)技術(shù)的培訓等。另外,相應(yīng)的建立行業(yè)檢測技術(shù)規(guī)范以及檢測技術(shù)評定標準等,都是有利于我國行業(yè)檢測隊伍不斷走向標準化和規(guī)范化的。
關(guān)鍵詞 城市地鐵 礦山法隧道 洞內(nèi)樁基托換技術(shù)
中圖分類號: U45 文獻標識碼: A 文章編號:
1、前言
為適應(yīng)城市快速發(fā)展的需要,目前國內(nèi)很多城市都加快了軌道交通建設(shè)的步伐。而城市軌道交通線路往往都位于城市繁華區(qū),地面建筑密集,建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)眾多。這些既有建(構(gòu))筑物有時難以避免會對軌道交通建設(shè)造成干擾。本文結(jié)合工程案例,對礦山法施工隧道內(nèi)如何進行既有建(構(gòu))筑物樁基托換的實踐成果進行了總結(jié)分析,可供類似工程借鑒。
2、概況
深圳地鐵2號線東延線工程黃貝嶺站~新秀站區(qū)間,地面道路狹窄,兩側(cè)建筑密集,區(qū)間隧道線路為了避免下穿道路兩側(cè)大量的既有房屋,選擇在道路下方穿行。隧道在下穿沙灣河時,需要下穿既有的沙灣橋。
如何在保證橋正常使用的前提下對其樁基進行處理,是本工程設(shè)計的重點和難點。
3、樁基托換設(shè)計方案的制定
3.1、下穿沙灣河橋段隧道設(shè)計工法
黃貝嶺站~新秀站區(qū)間隧道綜合多種因素考慮,采用盾構(gòu)法施工。由于沙灣河橋3號臺樁基礎(chǔ)已侵入?yún)^(qū)間隧道范圍,且樁基內(nèi)主筋為Φ22鋼筋,盾構(gòu)無法直接施工,需提前對樁基進行處理。因此,本區(qū)間下穿沙灣河橋段隧道選擇了礦山法開挖支護并結(jié)合進行樁基托換處理,然后盾構(gòu)空推施作管片襯砌的施工方法。
3.2、樁基托換方案的比選
對侵入隧道結(jié)構(gòu)范圍的樁基進行處理,最好也是最安全的方案是從地面進行處理。地面處理分為拆除重建與地面進行樁基托換。
首先,設(shè)計考慮將沙灣河橋拆除重建,但如同上面所述,該橋為進出新秀片區(qū)的主要交通干道,施工期間其橋上交通不能中斷,臨近區(qū)域交通疏解方案也非常困難,故該方案不可行。
其次,設(shè)計考慮在地面進行樁基托換的方案。沙灣河為深圳的泄洪通道之一,常年流水且水量較大,加之橋址處距離深圳海域近,水位受每天海水漲、落潮影響,變化很大。受水流影響,橋下基本沒有施工空間,施工十分困難,故該方案實施難度很大。
由此,設(shè)計在綜合分析了沙灣河橋的結(jié)構(gòu)和受力模式后,確定其樁基軸力不大,需要托換的只是侵入隧道開挖輪廓線的部分樁基,提出了把樁基托換處理放到地下并與區(qū)間隧道開挖支護施工一起進行的方案。
3.3、理論計算分析
經(jīng)理論計算,隧道施工時,先對其中1根樁進行局部破除,及時施作托換梁結(jié)構(gòu),托換結(jié)構(gòu)形成并完成樁基受力轉(zhuǎn)換后,再進行下一根樁的托換施工。這樣,可以保證橋梁結(jié)構(gòu)整體的安全,不會影響其整體受力效果,保證橋梁的正常使用。隧道結(jié)構(gòu)計算采用ANSYS有限元通用程序軟件進行,結(jié)合采用地層-結(jié)構(gòu)模型、荷載-結(jié)構(gòu)模型兩種模式,將樁基荷載作為一集中點荷載加在隧道托換結(jié)構(gòu)上進行計算,由此確定隧道托換結(jié)構(gòu)。
3.4、設(shè)計托換步驟
結(jié)合理論計算,在確保既有橋梁安全使用的前提下,設(shè)計對托換的每個步驟分別作出了詳細的設(shè)計。
(1)該段隧道從2號豎井西端進洞后,以環(huán)形臺階法開挖至受影響的第一根樁時,為便于架設(shè)鋼架,沿初支外邊緣對樁進行第一次局部鑿槽,破除厚度約為400mm,樁鑿槽后保留部分樁的主筋與初支型鋼鋼架焊接牢固,形成一個整體。初支及時封閉成環(huán),施工過程中鋼架與樁槽之間的空隙采用鋼鍥鍥進,并對初支背后的空隙應(yīng)及時注漿充填密實。
(2)對隧道初噴后繼續(xù)開挖至樁的另外一側(cè)邊緣,沿初支外邊緣對樁進行第二次局部鑿槽,破除厚度約為400mm,樁鑿槽后保留部分樁的主筋與初支型鋼鋼架焊接牢固,形成一個整體。初支及時封閉成環(huán),施工過程中鋼架與樁槽之間的空隙采用鋼鍥鍥進,并對初支背后的空隙應(yīng)及時注漿充填密實。
(3)隧道繼續(xù)開挖一定距離,在有施作托換梁的空間后,應(yīng)立即封閉掌子面,施作托換梁的主筋。由于樁徑較大,而托換梁主筋間距較小,需鑿除樁的表面混凝土,但應(yīng)至少保留樁身1/3以上的面積。剩余的樁體,應(yīng)至少保證有一根托換梁主筋穿過。對于較難穿鋼筋的樁體,采用植筋的方式,鋼筋錨入樁體15d。
(4)在托換梁強度完全達到設(shè)計要求,每根托換梁兩邊托換板(襯砌)澆筑且達到一定強度,受力轉(zhuǎn)換完成后,采用人工或機械破除樁體,切忌采用爆破。
(5)重復(1)~(3),托換侵入隧道剩余的每一根樁。由于樁間距較小,而一次只能破除一根樁,可按平面圖中的方式布置托換梁。托換梁與線路中心線斜交,縱向長1322mm~2000mm,厚800mm。
(6)待侵入隧道內(nèi)的樁基托換完畢后,托換梁之外的部分應(yīng)施作托換板。
(7)待侵入隧道內(nèi)的樁基破除完畢后,應(yīng)對掌子面前方6m的圍巖進行全斷面注漿加固,注漿管采用PVC塑料管,注漿材料應(yīng)不能影響后期盾構(gòu)掘進,并施作一1000mm厚的素模筑砼端頭墻。
4、洞內(nèi)樁基托換施工
4.1施工總原則:
在進行樁基托換時,一次只托換一根樁。保證每根樁一次只破除1/3原樁體來做托換結(jié)構(gòu),并且嚴格做到必須形成托換結(jié)構(gòu)后,才繼續(xù)進行原樁基結(jié)構(gòu)的下一次破除,循序漸進,直至完成一根樁的托換。施工關(guān)鍵點。
4、2施工關(guān)鍵點
(1)左右線兩隧道開挖工作面應(yīng)有一定的安全間距(>30m),若變形較大,托換梁應(yīng)緊跟初期支護,樁體暴露以前,應(yīng)對樁基底部進行補注漿加固,并保證施工期間樁底圍巖密實、不受擾動。
(2)每根樁被托換以前,必須有2榀型鋼鋼架嵌入樁體。托換梁混凝土強度完全達到設(shè)計要求后才能破除樁體。
(3)施工完畢后應(yīng)保證隧道6.6m的凈空要求,以保證后期盾構(gòu)能順利拼管片通過。
(4)整個樁基托換施工過程中,需加強對上部沙灣河橋橋面、橋臺、橋墩的沉降、傾斜,沙灣河水位和河堤變形以及周邊管線的沉降的監(jiān)測。
(5)在隧道施工前,施工單位應(yīng)對該地層條件和橋梁的設(shè)計施工情況進一步調(diào)查研究,并對可能遇到的情況做好應(yīng)急處理措施。
4.3施工監(jiān)測
施工監(jiān)測共分為洞內(nèi)監(jiān)測、橋樁基承臺監(jiān)測、橋面監(jiān)測等。除了有施工單位自己的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)外,還有單獨的第三方監(jiān)測,和施工單位的監(jiān)測情況進行驗證,保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可信度與完整性。
5、結(jié)束語
通過本工程案例,可以得出以下結(jié)論:
(1)在軌道交通建設(shè)過程中,對于局部難以避免的下穿既有建(構(gòu))筑物,設(shè)計和施工是可以進行有效處理的。
(2)對于在復雜環(huán)境下進行樁基托換,如本文提到的在礦山法施工隧道內(nèi)進行樁基托換,一定要以理論計算作為設(shè)計的前提,并結(jié)合具體的結(jié)構(gòu)容許沉降等指標進行設(shè)計與施工,確保原結(jié)構(gòu)安全與施工安全。
(3)要充分利用原結(jié)構(gòu)的整體受力,細分工序,在不影響原結(jié)構(gòu)安全的前提下,對原有結(jié)構(gòu)進行分次、逐步處理,完成其受力模式轉(zhuǎn)換。如本設(shè)計強調(diào)的對有影響的樁一次托換一根;樁基托換時每次只破除原樁體的約1/3,這樣既滿足施工要求,又可以保證對原結(jié)構(gòu)的破壞影響降到最低程度。
(4)每一步都要待托換結(jié)構(gòu)完成,受力模式轉(zhuǎn)換結(jié)束后,才能進行下一步的托換。這樣步步為營,循環(huán)作業(yè),直至完成全部托換施工。
參考文獻
【1】中鐵二院工程集團有限責任公司 深圳地鐵2號線東延線2227標工程施工圖設(shè)計2008
關(guān)鍵詞:城市隧道、維護、設(shè)計、要點
1、前言
在一些山地城市內(nèi),為打通被山脈隔斷的兩端地塊交通,通常采用修建城市隧道的方式,使交通更加便捷,通暢。這些隧道同時也是城市中重要的交通節(jié)點。如果隧道發(fā)生事故,輕則將導致整條道路交通中斷,片區(qū)交通擁堵不暢,重則將會造成人民生命、財產(chǎn)的重大損失。為加強隧道結(jié)構(gòu)安全,對隧道的檢測評估,及時針對發(fā)現(xiàn)的病害進行隧道維護,消除安全隱患,顯得非常必要。
2、隧道檢測評估
在進行隧道維護前需對隧道進行詳細的檢測評估,主要的檢測項目有以下幾方面內(nèi)容。
1)隧道洞口(門)檢測
其主要檢測內(nèi)容為山體有無滑坡、巖石有無崩塌的征兆、邊(仰)坡及擋護結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定和截(排)水溝是否暢等。
2)隧道凈空斷面尺寸檢測
采用激光斷面儀或全站儀進行相關(guān)檢測,直線段每40m測量一個斷面,曲線段測量斷面則需進行適當加密。
3)路面及檢修(人行)道檢測
其主要檢測內(nèi)容為路面破損狀況(包括裂縫率、車轍深度、修補面積等)、強度、橫坡、平整度和抗滑能力是否滿足設(shè)計要求;道路有無毀壞、蓋板有無缺損;欄桿有無變形、銹蝕等。
隧道路面抗滑性能檢測應(yīng)嚴格依據(jù)現(xiàn)行《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60―2008)的相關(guān)要求執(zhí)行。
4)排水系統(tǒng)檢測
其主要檢測內(nèi)容為結(jié)構(gòu)有無破損、邊溝蓋板等是否完好,溝管有無開裂漏水;排水管(溝)、積水井等有無淤積堵塞。
5)吊頂及側(cè)墻內(nèi)裝飾檢測
其主要檢測內(nèi)容為吊頂板有無變形、破損,吊桿是否完好等;內(nèi)裝飾表面有無臟污、缺損及裝飾板材有無過大變形等。
6)照明系統(tǒng)檢測
隧道照明檢測分洞口段照度檢測和中間段檢測,亮度檢測指標為:路面平均照度和路面亮度均勻度。
7)通風系統(tǒng)檢測
隧道內(nèi)應(yīng)對CO及煙塵濃度、風壓、風速進行檢測,可采用風壓計、風速計和聲級計等儀器。
3、城市隧道維護設(shè)計技術(shù)要點
3.1進出洞口路段路面維護設(shè)計要點
隧道進出洞口路段路面應(yīng)在其長度不小于3s的設(shè)計速度行程距離(且不小于50m)范圍內(nèi)設(shè)置減速及防滑標線。對抗滑性能衰減路面應(yīng)進行瀝青混凝土抗滑表層罩面處理??紤]進出口段(尤其是進口段)亮度變化較大,在隧道路面設(shè)計時宜選用光反射率較大的材料及結(jié)構(gòu)。
在水泥混凝土路面與瀝青復合式路面交界處,瀝青混凝土路面基層應(yīng)與水泥混凝土路面基層一致,并設(shè)置長度約5.0m的剛性基層過渡板,其具體構(gòu)造如圖1所示:
圖1混凝土路面與瀝青路面相接段的構(gòu)造布置
(尺寸單位:mm)
3.2隧道內(nèi)路段路面維護設(shè)計要點
總體目標應(yīng)為提升其路面使用性能、使用壽命及服務(wù)水平,改善城區(qū)環(huán)境、降低行車噪聲和養(yǎng)護成本,提高城市隧道運營的安全與綜合效益。
在進行隧道內(nèi)路面改善、裝飾、美化及亮化時,不得影響隧道管護單位按照規(guī)范要求所進行的隧道經(jīng)常性檢查、定期檢查和專項檢查的需要。
城市隧道的道路維護工程計不應(yīng)破壞原有結(jié)構(gòu)受力,且其防火等級及地下工程結(jié)構(gòu)防水等級不應(yīng)低于原設(shè)計要求,若需要改變原結(jié)構(gòu)受力性能時,應(yīng)嚴格按現(xiàn)行規(guī)范進行復核驗算。
隧道內(nèi)的路面和人行(檢修)道要求應(yīng)首先符合洞外道路相關(guān)技術(shù)標準,其可靠度設(shè)計標準、材料性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)及變異水平、設(shè)計方法、標準軸載、材料組成和性質(zhì)參數(shù)應(yīng)按照現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
隧道內(nèi)路面除應(yīng)有足夠的強度、耐久性,符合路面的抗滑、耐磨、排水及平整度等技術(shù)條件外,還應(yīng)具有較好的耐火性能,滿足低噪聲和防眩光等方面的要求。
城市隧道內(nèi)路面結(jié)構(gòu)在滿足建筑限界及最小路緣石高度的條件下,應(yīng)優(yōu)先采用瀝青混合料上面層與水泥混凝土下面層組成的復合式路面;當長、特長隧道受條件限制而采用水泥混凝土路面時,要求摻入適量(體積率不小于0.6%)鋼纖維,并使用滑模攤鋪工藝進行施工,通過拉毛、刻槽等措施提高其抗滑和降噪性能。瀝青復合式路面結(jié)構(gòu)可參考圖2設(shè)置:
圖2瀝青復合式路面示例
舊路面的補強修復應(yīng)滿足本導則及現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求,路面修補宜選擇施工方便、工期短、對交通干擾少的設(shè)計方案,并提出洞內(nèi)施工的安全作業(yè)要求,另修補材料亦應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)標準的質(zhì)量要求。
隧道內(nèi)瀝青鋪裝面層應(yīng)采用添加阻燃劑的復合改性瀝青。
3.3洞內(nèi)外容貌維護設(shè)計要點
洞內(nèi)外容貌改善應(yīng)遵行不破壞原有結(jié)構(gòu)受力和不侵占建筑限界的基本原則,當無條件時僅作排水清理和疏通、滲漏止水、破損修補及表面除污等常規(guī)處理;有條件時則可考慮加設(shè)減少視距震蕩的明暗過渡設(shè)施、消音設(shè)施及側(cè)墻裝飾板等。
洞內(nèi)排水設(shè)施應(yīng)保證暢通,不應(yīng)有淤泥和堵塞;檢修(人行)道及排水溝蓋板不應(yīng)有翹起、碎裂、響聲,如有上述情況應(yīng)及時修理和更換,較嚴重時則須進行整體改造。
洞外隧道名稱標牌及各類警示標牌應(yīng)齊全完好、洞口陡壁危巖應(yīng)進行及時整治、改善邊(仰)坡綠化、對洞外雨(污)水進行引流處理、增加人文景觀和洞口裝飾等。
隧道內(nèi)裝飾層應(yīng)保持外觀清潔和結(jié)構(gòu)完好。復合型隧道側(cè)墻裝飾板破損、變形應(yīng)作更換處理;涂料層裝飾層局部脫落可進行修補處理,大面積發(fā)生脫落、風化、玷污,嚴重時應(yīng)進行表面處理后復涂。
3.4隧道洞身結(jié)構(gòu)維護設(shè)計要點
洞身結(jié)構(gòu)維修、加固設(shè)計應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件、斷面現(xiàn)狀、支護結(jié)構(gòu)、施工條件等,并應(yīng)充分利用圍巖的自承能力。洞身結(jié)構(gòu)維修加固后應(yīng)有足夠強度和穩(wěn)定性保證隧道安全使用。隧道結(jié)構(gòu)的凈空應(yīng)滿足行人、行車、建筑限界的要求。應(yīng)依據(jù)工程調(diào)查及評估成果進行結(jié)構(gòu)計算,結(jié)構(gòu)計算模型正確。隧道結(jié)構(gòu)加固驗算應(yīng)按破損階段法驗算構(gòu)件截面的強度。結(jié)構(gòu)有抗裂要求時,應(yīng)對鋼筋混凝土構(gòu)件進行抗裂驗算及是否驗算其裂縫寬度。對特殊腐蝕環(huán)境工作的隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)有保證結(jié)構(gòu)耐久性的措施。
3.5隧道防排水維護設(shè)計要點
隧道防排水遵循“防、排、截、堵”相結(jié)合原則,保證隧道結(jié)構(gòu)安全、營運設(shè)備的正常使用和行車安全。應(yīng)對地表水、地下水妥善處理,洞內(nèi)外形成一個完整暢通的防排水系統(tǒng)。隧道漏水的處理方法:漏水少時,采用止水法;漏水多時,采用排水法。
3.6隧道照明維護設(shè)計要點
照明設(shè)計應(yīng)綜合考慮工程環(huán)境條件、工程設(shè)計、交通狀況、通風方式、供電條件、運營管理等因素。
隧道照明應(yīng)由中間段照明、入口段照明、過渡段照明、出口段照明、洞外引道照明系統(tǒng)構(gòu)成,隧道各段的照明計算應(yīng)按相關(guān)設(shè)計技術(shù)規(guī)范要求。
隧道兩側(cè)墻面2m高范圍內(nèi)的墻面材料反射率不宜小于0.7。隧道照明宜選擇光效高、使用壽命長、顯色性好、瞬時再啟動迅速、適應(yīng)工作環(huán)境溫度的光源,使用壽命不宜小于10000h。燈具應(yīng)采用防腐鋁合金材料,并宜選用擠壓或壓鑄鋁合金制作的燈體,其防護等級不應(yīng)低于IP65。隧道照明負荷應(yīng)根據(jù)性質(zhì)、功能,設(shè)置單獨的配電回路。明敷照明電纜應(yīng)采用低煙無鹵阻燃型。隧道行車道內(nèi)應(yīng)急照明電纜可采用耐火電纜或礦物絕緣電力電纜。照明分支線可采用阻燃型電線穿鋼管敷設(shè)。照明配電宜采用放射式和樹干式結(jié)合的方式。低壓照明供電半徑不宜大于1.3km,超過該供電半徑的長隧道宜采用中壓供電方式。
3.7隧道通風維護設(shè)計要點
確定洞內(nèi)通風設(shè)備是否存有隱患,并及時排除故障,在發(fā)生火災(zāi)時能快速排除濃煙,并應(yīng)滿足現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016―2006)和《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范》(JTJ 026.1―1999)等的相關(guān)要求。隧道通風系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備配置應(yīng)考慮運營節(jié)能的要求。
車行道上的風機、消聲器、風管等的材料應(yīng)符合消防、環(huán)保的要求,安裝應(yīng)牢實可靠。
在隧道通風控制維護設(shè)計方面還需滿足以下方面要求:
在隧道出入口安裝檢測儀,一旦隧道內(nèi)一氧化碳濃度和空氣中顆粒物超過設(shè)定值,隧道風機能即時啟動,進行通風換氣,使駕駛員能在空氣清新,視距良好隧道內(nèi)行駛,達到智能環(huán)保的效果。
當隧道內(nèi)發(fā)現(xiàn)火災(zāi),洞內(nèi)風機應(yīng)能按照火災(zāi)工況排煙要求迅速開啟,及時把煙霧排出至洞外。
應(yīng)能在隧道供配電室和風機安裝位置就地手動控制及監(jiān)控中心遠程手動控制或自動控制,并可通過自動/手動開關(guān)進行切換。
4、結(jié)論
城市隧道作為城市交通中的重要節(jié)點,通過對其進行詳細檢測,深入分析,并提出針對性的維護設(shè)計方法。對保證隧道結(jié)構(gòu)、交通行駛安全,具有極大的現(xiàn)實意義。
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作者簡介:龍浩(1970-),男,重慶人,專業(yè):橋梁工程,本科,高級工程師,職務(wù):副院長
【關(guān)鍵詞】土木工程;結(jié)構(gòu);地基加固
引言:
建筑工程項目最終的施工結(jié)果的好壞,最主要是取決于該工程的結(jié)構(gòu)的設(shè)計,結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理了,就是好的建筑的最基本的保障。本人結(jié)合自己多年經(jīng)驗,首先對土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計做了一個詳細的總結(jié),為建筑打下堅實的基礎(chǔ),再對土木工程設(shè)計進行了應(yīng)用分析,加強了土木工程的實踐性。
1.土木工程的概述
土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進行的勘測、設(shè)計、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動;也指工程建設(shè)的對象,即建造在地上或地下、陸上或水中 ,直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務(wù)的各種工程設(shè)施,例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等。
2.土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是房屋建設(shè)、水利施工、道橋橋梁等土木工程中各種受力構(gòu)造組成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計要考慮到凝土的強度和防滲水能力。主要包括正截面承載力計算、斜截面承載力計算、扭曲截面承載力計算、裂縫控制及耐久性設(shè)計,預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土構(gòu)件的延性與抗震,高性能混凝土和纖維增強混凝土性能等結(jié)構(gòu)設(shè)計。
由鋼筋混凝土制成的構(gòu)造部件,例如鋼筋混凝土梁、橋墩、柱、軌枕、蓋板、頂帽等,因施工工程結(jié)構(gòu)不同,所構(gòu)造的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也會不同。例如房屋建設(shè)中往往只需要考慮鋼筋混凝土梁、柱、頂帽結(jié)構(gòu)部件。
2.2土木工程中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.2.1剪力墻的平面布置
在其平面布置中,應(yīng)盡可能的依據(jù)對稱、均勻的原則,盡力使墻面結(jié)構(gòu)本身的剛度和質(zhì)量中心完全重合進行布局,從而達到較少扭矩的效果;而對內(nèi)外剪力墻來說,則應(yīng)盡量拉通、對直;在抗震設(shè)計要求情況下,剪力墻應(yīng)避免僅采用單向有墻的布置形式;另外,還應(yīng)控制剪力墻的抗側(cè)力剛度,來增加剪力墻的利用空間和承載能力;還應(yīng)注意剪力墻的間距不應(yīng)過密。
2.2.2約束邊緣構(gòu)件處理
剪力墻的邊緣構(gòu)件大體上分為兩種,即無約束邊緣和有約束邊緣的構(gòu)件,兩者相比較,則無約束邊緣的矩形截面積的極限承載力約降低40%,極限樓層位移角將減少一倍,對地震能量的消耗也會有所減少,并且會對墻板的穩(wěn)定造成影響。由此可見,在構(gòu)件設(shè)計選擇時,應(yīng)嚴格根據(jù)不同級別和類型的剪力墻的相關(guān)軸壓比進行分析,從而選取相應(yīng)的邊緣構(gòu)件。
2.2.3剪力墻墻身鋼筋分析
國家對剪力墻的水平和豎向分布筋的配筋率做出了相關(guān)的規(guī)定,比如,一二級抗震建筑物的設(shè)計應(yīng)保證小于0.25%,而對于非抗震和四級抗震的設(shè)計不該低于0.2%。另外,這個配筋率在有關(guān)規(guī)范性文件中都有提到。
2.3土木工程中承重墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計
現(xiàn)代房屋多屬矩形平面,其橫向剛度往往要小于縱向剛度,這就要求必須要有足夠的橫墻,才能有效保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。從地震災(zāi)害可知,房屋墻體一般都是剪切破壞。因此,在進行房屋建筑設(shè)計時,必須要提高建筑的抗剪強度,以提升房屋橫墻的抗震能力。以提高建筑的抗剪強度,就要求提高材料的強度等級,并相應(yīng)增加橫墻的軸壓力,因此需要將橫墻盡量成為承重與隔斷相結(jié)合的墻體。當房屋建設(shè)中的房間比較大時,設(shè)有沿進深方向的梁應(yīng)支撐在縱墻上,以使縱墻承重。同時,建筑樓板應(yīng)沿縱向擱置,因此形成橫墻承重,再加上縱墻因存在軸壓力而增加其抗剪能力。
3.地基加固技術(shù)在土木工程設(shè)計的應(yīng)用及方法
基于框架截面的設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計均受到地形以及抗震等級等多方面因素的影響,在進行勘察的過程中,對于方針等級的查找主要可以以建筑的抗震規(guī)范、建筑的高度以及防裂程度作為參考性依據(jù)。基于抗震等級的差異性,在抗震計算以及具體措施的采取上也具有岷縣的差異性,必須以實際情況作為依據(jù),結(jié)合一切情況進行土木工程的抗震設(shè)計。在進行工程測量以及管理的過程中,必須加強施工記錄和標記,并嚴格按照相關(guān)的測定標準來執(zhí)行,借此來有效的保證施工的質(zhì)量以及施工設(shè)計方案的具體實現(xiàn),并且將測量貫穿于整個施工過程中,加強測量工作的精確度及其操作步驟的規(guī)范性,確保土建工程的最終施工質(zhì)量,避免錯誤操作和返工現(xiàn)象的發(fā)生。
3.1排水固結(jié)法
排水固結(jié)法是建筑工程中地基加固的重要技術(shù),通常適用于地下水位比較高的地基加固中,主要用于解決地基的沉降問題,以此來維持地基的穩(wěn)定性。使用排水固結(jié)法進行地基加固時,為了提高固結(jié)的速度,可以采取在天然土層中增加排水的途徑,主要是為了縮短排水距離,施工人員可以設(shè)置排水井、砂井或者塑料排水袋,用來對地基進行有效的加固,縮短工期,從而在短時間內(nèi)完成良好的加固工作,使得加固的工作如期完成,并也可以提高地基的抗剪強度,保證地基的穩(wěn)定性。
3.2加筋法
加筋法是我國目前建筑施工中普遍應(yīng)用的地基加固技術(shù),施工操作的步驟也相對簡單。加筋法是在地基土層中摻入一些抗拉性比較強的材料,利用這些材料來提高土層的強度和抗壓性,實現(xiàn)其土層力學性能的轉(zhuǎn)變。土在土體中放置筋材,就使得土和筋形成了一個復合體,當受到外力的影響,就會發(fā)生形變,產(chǎn)生了筋材和周圍土的位置運動,這兩種材料就會因為運動而產(chǎn)生一定的摩擦力和要合理,就相當于為土體增加了一個側(cè)壓力,使得地基的抗壓力增大,控制土體運動產(chǎn)生的偏移。
3.3樁基法
目前主要樁基法為鋼筋混凝土預制樁和混凝土灌注樁。
3.3.1鋼筋混凝土預制樁
鋼筋混凝土預制樁也稱為鋼筋混凝土樁和預應(yīng)力管樁,由于具有較強承載力,投資省,質(zhì)量有保證,施工速度快等特點,已經(jīng)在實際施工中得到了普遍的應(yīng)用。
3.3.2混凝土灌注樁
淤土層較厚地基處理還可以采用灌注樁,打灌注樁至硬土層,作承載臺,灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁,但兩種方法灌注樁還存在一些技術(shù)難題,一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問題;二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問題,樁身混凝土灌注質(zhì)量,樁底沉渣清理和持力層判斷不易監(jiān)控等問題。
4.結(jié)束語
土木工程具又特殊性和具體性。所有的土木工程師設(shè)計和建造的構(gòu)筑物都是獨一無二的,絕不可能出現(xiàn)兩個完全相同的建筑物。有些建筑物雖然看似相同,但是建筑的場地條件(地基、風荷載、地震荷載等)都是不同的。因此,土木工程師隨時要準備應(yīng)付新的復雜情況。同時工程要考慮的相關(guān)影響因素非常多,任何設(shè)計上的忽略都將導致一個失敗的工程。土木工程中的結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)是基礎(chǔ),只有不斷加強技術(shù)的完善和規(guī)范,才能從根本上提高土木工程的質(zhì)量,為我國建筑業(yè)做好堅實基礎(chǔ)。
參考文獻: