緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇涵洞施工總結范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
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這是我第一次經歷社會實踐。對于一個大學生而言,敢于接受挑戰是一種基本的素質。雖天氣嚴寒,寒風呼嘯,我毅然踏上了社會實踐的道路。想通過,親身體驗社會實踐讓自己更進一步了解社會,在實踐中增長見識,鍛煉自己的才干,培養自己的韌性,想通過社會實踐,找出自己的不足和差距所在。學校是一個小社會,我們不再是象牙塔里不能受風吹雨打的花朵,通過社會實踐的磨練,我們深深地認識到社會實踐是一筆財富。社會是一所更能鍛煉人的綜合性大學,只有正確的引導我們深入社會,了解社會,服務于社會,投身到社會實踐中去,才能使我們發現自身的不足,為今后走出校門,踏進社會創造良好的條件;才能使我們學有所用,在實踐中成才,在服務中成長,并有效的為社會服務,體現大學生的自身價值。今后的工作中,是在過去社會實踐活動經驗的基礎上,不斷拓展社會實踐活動范圍,挖掘實踐活動培養人才的潛力,堅持社會實踐與了解國情,服務社會相結合,為國家與社會的全面發展出謀劃策。堅持社會實踐與專業特點相結合,為地方經濟的發展貢獻力量為社會創造了新的財富。
Abstract: this paper introduces the basic huainan period huaibei dike, to frame the river han standing as an example, the HanZha design plan, main engineering project construction method and quality supervision and project implementation and results of the several aspects that WuGong HanZha structure reinforcement design scheme optimization and construction quality control.
Keywords: huaibei levee; HanZha reinforcement; Project; summary
中圖分類號: U457+.3文獻標識碼:A 文章編號:
1 總體工程概況
淮北大堤堤圈是保護淮北平原的主要防洪屏障,大堤現狀堤圈總長640.782km,其中安徽省境內長628.338km。根據國家相關部門計劃安排和設計批復意見,2004年開始對淮北大堤進行全面加固。筆者作為淮北大堤加固工程建設管理單位代表之一,參與并見證了淮北大堤安徽省淮南堤段加固工程設計、施工過程中的方案擬定、質量監督檢查及工程驗收等環節,對大堤和穿堤建筑物加固方案及施工情況有了一定的認識和總結。
淮北大堤淮南段樁號為17+400~84+146,全長約66.75km。本段穿堤涵閘共23座,多數建于上世紀50~70年代,建筑物設計標準偏低,施工質量較差,結構設備老化,特別圬工結構涵閘,存在問題較多,根據質量檢測及安全復核結果,包括架河站涵在內的5座涵需要進行加固。本文以架河站涵為例,介紹圬工結構涵閘加固設計方案優化和施工質量控制情況。
2 涵閘設計方案確定
架河站涵位于淮北大堤淮南段52+948樁號處,為架河電力排灌站穿堤出水涵洞,圬工結構,始建于1968年。涵洞為2孔城門洞型拱涵,孔寬3.0m,孔高3.0m,洞頂為0.6m厚圓拱,內壁半徑1.5m,80#漿砌石結構;側墻和中墻厚1.0m,高1.5m,80#漿砌石結構;底板為140#素砼結構,厚1.0m。
根據加固前檢查結果,架河站涵洞身局部砂漿脫落,洞身內壁滲水。針對這類圬工涵閘普遍存在的問題,設計采用沿洞內表面襯砌0.12m厚C25細石砼,以增加洞身截面強度,阻隔滲漏,新老砼之間采用錨筋連接。涵洞加固斷面圖見圖1-1。
圖1-1 架河站涵洞身加固斷面圖
由于受檢查條件和投資限制,先期加固設計方案較為簡單,工期較短。在工程施工階段,抽干洞內積水檢查發現,洞身滲漏嚴重,局部存在向水現象。后經專項檢測發現,分縫處鋼壓板及螺絲銹蝕嚴重,止水材料大多溶蝕脫落,形成較深的縫隙,并存在滲水現象,右側洞身靠近出口端的第一道分縫左下部存在從縫隙中向外輕微涌水現象,涌出的水微黃,含黃色粘土泥漿。涵洞左側拱頂存在向內凸起的現象,使拱頂偏離洞頂中心30mm,該段洞身位于大堤堤頂以下,洞頂填土荷載和車輛荷載對洞身結構安全存在隱患。
基于上述問題存在,考慮淮北大堤加固標準要求,工程建設方要求設計單位根據最新的檢查和檢測結果進行架河站涵單項設計。設計單位根據架河站涵斷面型式、洞身材料、工程級別以及相關規范規定的新的荷載標準,對涵洞結構強度進行了安全復核,按原涵洞結構型式、受力特點以及材料標準強度核算,涵洞底板強度不完全滿足現狀荷載的要求。結合工程質量檢測報告反映的諸多安全隱患,設計擬對現有圬工涵洞拆除重建。
為保證涵洞改建后,架河電力排灌站的排澇和灌溉功能不受影響,同時不改變站身布置,涵洞宜在原老涵位置重建。
架河站涵現狀底板頂面高程為12.9m,根據地質勘探報告顯示,老涵底板下土層為粉質壤土,夾砂壤土和薄層極細砂,透水性較強。
考慮涵洞現狀底板高程較低,基坑開挖量較大,為了在本枯水期內完成涵洞基坑回填,保證度汛安全,本次涵洞重建,擬保留現狀涵洞底板和側墻,在底板之上和兩側墻之間澆筑鋼筋砼箱涵,避免拆除老涵底板帶來土方工程量以及基礎處理工程量的增加,保證地基不受擾動,減小施工難度和施工工期。按上述方案,新建涵洞底板底高程為13.40m。
新建涵洞仍然設計為雙孔,鋼筋砼箱涵結構,每孔凈尺寸2.75×3.0m(寬×高),涵洞洞身軸線與老涵洞身軸線一至,因老涵洞底板和側墻均保留,故分縫處洞身外側不再另設包箍。新建涵洞斷面圖見圖1-2。
圖1-2 新建架河站涵洞身斷面圖
3 主要工程項目的施工方法
架河站涵開工較遲,為了保證在下一個枯水季前工程具備運用條件,除了上述設計方案優化以外,仍需在工程施工過程中通過合理的施工組織以及機械設備投入,加快施工速度。
工程施工的主要內容包括基坑開挖、老涵拆除、新涵澆筑以及回填復堤。
1、土方開挖。架河站涵由于底板高程低、開挖高差大,受開工晚、雨雪天氣連綿不斷等客觀條件的影響,自卸汽車難以運輸,常規作業挖運難以滿足。因此,施工方投入多臺機械設備,將基坑下部土方采用多部挖掘機倒轉至堤頂后運走,大大節約了工期。
2、涵洞砼施工。由于是冬季施工,溫度常常在零度以下,尤其是夜間,為保證砼澆筑質量,在澆筑時采取搭棚取暖,澆筑后采取草包或塑料薄膜覆蓋等防凍措施。為搶抓工期和保證砼澆筑的連續性,施工單位采用三班流水作業,人停機不停,合理安排施工。
4 質量監督
由于工程施工工期短,施工強度高,為了既能保證工程按期完成,又確保各環節的施工質量,工程質量監督部門從施工準備階段的質量監督到施工過程中的質量監督均嚴格執行相關程序。
1、施工準備階段質量監督。根據安徽省淮北大堤加固工程的特點,質量監督部門制定了《淮北大堤加固工程質量監督工作辦法》(皖水質監〔2005〕22號)。明確了本工程的質量監督方式,確定了重要隱蔽工程和工程關鍵部位的監督到位點,同時對各參建單位的質量管理體系和質量行為提出了具體要求。
2、施工過程中質量監督。督促參建單位建立健全質量管理體系,完善質量管理制度,規范質量行為。工程建設過程中,經常性開展現場督查,推進工程建設質量,不定期的對該工程進行了監督抽查,重點檢查施工和監理單位的質量體系是否有效運行和技術資料的收集整理情況以及工程實體的質量。
中圖分類號:U416文獻標識碼: A 文章編號:
1 前言
伴隨社會經濟的不斷發展,既有單線鐵路運能飽和,急需增建第二線工程,并對既有線路進行提升和改造。既有線施工內容包括既有涵洞接長、頂進橋涵、新建公跨鐵橋梁及拆除既有公跨鐵橋梁、并行地段路基、橋梁施工等。
石長鐵路增建第二線工程站前1標接長涵洞共有390余座,施工需要拆除既有涵洞的端翼墻及基礎,如拆除既有涵洞端翼墻時邊坡防護措施不當,極易造成邊坡溜塌,危及列車行車安全。
2 既有邊坡防護形式
邊坡防護須根據現場實際來確定,選取經濟、有效地防護形式。防護形式選擇取決于既有涵洞孔徑、高度、覆土厚度、結構形式,以及既有涵洞八字墻與既有路基邊坡位置關系、既有路基填料質量、需拆除的部位、基坑開挖深度等因素,通過石長鐵路復線建設大量接長涵洞施工,主要總結出以下防護形式。
2.1 人工挖孔樁防護
當既有涵洞孔徑大于3.5m或覆土厚度大于3m時,宜采用人工挖孔樁防護。在需拆除的原有涵洞八字翼墻兩側設置直徑不小于1.0m、樁底深入基礎底部不小于2m的挖孔樁支擋既有路基土體,沿翼墻方向設置。挖孔樁中心與原有涵身外側距離為1m,以不與既有構造物剛性基礎相碰撞并靠近開挖基坑邊坡頂緣為宜,如在逐層開挖中發現路基有失穩跡象時,現場采取補樁和工字鋼二次加固。(如圖1)
2.2木樁防護
當既有涵洞孔徑小于2.0m時,且涵頂覆土厚度小于3.0m時,既有路基填料較好,路基邊坡采用直徑不小于10cm、底部削尖的圓木木樁進行防護,木樁底深入基礎底部不小于1m,間距不得大于15cm,如在開挖中發現路基有失穩跡象時,現場采取補樁加固。
2.3工字鋼、鋼軌樁、鋼板樁防護
當既有涵洞孔徑大于2.0m但小于3.5m時,結合現場實際情況,路基邊坡可采用工字鋼、鋼軌樁、鋼板樁進行防護,樁底深入基礎底部不小于2m,間距不得大于15cm,如在開挖中發現路基有失穩跡象時,現場采取補樁加固。(如圖2)
木樁、工字鋼、鋼軌樁等防護形式施工重點在于施工安全配合及監控,本文主要總結一下人工挖孔樁防護邊坡安全施工技術。
圖1:人工挖孔樁防護形式 圖2:鋼軌樁防護形式
3.人工挖孔樁邊坡防護施工
3.1施工準備
3.1.1按照五方(業主、設計、監理、設備單位、施工單位)評審會議確定的防護方案,施工前由現場施工負責人組織召施工預備會,布置和安排施工作業內容、程序、方法、技術要求、組織分工和重點安全事項。
3.1.2施工作業前,必須對既有涵洞和路基排水設施進行延伸和改造,確保線路排水通暢。對既有涵洞內管、線、電纜進行防護處理。開挖過程中如遇到管、線、電纜等隱蔽設施,必須及時采取保護措施后方可繼續作業,確保既有線行車安全。
3.1.3按規定對所有參與施工作業的人員進行全員安全培訓,考試合格后,持證上崗。
3.2 人工挖孔樁施工工藝及注意事項
3.2.1挖孔施工
護壁模板采取一節組合式模板拼裝而成,拆上節,支下節,循環周轉使用,模板間用U形卡連接。護壁采用C30鋼筋混凝土,上口厚15cm,下口厚10cm,鋼筋采用Φ10鋼筋,豎向間距20cm,環向間距15cm;護壁混凝土宜添加早強劑,待混凝土達到規定強度后才能進行下段樁身開挖。
第一節護壁兼做挖孔樁鎖口圈,鎖口上口厚18cm,下口厚12 cm, 高出地面30cm,以防土石、雜物滾入孔內傷人,樁身每循環開挖深度不超過1.0m,采用定型鋼模板澆筑護壁,隨挖隨支確保施工安全,避免塌孔。在挖孔過程中,經常檢查樁孔尺寸和平面位置:樁位誤差不得大于50mm,傾斜度不超過1%,孔徑與孔深必須符合設計要求。
3.2.2鋼筋籠施工
鋼筋籠在鋼筋加工場分段加工,每段長不超過4m,采用人工放入孔內。鋼筋籠入孔口應及時,鋼筋籠頂面不得高出鋼軌底面,為減少鋼筋籠在孔口的停留時間,鋼筋籠連接采用孔內綁扎連接,鋼筋搭接按綁扎規范要求進行搭接。
3.2.3混凝土施工
成孔后及時進行混凝土澆筑,避免護壁坍塌,影響既有線穩定。混凝土采用攪拌站集中攪拌,混凝土運輸車運至澆筑現場,用混凝土泵車澆筑。
澆筑混凝土時使用串筒,樁身混凝土的回填高度每0.5m用振搗器振動搗實一次,下次振搗深度要上次振搗面以下10cm。混凝土澆筑至樁頂以后,立即將表面已離析的混合物和水泥浮漿等清除干凈。
3.2.4施工安全注意事項:
挖孔樁的施工應利用列車間歇時間進行開挖作業,現場作業人員來車時必段嚴格按規定下道避車:①距鋼軌頭部外側距離不小于2.5m;②既有線來車不小于800m下道完畢;③人員下道避車時應面向列車認真瞭望,防止列車上的拋落、墜落物或繩索傷人;④人員下道避車的同時,必須將作業機具、材料移出線路,放置、堆碼牢固,不得侵入限界。
施工范圍內線路前后各100米要確保道床飽滿,防止線路脹軌跑道。加強線路檢查及養護,在施工期間加強對施工地段前后線路扣件的加固及時對線路進行保養和維修。嚴格執行線路檢查趟檢制、狀態修的規定,列車通過嚴禁挖土。挖孔樁停止施工期間,井口應加蓋鋼筋網片井蓋,確保人身安全,列車通過時停止施工。
4拆除端翼墻
4.1拆除端翼墻
涵洞端、翼墻的拆除在挖孔樁全部澆筑完并達到設計強度后用人工配合小型機具自上而下拆除。
端、翼墻拆除過程中,要有專人防護,在路線上設置明顯的防護標志,設置防護柵欄和警示牌,夜間要有照明設施。施工前應對存在的安全隱患進行排查,如邊坡穩定性,危石等。拆除過程應設駐站聯絡員及現場防護員,發現列車駛來應該停止一些機械及人工作業,確保行車安全;拆除過程發現有安全問題應立即停止施工,并通知相關負責人及時采取對應措施后再進行施工。注意天氣情況,雨天及時對拆除翼墻處邊坡進行防水覆蓋,坡腳堆放砂袋,確保邊坡穩定。
4.2插入竹夾板支擋及安全監控
出入口翼墻拆除后立即對翼墻邊土體進行修整,在挖孔樁和邊坡土體之間橫向鋪設竹夾板,然后對其中的空隙用砂袋進行填塞。
拆除期間,必須派專人觀察既有線路基有無變化,如有變化及時采取措施并通知項目部,按應急預案程序進行。
施工現場應挖好水溝,防止雨水沖入現場,浸泡基坑。施工現場配備足夠的防雨設施,如防水彩條布,雨天對基坑邊坡進行覆蓋,防止邊坡受雨水沖刷而坍塌。配備抽水設施,雨后及時排除基坑內積水。
拆除工程完成后,立即組織涵洞接長施工。涵洞施工完成及過渡段或臨時回填防護前,加強對邊坡穩定性的監測,發現異常立即采取措施加固處理。
5 結語
既有涵洞接長需拆除既有八字墻及附屬邊坡防護施工,要根據既有涵洞不同的工況靈活確定其邊坡防護形式。防護形式要確實有效,且經濟合理。另外在既有涵洞接長施工中,不僅要嚴格按審定施工方案組織施工,確保防護措施有效,而且要嚴格執行既有線施工安全管理制度,才能確保影響行車安全。
參考文獻
[1]《改建既有線和增建第二線鐵路工程施工技術暫行規定》鐵建設[2008]14號
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,在高速公路建設中,高填方路堤下設置的涵洞工程越來越多,然而對涵洞的設計與計算理論至今仍不完善,導致計算結果和實際結果相差很大,致使涵洞病害不斷發生,嚴重影響了高速公路的正常運營和人們對高等級公路的綜合評價。據調查,一方面由于在涵洞設計中因錯誤選用計算理論導致設計土壓力偏小,在設計時被安全系數所遮蔽,而長時間后即發生破壞;另一方面則由于設計保守,所取土壓力集中系數偏大,導致涵洞設計在拱圈和臺身上浪費材料,造成的經濟損失十分巨大。同時,涵洞施工過程中由于施工工藝不當等導致涵洞結構體尚未運營而人為破壞的實體工程亦很多。為了能全面、深入地研究高填路堤涵洞破壞機理,有效防止其病害發生,有必要先掌握其破壞特征及影響因素。
一、原因分析
1、較大的地基水平阻力系數
由于涵洞墻身是座落在基礎頂面的,一方面,砼本身的抗剪強度較大;另一方面,施工中一般為了保證墻身和基礎砼之間有良好的結合,要求在基礎頂和墻身之間設置接茬石或接茬鋼筋,同時又使接觸面人為形成一粗糙面,從而使墻身和基礎幾乎成為一體,使值增大。根據文獻介紹,在砼頂面施工的新砼,值一般為1.00~1.5 N/,由于基頂對墻身的收縮變形產生較大的阻力,根據裂縫計算公式,地基水平阻力系數越大,最大裂縫間距越小。根據裂縫計算公式,墻體越薄裂縫間距越小。調查發現,涵洞墻身的上部墻體厚度為60 cm,絕大多數裂縫沒有從下至上貫通,主要原因是墻頂沒有任何約束,也就說值為零,所以理論上講頂部不會產生裂縫。
2、設計與計算裂縫間距的矛盾
C25砼在澆筑后15 d時產生裂縫的最大間距僅為5.67 m,最小間距2.88m,平均裂縫間距為4.28 m,也就是說設置沉降縫的間距L>[L]時,墻體可能產生裂縫,而L>時墻體必然產生裂縫。對所有涵洞的臺墻進行裂縫計算后發現,只要墻長超過6 m,高度超過3.5 m,墻體產生裂縫是不可避免的。根據施工圖設計,本路段涵洞墻身每6~8 m設置一道沉降縫,也就是說墻體長度每段為6~8m。施工單位嚴格遵守了這一設置原則,但這個原則跟國內其他部門、行業對類似結構每4~6 m設一道沉降縫的原則有所不同。從本工程設計的情況看,設計中要求的沉降縫設置原則
與理論計算的裂縫間距不吻合。
3、施工氣溫的影響
對于大體積砼,施工氣溫也是一項關鍵控制指標。該涵洞的墻身大多在8~10月份施工,氣溫高時達到37℃,無形中使澆筑溫度高,造成砼內部溫度高;而在秋末氣溫變化幅度大,較大的溫差也是產生裂縫的一個原因。
4、較高的水泥用量
目前,各施工單位在砼配合比設計中考慮了較大的施工水平差異及泵送砼等的要求,為確保配合比設計強度完全滿足設計強度等級要求,采用較高的水泥用量。本例C25砼設計配合比采用398 kg水泥(波特蘭32.5水泥),明顯高于正常水泥用量。由于水泥用量大,砼內部因水泥水化熱造成的溫度升高也較大,絕熱溫升達57.87℃。所以說,過大的水泥用量也是造成裂縫的原因之一。
防治對策
1、設計人員應根據工程所處位置、可能的施工季節、施工手冊推薦的配合比等進行必要的裂縫間距計算,在結構設計中提出合理、可行的墻體沉降縫設置原則。
設計人員應熟悉不同的現場施工方法,在設計說明中提醒施工人員注意關鍵控制點。施工人員應熟悉設計圖紙和規范規定,凡最小尺寸超過1.0 m的砼結構均應視為大體積砼。
2、提高認識。加大研究力度公路行業應該首先引起足夠的重視,加強勘察、設計、施工為一體的管理理念。進一步加強對高填路堤涵洞設計理論的研究,尤其是對高填土路堤下涵洞的受力性狀及其與土相互作用機理進行深入研究,逐步
完善設計理論與施工體系,盡快制定出有關高填路堤涵洞設計、施工規范及相應的標準圖集。嚴格按照勘察、設計、施工等步驟進行,使高填路堤涵洞設計真正
做到“有章可循,有據可依”。
3、采取有效減荷措施
針對高填路堤涵洞結構荷載大的特點,采取有效措施減小洞頂內外土柱問的沉降差甚至使內土柱的沉降大于外土柱,形成“人工溝槽”從而減小涵頂的垂直土壓力。這方面,國內外已進行了大量的研究,如在涵洞頂部和側墻采用輕質填料、采用“中松側實”的施工方法以及利用天然溝谷地形條件等方法進行減荷。就減荷材料來說,目前多采用在涵洞頂部一定范圍內埋設泡沫聚苯乙烯EPS等輕質材料以達到減荷的目的。
4、重視地基的勘察與處理
為防止由于地基不均勻沉降造成涵洞的結構破壞,涵洞設計中要重視現場地質、地形的勘察工作,做好填挖交接面處的沉降處理及涵洞與路基連接處的地基處理。
(1)當涵洞位置距離原始山脊較近時,應采取避開或采用變臺階的基地形式進行處理,避免在局部產生應力集中而使結構破壞。
(2)對于不良地質情況,要認真勘察,當不良地質區域小而淺時,可采用局部換填處理;當其范圍較大時可采用土工格網加筋或地基加固等方法進行處理,但對強夯和樁基要慎重采用,切不可將地基處理得過于剛性,不利于涵洞結構的受力。
在地質情況錯綜復雜的情況下,應考慮采用整體性較好的箱涵或減小每節涵身長度的設計方法,以增強其調整不均勻沉降的能力。
5、增強質量意識,加強管理
質量是工程的生命,而管理則是維護該生命的手段。整個施工過程中要制定嚴格的操作規程和切實可行的施工組織設計,每一環節要嚴把質量關,對于重要結構部位更要專人負責,加強管理與監督,從而減少病害的發生。
(1)所用施工材料要嚴格按照設計要求選用,嚴把質量關。
(2)注意隱蔽工程的檢查和驗收,制定嚴格的技術交底。
(3)加強結構重要部位的施工及前后施工順序的合理銜接。如與涵洞連接的進水口應作為重要設施來施工。在涵洞主體完工后,要及早進行出入口的鋪砌和順溝,否則雨季來臨后容易使洞口處積水,造成浸泡沖刷地基,甚至淘空基底,引起部分涵身傾斜或不均勻下沉,造成涵洞開裂。
(4)在涵洞的運營過程中,要加強管理和維護。及時清除洞口及洞內的淤積物,以保持洞內排水暢通。經常檢查附屬設施與涵洞結合的整體性,發現裂縫要及時觀察記錄,確定裂縫是否穩定或發展,發現問題及早處理,做到防患于未然。
三、結束語
引起涵洞臺墻裂縫的因素很多,各類防治方法又涉及技術、經濟等諸多方面,也往往受到地域環境限制,解決涵洞臺墻裂縫問題任重而道遠。設計和施工單位要聯合科研院校進行理論與試驗研究,以便不斷豐富和積累經驗,從而有效指導設計和施工,減少涵洞臺墻裂縫發生的概率。
參考文獻:
[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業施工出版社,1997·
[2]王華生,趙彗如·混凝土技術禁忌手冊[M]·北京機械,工業出版社,2003
[3]張衛兵,劉保健,山區高填路堤涵洞病害及其防治對策[J].中外公路,2007,27(1).
[4]劉曉雄.大體積砼的溫度裂縫及防治技術[J].公路汽運,2005(1)
[5]魏紅衛,王革立.圓涵裂縫的原因及控制對策[J].混凝土與水泥制品,2001(4).
中圖分類號:TU71文獻標識碼: A
隨著鐵路建設力度的不斷加大和鐵路提速日新月異,土地資源緊張,越來越多的鐵路開始修建復線或進行既有線改造,以提高運能。在既有線施工中面臨著越來越大的安全壓力。因此,制定切實有效的既有線施工安全施工防護措施必將成為今后既有線施工工作的重中之重。本文從XX鐵路XX段既有線施工中所采取的各類措施出發,淺談臨近既有線結構物施工所采取的安全防護措施,以為此類工程施工積累經驗。
一、工程概況及特點
新建XX鐵路XX段站前工程全長6.37km,還建動車走行線1.757km,聯絡線1.093km,折合全長約9.22km。全線90%為既有線施工。施工范圍內分布著大小26座框架橋涵,3座橋梁。
26座框架橋涵中,3座新建涵、2座頂進涵、3座架空現澆涵、7座兩線間雙側接長涵、8座既有線單側接長涵。
3座橋梁中,1座兩線間剛構橋、1座主跨為(32+48+32)m跨既有線連續梁橋、1座簡支T梁橋。
各類結構物與既有線的關系情況各異,施工中的防護措施形式也各不一樣,但最終目的都是為了保證既有線穩定安全。
二、工程難點
本工程的重難點,是在結構物施工中如何有效的保證既有線的穩定安全。通過本項目結構物的施工,本文將不同形式結構物施工中的防護措施,選取代表性的結構物進行分類,望對以后的類似項目提供一些經驗。
三、主要施工防護措施
本項目既有線防護措施根據結構物的形式不同,主要分為以下幾類,現按類別對防護措施進行介紹:
1.既有線單側接長涵防護措施
對于既有線單側接長涵,采用混凝土防護樁對路基進行防護,防護樁的布置位置,要結合既有涵與線路的交角大小、既有涵孔徑、結構形式(蓋板涵、框架涵)決定。若既有涵孔徑不大,一般左右各布置一根防護樁即可。若涵頂覆土厚度較大,可在兩根防護樁頂增設一道混凝土系梁,將兩根防護樁連接,以擋護涵頂覆土。防護樁的外邊緣應與既有涵端部平齊,以使防護樁更穩定,并減小對接長涵施工的干擾。防護樁一般頂部無法設拉結措施,按頂部無拉結、懸臂形式進行受力檢算。
2.兩線間兩側接長涵防護措施
兩線間的涵洞,由于前后設計、施工時間不同,存在一些先天不足。涵洞的位置、孔徑、斜交方式等不同,造成接長涵的形式各種各樣。施工場地的限制也給涵洞施工造成一定困難。施工調查也會受到很大影響。而防護樁的布置必須是建立在對既有涵的情況掌握清楚的情況下才能進行。這就要求這類涵洞必須在前期進入到既有涵內測量調查。對于這類涵洞,其防護樁布置絕對不可隨意,要結合圖紙、現場實際調查清楚既有涵要拆除的部分,然后才能做到有的放矢的去布置防護樁,避免造成經濟損失。
3.頂進涵施工既有線防護措施
本項目有一座頂進涵(孔徑1-2.5×2m),涵頂覆土高度達8m,既有路基填料性質較差,結合性不好。需采用大開挖的方式,將涵頂土方全部挖出后再行頂進。該涵孔徑較小,設計上給出用16mD便梁架空,但由于挖除土方放坡會致使路肩處距離比較大,所以施工方案
架空便梁采用24m便梁。路基防護樁的布置要保護路基土方,減少坍塌,防止架空樁暴露出來。所以該涵的防護樁沿頂進軸線兩側布置,頂進施工到位后再行回填。
另外一座頂進涵(孔徑1-6×5m),涵頂與路肩頂相平。施工方案采用邊掏土邊頂進,及時頂進箱涵的墻身可對路基形成擋護,所以在邊坡上未設置防護樁,減少了不必要的投入。
4.跨線連續梁下部結構施工對路基的防護
該橋下部結構施工,需從既有路肩處垂直向下開挖6m深,必須有穩妥可行的防護措施。設計上采用鉆孔樁防護,但在既有線上鉆孔樁顯然不可行。施工方案采用挖孔樁對路基防護,防護樁沿基坑四周布置成U形,再在樁頂設系梁連接。
本項目基本上所有的防護樁在開挖時,都遇到地下水太大的問題,10m的樁,在4m左右就出水,護壁經常坍塌。為此采取了護壁混凝土加早強劑、減小護壁進尺、護壁節與節之間加鋼筋連接等措施,防護樁得以施工到位,切實保證了既有線的安全。
5.斜交涵接長施工既有線防護措施
本項目有2座涵洞斜交角度較大(45°),既有蓋板涵的首節(梯形節)較弱需拆除。斜交涵,尤其是大角度斜交蓋板涵接長施工(設計不架空,首節梯形節拆除對路基影響甚大)是橋涵接長施工中困難最多的,施工中若稍不注意、貿然施工,輕則給項目造成經濟損失,嚴重的將會危及鐵路路基穩定,影響行車安全。在該類涵洞接長施工時,防護樁的布置位置對路基穩定起決定性作用,必須嚴格按照既有涵的走向位置來布置防護樁,調查清楚既有涵底標高,樁長結合路基高度及填料特性計算確定,一般情況下,防護樁底至少應深入到既有涵底以下3m位置。
斜交接長涵施工照片
該涵防護樁布置,用全站儀把既有涵的沉降縫位置測設至邊坡上,白灰線灑出拆除范圍,在拆除范圍四周布置防護樁,涵頂的防護樁底設在既有涵蓋板上,將既有涵蓋板上植筋與防護樁連接。
6.防護樁設置的共性問題
由于本項目既有涵多為蓋板涵,其邊墻寬度逐漸變化,所以防護樁必須離開既有涵一定距離布置,否則極易挖到涵洞邊墻上。離開一定距離后,樁身與既有涵邊墻之間的土方容易坍塌,必須處理好。特別是斜交涵該問題更加明顯。處理辦法是:既有涵拆除之前,人工挖除樁與墻身之間的土,用混凝土填充,然后再拆既有涵。另外,由于蓋板涵一般八字墻底部厚度較大,而接長涵的形式多為框架涵,邊墻厚度較薄,在破除既有八字墻時可在不影響接長框架施工位置的情況下減少既有八字墻的破除厚度,也能對既有路基形成較好的保護作用。
接長涵施工盡量選擇在旱季施工。若雨季施工務必更加小心,排水溝等截排水措施必須做好,開挖面必須用篷布覆蓋。
四、效果評價
隨著經濟建設的飛速發展,高速公路的興建已是必然。為了更好地節約資源,對原來的公路的病害防治越來越引起重視。通過對幾條高速公路的調查發現,目前高速公路上的涵洞普遍存在著很多問題,如何避免這些病害是值得我們深思的。涵洞是為了渲泄地面水流而設置的橫穿路基的小型排水構造物,其作用是迅速排除公路沿線的地表水,保證路基安全。作為公路工程中的重要組成部分之一,無論是在工程數量還是在工程造價上,都占有相當的比重。可以說,不存在沒有涵洞的公路。涵洞作為山區公路的主要結構物之一,對交通運輸、排洪灌溉起到十分重要作用,涵洞的損壞將對公路的正常、安全運營造成嚴重威脅。
一、涵洞在公路中的重要性及使用要求
(一)涵洞在公路中的重要性
涵洞在公路工程中占較大比例,是公路工程的重要組成部分,主要表現在工程數量和工程造價上。據有關資料介紹:涵洞工程數量約占橋涵總數的 60%~70%,平原地區,每公里約有1~3座;山嶺重丘區,每公里平均約有 4~6座。涵洞工程造價約占到橋涵總額的40%左右。
(二)涵洞在公路中的使用要求
由于涵洞是處于大自然環境(風、霜、雨、雪、冰凍、高溫、水流沖擊)和行車荷載的作用下,因此要求涵洞必須具備滿足排泄洪水能力,保證在50年一遇洪水的情況下,順利快捷地排泄洪水。還要具有足夠的整體強度和穩定性,保證在設計荷載的作用下,構件不產生位移和變形。同時具有較高的可靠性和耐久性,保證在自然環境中,長期完好,不發生破損。
二、涵洞病害產生的原因分析
(一)涵洞設計原因
涵洞的形式,如壓力涵和無壓力涵的斷面型式選擇不當;涵洞設計時混凝土強度、鋼筋配置不合理;涵節與涵節之間的平直對接形式,中間縫隙用瀝青麻袋填塞,其側向抗剪力相對來說很小,當涵兩側路基土在填筑或夯實不均勻時在行車荷載的作用下,使某些涵節與涵節之間發生側向位移而產生錯臺;洞口鋪砌面短,特別是出水洞口,一般都沒有超過翼墻尾端,而且隔水墻外也沒對溝渠底進行有效加固,造成涵洞的底部沖刷由此處發生;翼墻、端墻厚度偏小,墻背面坡比小,墻體自重輕,抗傾覆能力低,在墻外填土壓力作用下,特別是當涵洞偏短,路基邊坡較陡,路面上有車輛行駛時,致使墻體向外傾斜,直至倒塌;墻體基礎埋深淺,對最大沖刷和最大凍深考慮不周,從而造成墻體的破壞。
(二)材料原因
涵洞防水材料通常有防水混凝土、瀝青、油氈等,這些防水材料不能滿足要求,導致防水能力下降,最終導致滲漏的發生;所采用的砌石或混凝土強度達不到設計要求。
(三)施工原因
不按施工規范和設計文件的要求施工。突出表現在:沒有采用滲透性材料回填;回填時未采取洞身兩側對稱均衡分層填筑壓實,并未達到設計要求的壓實度;盲目趕進度而過早通車或單向單側通車;施工時偷工減料,使水泥砂漿和混凝土標號低于設計要求,基礎埋深未達到設計要求的深度等;對護坡、洞口鋪砌及隔水墻等附屬結構施工不重視,施工質量差;施工時不重視對混凝土的后期養護,造成混凝土的收縮徐變過大最終導致混凝土開裂;對基礎開挖后的地基承載力未進行檢測,造成地基承載力不能滿足設計要求;為節省費用加快工程進度,施工單位對已破損的涵管不予更換,對涵洞安全使用留下隱患。
(四)養護與運營原因
管養單位和人員忽視規范的日常檢查工作,不能及時發現病害和隱患,以致產生不良后果。在運營中汽車的超速、超載造成并加劇病害發展、惡化。
(五)環境影響
由于涵洞都處在惡劣的自然環境(雨、雪、風、霜、冰凍、高溫、地震、水流沖擊)下,難免受到不同程度的影響。尤其在遭遇地震時,由于地形地貌產生劇烈變化(如地裂、斷層等),致使涵洞結構難以抵抗巨大的壓力而導致破壞;地基失效致使基礎急劇下沉或不均勻下沉也是引起涵洞結構破壞的的主要原因。
三、公路涵洞常見病害的對策
(一)結構設計方面
依據水文資料計算,使涵洞具有足夠的宣泄能力,保證洪水的排泄,在無可靠水文資料的情況下,進行實地調查洪水痕跡,按經驗選擇孔徑及形式;對于管涵將目前管節間的平口對接改為企口較接,在縱向連結構造的保證下,不產生錯口和沉陷;洞口鋪砌和隔水墻,用鋼筋混凝土板代替目前的漿砌塊(片)石,并保證與端墻、翼墻連接牢固,縫隙緊密;端墻、翼墻的厚度尺寸與墻背面坡度應以保證墻體具有足夠的抗傾覆力矩,基礎抗滑動力為控制數據;墻體基礎埋置深度要按最大沖刷深度和當地標準凍深雙因素確定;在隔水墻以外且抗沖刷能力弱的條件下,可采取簡易、有效、可靠的鋪砌或防護類型加以防護,防止水毀的發生;沉降縫位置是最薄弱、最易滲水的位置,在可能的情況下,盡量少設沉降縫。
(二)新材料、新工藝方面
使用耐腐、抗壓橡膠(或塑膠)填塞管節接口的縫隙,可保證縫隙的密實,不使用或少使用瀝青麻絮填塞工藝;使用涂玻璃纖維布防水層及鋼纖維混凝土保護層等新材料、新工藝,其具有良好的延伸性、防水性能強、耐老化、耐腐蝕、耐熱、抗凍、不污染環境等優點;隔水墻以外的防護鋪砌,可應用土工布或土工格柵(2~3層),埋設在原地表面下10~20cm深處,提高其整體抗沖刷能力。
(三)施工方面
施工時若地質條件與設計文件不符,及時反饋設計人員進行修改,消除先天患;改進施工方法,加強結構重要部位的施工及前后施工順序的合理銜接;所用施工材料要嚴格按照設計要求選用,嚴把質量關,杜絕偷工減料和使用不合格材料;涵洞施工抓住:承載力要均勻、沉降縫要豎直、涵背填土要對稱、出人口要及時鋪砌疏通、碾壓要均衡等環節。
(四)日常養護方面
在涵洞的運營過程中,要加強管理和維護。及時清除洞口及洞內的淤積物,以保持洞內排水暢通。經常檢查附屬設施與涵洞結合的整體性,發現裂縫要及時觀察觀測,確定裂縫是否穩定或發展,發現問題及早處理,做到防患于未然。
四、結束語
涵洞作為公路的一個重要組成部分,不管是在外業勘測還是在內業設計上都要引起足夠的重視。作為橋涵設計人員應不斷學習相關專業知識、技術規范等,勤于總結經驗,這樣才能使涵洞設計成果更加合理。針對高速公路既有涵洞的一些病害進行分析,找出產生病害的原因,提出加固處理的具體辦法,實踐證明此修補措施是行之有效的。這對以后可能的加固工作具有重要的現實意義,對我國大量既有涵洞的加固改造有一定的參考價值。
參考文獻:
[1]張煒,李家緒等.蓋板涵上填土高度分析[J].公路,2001(9):35-37.
[2]李永剛,孫建生.軟基涵洞土壓力分析[J].土木工程學報,2003,36(6):96-99.
[3]龔曉南.地基處理手冊[M].中國建筑工業出版社,2002,8.
1 軟弱地基橋梁和涵洞質量問題產生的原因
近年來,由于經濟建設工作的實際需要,以及城市交通壓力的逐年加劇,我國日益加大了橋梁工程的建設步伐。目前,在橋梁工程施工中,橋梁和涵洞軟地基基礎施工是得到橋梁專家和社會廣泛關注的關鍵問題之一。其存在的質量問題主要表現為:軟地基基礎部分經常發生局部開裂、整體不均勻下沉,甚至有時會出現橋體全部倒塌等現象。因此,全面的分析和總結出橋梁和涵洞軟地基基礎施工產生質量問題的原因是十分必要的,其所具有的意義也是很深遠的。
①在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,由于遭受橋梁工程設計部門水平和專業程度的限制,設計人員往往難以對于持力層處理作出合理的預估,也就客觀的造成了設計圖紙存在某些方面的弊端與失誤,進而導致施工工作難以有序的進行。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,如果存在基底處理達不到設計要求標準的現象,以及引發承載方面等問題,都極有可能為給橋涵工程的施工留下較大的質量與安全隱患,這是必須及時得到改進與完善的。
②一般情況下,施工單位在實際工作中,只是將管理和監理重點集中于橋梁的主體部分施工,而對于以下附屬工程項目,以及相關工程項目的質量控制重視程度不夠,這也就客觀的造成了橋梁工程施工單位有時會忽略了附屬工程項目的有效質量管控,有時會引發橋涵局部排洪不暢,或水浸泡橋梁、涵洞的嚴重質量問題。
③在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,對于工程項目的勘察設計工作有誤。在中原地區,軟弱土包括淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細砂與粉土等現象也是屢見不鮮,這與橋梁工程施工設計工作缺乏有效的監管是有很大關系的。目前,我國各省市及地區的橋梁工程主管部門由于人員匱乏、力量薄弱等因素影響,對于橋梁工程勘察設計的監管力度遠遠低于國家相關法律、法規的具體要求和規定。
2 橋梁和涵洞軟地基基礎施工中應注意的事項
在現代橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,尤其是在部分跨度加大、施工環境較為惡劣的橋梁工程施工中,軟地基基礎施工是施工中所面臨的主要技術問題與難題之一,必須引起施工單位與相關技術人員的高度重視,進而制定相應科學的應對措施與方法,以保障橋梁工程軟地基基礎施工工作的順利進行。橋梁和涵洞軟地基基礎施工中應注意的事項表現在很多方面,具體表現在以下幾個細節部分:
①橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工一定要特別注意保證地基部分的強度,及地面排水措施的建設,確保開挖土體不受雨水等外界流水的沖刷,并盡量減少雨水滲入坑內。如果軟地基沒有認真做好相應的防水措施,一旦有雨水流入坑內,就必然會影響到軟地基基礎施工的整體作用與效果。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,有效、合理的排水措施可以在短時間內排除軟地基內流入的雨水,確保軟地基基礎施工所應用的各類建筑材料減少受雨水的腐蝕與破壞程度,進而保證橋體的整體強度和荷載能力,這是橋梁工程竣工驗收中質量檢驗的基本內容之一,必須得到足夠的重視和有效的技術保障,否則很可能造成一定的人員傷亡和經濟損失。
②軟地基基礎施工過程中,從軟地基中挖掘出的土方應及時拖放倒指定的位置,并保證軟地基部分土層回填有充足的軟土。同時,橋梁工程中需要使用的鋼筋、水泥、混凝土、沙子等基本建筑材料和部分大型的施工機械也不宜長時間放在軟地基的坑邊,施工單位要應盡量將其放置于距離軟地基較遠的地方,以保證各項施工工作的順利進行,不受到客觀因素的阻礙和影響。另外,軟地基基礎施工中挖掘出的土方、建筑材料與機械也會不同成都的對軟地基周邊的土層造成一定的壓力,因此,應盡量減少軟地基內部與周圍的地面荷載,確保軟地基基礎施工的順利進行。軟地基基礎施工對于天氣條件的要求也是比較高的,應盡量避開陰雨天氣,以利于軟地基基礎的迅速凝固,進而防止軟地基基礎部分出現裂縫、斷裂等施工質量問題。
③在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工的關鍵環節為支護結構的建設與利用,軟地基基礎部分在施工中必須有一定強度的支護結構對其進行有效的保護,否則此施工環節的工程質量是難以得到保障的,甚至會造成施工工作的終止或暫時停工等問題。目前,國內橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎部分的支護結構主要采用鋼筋混凝土的施工工藝和技術形式,這樣不但可以有效保證支護結構的強度和耐腐性,而且也避免了建筑材料的浪費,作為支護結構的材料還可以循環利用。在軟地基基礎施工支護結構建設過程中,一定要高度重視施工的質量,并適當的添加有效地工程監理機制和質量管控體制,因為軟地基基礎的支護結構不但關系到橋梁工程地基部分的強度和硬度,更關系到橋梁的整體質量和使用年限等問題。如果軟地基基礎施工中,支護結構施工難以達到相關質量標準,必然會影響到整個橋梁工程建設項目的施工進度與質量,甚至會釀成較大安全事故。
3 軟弱地基橋梁、涵洞質量的控制措施
①強夯法加固采用強夯法加固地基,施工前要根據地質狀況和工程要求,通過現場試夯,確定強夯施工的各項參數。施夯時依照試夯參數,以其總下沉量和最后二擊的平均下沉量作為施工控制標準。強夯加固地基的效果,用強夯前后靜力探觸或標準摜入試驗檢驗。
②嚴格地基的檢查一個牢固的基底持力層是整個橋梁、涵洞工程穩定的根本,施工中監理部門必須給予高度重視。基坑開挖基坑位置經施工單位測量放線,監理人員復核簽認后,可以開挖。基坑開挖過程中,施工單位的技術人員要隨時注意土質的變化,當與勘測資料及設計圖紙不相符時,立即通知設計代表和監理人員現場確認,提出處理方案后,方可繼續施工。
③嚴把基底處理和地基加固的質量關基底處理及地基加固質量的好壞是橋梁、涵洞,尤其是軟弱地基橋梁和涵洞穩定的關鍵。橋梁、涵洞地基加固最常用的方法是換土法,強夯法、土樁法、砂樁法應用極少。超挖處理基坑無論任何原因而超挖的部分,決不允許草率的回填虛土,處理方案須報監理、設計人員同意后再進行處理。
4 如何強化橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新
隨著橋梁建筑行業施工技術和技術管理模式的不斷發展,在不久的將來,國內對于現代橋梁工程無論是在施工進度,還是在建筑物整體質量等方面都將有著更高、更為嚴格的標準與要求,這也在客觀上增加了橋梁工程行業橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制的難度,也使其成為橋梁工程施工項目管理的重點內容之一。在國內橋梁工程施工中,橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制的創新是勢在必行的,其強化措施主要有以下兩點:
①在我國現代橋梁工程行業的整體發展與進步中,任何一具體環節施工工藝與施工技術的創新都離不開科學發展觀的支持與保障,否則只能面臨為時代和歷史所淘汰的悲慘境地。在建橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工質量控制方法是工程項目管理的主要工作內容之一,在橋梁工程施工質量控制體系中占有十分重要的作用和地位。橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新一定要堅持與時俱進的基本原則,還要堅持以科學發展觀作為指導思想,這樣才能有效保證軟地基基礎施工質量控制方法的創新本著科學、具體、客觀的基本原則,更好的服務于橋梁工程的各項具體施工工作。
②在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,由于施工環境與質量控制標準的差異,對于地基基礎施工質量控制方法的要求也自然有所不同。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工質量控制方法的創新不是漫無目的的創新,而是要結合橋梁工程項目施工的實際需要,以及橋梁工程施工現場的實際情況,來逐步進行施工質量控制方法的創新,這樣才能真正起到其所應具有的意義和作用。橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新只有真正符合施工實際需要,才能有效保證橋梁工程建設項目的整體強度與硬度,以及橋梁的使用年限與抗震能力。
參考文獻:
[1]翟淑琴,劉鑫隆.淺談橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制的重點與難點[j].湖北工業大學學報,2005(7).
[2]趙樹明,李強.橋梁和涵洞軟地基基礎施工中需要注意的問題及解決措施[j].山西建筑百科,2004(3).
【 abstract 】 this paper according to the experience of the practice in China is analyzed, and the main highway tunnels disease types, and lead to the main factors of these diseases, and probes into the measures of treatment culverts disease, and one of the foundation underpinning method for a detailed explanation.
【 key words 】 : the highway engineering, culverts disease, a factor, the foundation underpinning method
中圖分類號:X734文獻標識碼:A 文章編號:
1引言
涵洞是穿越道路的工程構筑物,相對于其他建筑物來說,涵洞屬于設計等級較低的一類。但是,由于我國人口眾多,經濟相對不發達,以及高速公路全封閉等原因,人、小型車輛、動物以及水穿越公路采用涵洞比橋梁更加經濟、方便。但是,長期的運營發現,涵洞又是公路工程中病害發生最多的工程構筑物。從以往的統計數據中可以發現,我國公路工程中約70%的涵洞存在病害,對公路的正常安全通行造成一定的威脅,甚至會給社會經濟和人民生命財產造成重大危害。因此,對公路涵洞的病害類型進行分析,找出發生這些病害的原因,并有針對性的提出治理措施,已經成為我國交通部門亟需解決的問題。本文根據工程實踐,對我國公路涵洞的危害類型進行了分析,探討了產生各種涵洞危害的原因,并提出了針對性的解決措施。
2公路涵洞病害的主要類型及其產生原因分析
2.1公路涵洞病害的主要類型
根據涵洞病害的類型以及發生部位,可以將公路涵洞的病害的分為以下三個主要類型:
1)整個涵節貫通性的(橫向或縱向)裂紋或裂縫
整個涵節貫通性的裂紋或裂縫的形式主要有三種,按照裂紋或裂縫的位置、大小分為:涵節間的裂縫或裂紋,甚至發生涵節間的錯位;涵頂部分的裂縫或裂紋,一般是其側墻之間發生錯位,導致涵洞產生水平或垂直方向的位移;底板部部位的裂縫或裂紋,一般裂縫較大,貫穿整個底板。這些病害都可能造成嚴重的后果,輕則影響涵洞的正常使用,重則可能造成人民生命和財產的損失。
2)部分涵節的側墻、頂部以及底板上的裂紋和裂縫
部分涵節的側墻、頂部以及底板上的裂紋和裂縫與整個涵節貫通性的裂紋或裂縫相比,病害較輕,但是整個涵節貫通性的裂紋或裂縫往往都是由于部分涵節的側墻、頂部以及底板上的裂紋和裂縫逐漸發展成的,所以在日常維護工作中,必須對細小的裂縫和裂紋進行認真檢查,以防其進一步擴大。
3)涵洞的進出口部位病害
涵洞的進出口部位病害種類比較多,但都集中在涵洞的進出口部位,因此其對公路的影響將更為顯著。主要包括墻體的傾斜(包括端墻和翼墻)、墻體的裂縫或破碎、墻體表面發生脫落以及洞口鋪砌層出現裂縫、下沉等病害。
此外,由于地基和基層的問題,造成填土不均勻下沉還可能出現車輛車頭“跳車”現象或者涵洞內積水不易排出現象,這些現象雖然不能直接造成涵洞損壞,但是也大大降低了涵洞的功能性。
2.2公路涵洞病害的產生原因分析
通過對上述涵洞病害的總結,結合現場的地質、地貌、氣候以及涵洞的設計、施工、維護等各種因素,可認為導致公路涵洞病害的因素主要有以下幾個方面:
1)受地質、地貌、氣候條件、施工條件,甚至是設計人員個人偏好等因素的影響,同一條線路上涵洞的結構形式一般相同;
2)涵洞的破壞主要是由土壓應力集中引起的縱向結構破壞和由沉降不均勻引起的橫向結構破壞,或由這兩個原因共同引起的結構斜向破壞;
3)缺少涵洞勘察資料與涵洞設計驗算資料,甚至不合理的涵洞設計標準圖也對涵洞的設計產生一定程度的負面影響;
4)施工不當也是引發涵洞病害的重要原因之一。由于填土本身有一定的重力作用,在進行涵洞施工過程中,填土可能會造成涵洞的沉陷;
5)有些涵洞病害是由人為的主觀因素引起的,如某線路上,為減少由臺背沉降差引起的跳車問題,在橋臺、涵背填土體上普遍進行了強夯處理,這樣的處理雖壓實了土體,但也對涵洞結構造成了破損。
此外,計算方面出現的問題也會導致涵洞病害的產生。根據我國《公路磚石及混凝土橋涵設計規范》規定,涵洞所受應力的計算方法如下:
垂直應力:; 水平應力:。
其中:,式中表示所填土的內摩擦角,H表示填土的總厚度。這里對于垂直土壓力和水平土壓力的計算雖然簡便,但是沒有考慮到涵洞開挖對于整體來說是一個應力釋放的過程,在應力釋放的過程中,整體會釋放出來一定的能力,為了保證涵洞的形狀和大小,必須有一部分支護強度用于抵抗能量釋放,但是在實際計算過程中并沒有體現這一部分的能量,造成計算結果較小,在實際施工過程后,造成涵洞病害的發生。
3公路涵洞病害的處理措施
公路涵洞的處理措施應根據公路涵洞所處的地質條件以及氣候環境等因素綜合考慮。針對我國公路涵洞的主要結構特征,涵洞病害的主要處理措施包括套襯補強及裂縫嵌補技術、錨固法和地基托換等方法。由于地基托換法具有較強的適應性,可以對不同地區的公路涵洞以及不同的涵洞病害進行處理,因此筆者對地基托換法進行詳細的探討。
涵洞病害出現的主要因素是土體的不均勻沉降,而地基托換法的目的是改變地基的性能,增加地基的穩定性,避免或者減少不均勻沉陷現象的發生。根據施工方法的不同,可以將地基托換法分為以下三種:
1)靜壓注漿法
靜壓注漿法是指將水硬性漿材利用管道加壓等方式注入到松散的雜填土中,水硬漿材與其接觸的填土相粘合形成板根狀的骨架,從而大大加強了松散填土的密實度,進而提高了土體的強度和水穩性,抑制其沉降過程。
2)旋噴樁法
旋噴樁法是利用灌漿管將水泥漿液注入土層對地基進行加固的處理方法。在此過程中,需要預先將灌漿管鉆入土層,鉆桿的下方的噴嘴經過特殊處理,使得在加壓時水泥漿液或其他流體能夠以很高的速度噴射,增大漿液在土中的滲透范圍。當水泥漿液從鉆桿中噴出時,要注意慢慢將鉆桿向上提升并且旋轉,以保證水泥漿液的流通范圍更廣,加固更多的松散土層,不過要注意旋轉速度不能過快,以防造成局部土層被水泥漿液封堵,不能進行深部的加固。由于水泥漿液噴射速度非常快,與其直接接觸的土層會被液流沖刷破壞,與漿液混合后形成新的圓柱體型特殊加固結構,通常被稱為旋噴樁。
3)樹根樁托換法
樹根樁的施工方式與旋噴樁法不同,先要將套管鉆入設計的指定地層,為了更容易的將套管穿過原有的建筑物,可以在向下鉆的同時旋轉套管,并確保冷卻水的供應滿足設計要求。套管的直徑一般為100-300mm,根據套管的直徑大小確定下放的鋼筋數。然后順著套管向下灌注水泥漿、水泥砂漿或細石混凝土,為了漿液灌入的更順利,要注意振動套管。利用此種方法固定的土體加固結構的形狀像“樹根”,以此被稱為樹根樁。
引言
近年來,城市交通壓力的逐年加劇,我國日益加大了橋梁工程的建設步伐。目前,在橋梁工程施工中,橋梁和涵洞軟地基基礎施工是得到橋梁專家和社會廣泛關注的關鍵問題之一。其存在的質量問題主要表現為:軟地基基礎部分經常發生局部開裂、整體不均勻下沉,甚至有時會出現橋體全部倒塌等現象。因此,全面的分析和總結出橋梁和涵洞軟地基基礎施工產生質量問題的原因是十分必要的,其所具有的意義也是很深遠的。
1 軟弱地基橋梁和涵洞質量問題產生的原因
1.1 在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,由于遭受橋梁工程設計部門水平和專業程度的限制,設計人員往往難以對于持力層處理作出合理的預估,也就客觀的造成了設計圖紙存在某些方面的弊端與失誤,進而導致施工工作難以有序的進行。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,如果存在基底處理達不到設計要求標準的現象,以及引發承載方面等問題,都極有可能為給橋涵工程的施工留下較大的質量與安全隱患,這是必須及時得到改進與完善的。
1.2 一般情況下,施工單位在實際工作中,只是將管理和監理重點集中于橋梁的主體部分施工,而對于以下附屬工程項目,以及相關工程項目的質量控制重視程度不夠,這也就客觀的造成了橋梁工程施工單位有時會忽略了附屬工程項目的有效質量管控,有時會引發橋涵局部排洪不暢,或水浸泡橋梁、涵洞的嚴重質量問題。
1.3 在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,對于工程項目的勘察設計工作有誤。在中原地區,軟弱土包括淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細砂與粉土等現象也是屢見不鮮,這與橋梁工程施工設計工作缺乏有效的監管是有很大關系的。目前,我國各省市及地區的橋梁工程主管部門由于人員匱乏、力量薄弱等因素影響,對于橋梁工程勘察設計的監管力度遠遠低于國家相關法律、法規的具體要求和規定。
2 橋梁和涵洞軟地基基礎施工中應注意的事項
在現代橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,尤其是在部分跨度加大、施工環境較為惡劣的橋梁工程施工中,軟地基基礎施工是施工中所面臨的主要技術問題與難題之一,必須引起施工單位與相關技術人員的高度重視,進而制定相應科學的應對措施與方法,以保障橋梁工程軟地基基礎施工工作的順利進行。橋梁和涵洞軟地基基礎施工中應注意的事項表現在很多方面,具體表現在以下幾個細節部分:
2.1 橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工一定要特別注意保證地基部分的強度,及地面排水措施的建設,確保開挖土體不受雨水等外界流水的沖刷,并盡量減少雨水滲入坑內。如果軟地基沒有認真做好相應的防水措施,一旦有雨水流入坑內,就必然會影響到軟地基基礎施工的整體作用與效果。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,有效、合理的排水措施可以在短時間內排除軟地基內流入的雨水,確保軟地基基礎施工所應用的各類建筑材料減少受雨水的腐蝕與破壞程度,進而保證橋體的整體強度和荷載能力,這是橋梁工程竣工驗收中質量檢驗的基本內容之一,必須得到足夠的重視和有效的技術保障,否則很可能造成一定的人員傷亡和經濟損失。
2.2 軟地基基礎施工過程中,從軟地基中挖掘出的土方應及時拖放倒指定的位置,并保證軟地基部分土層回填有充足的軟土。同時,橋梁工程中需要使用的鋼筋、水泥、混凝土、沙子等基本建筑材料和部分大型的施工機械也不宜長時間放在軟地基的坑邊,施工單位要應盡量將其放置于距離軟地基較遠的地方,以保證各項施工工作的順利進行,不受到客觀因素的阻礙和影響。另外,軟地基基礎施工中挖掘出的土方、建筑材料與機械也會不同成都的對軟地基周邊的土層造成一定的壓力,因此,應盡量減少軟地基內部與周圍的地面荷載,確保軟地基基礎施工的順利進行。軟地基基礎施工對于天氣條件的要求也是比較高的,應盡量避開陰雨天氣,以利于軟地基基礎的迅速凝固,進而防止軟地基基礎部分出現裂縫、斷裂等施工質量問題。
2.3 在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工的關鍵環節為支護結構的建設與利用,軟地基基礎部分在施工中必須有一定強度的支護結構對其進行有效的保護,否則此施工環節的工程質量是難以得到保障的,甚至會造成施工工作的終止或暫時停工等問題。目前,國內橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎部分的支護結構主要采用鋼筋混凝土的施工工藝和技術形式,這樣不但可以有效保證支護結構的強度和耐腐性,而且也避免了建筑材料的浪費,作為支護結構的材料還可以循環利用。在軟地基基礎施工支護結構建設過程中,一定要高度重視施工的質量,并適當的添加有效地工程監理機制和質量管控體制,因為軟地基基礎的支護結構不但關系到橋梁工程地基部分的強度和硬度,更關系到橋梁的整體質量和使用年限等問題。如果軟地基基礎施工中,支護結構施工難以達到相關質量標準,必然會影響到整個橋梁工程建設項目的施工進度與質量,甚至會釀成較大安全事故。
3 軟弱地基橋梁、涵洞質量的控制措施
3.1 強夯法加固采用強夯法加固地基,施工前要根據地質狀況和工程要求,通過現場試夯,確定強夯施工的各項參數。施夯時依照試夯參數,以其總下沉量和最后二擊的平均下沉量作為施工控制標準。強夯加固地基的效果,用強夯前后靜力探觸或標準摜入試驗檢驗。
3.2 嚴格地基的檢查一個牢固的基底持力層是整個橋梁、涵洞工程穩定的根本,施工中監理部門必須給予高度重視。基坑開挖基坑位置經施工單位測量放線,監理人員復核簽認后,可以開挖。基坑開挖過程中,施工單位的技術人員要隨時注意土質的變化,當與勘測資料及設計圖紙不相符時,立即通知設計代表和監理人員現場確認,提出處理方案后,方可繼續施工。
3.3 嚴把基底處理和地基加固的質量關基底處理及地基加固質量的好壞是橋梁、涵洞,尤其是軟弱地基橋梁和涵洞穩定的關鍵。橋梁、涵洞地基加固最常用的方法是換土法,強夯法、土樁法、砂樁法應用極少。超挖處理基坑無論任何原因而超挖的部分,決不允許草率的回填虛土,處理方案須報監理、設計人員同意后再進行處理。
4 強化橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新
4.1 在我國現代橋梁工程行業的整體發展與進步中,任何一具體環節施工工藝與施工技術的創新都離不開科學發展觀的支持與保障,否則只能面臨為時代和歷史所淘汰的悲慘境地。在建橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工質量控制方法是工程項目管理的主要工作內容之一,在橋梁工程施工質量控制體系中占有十分重要的作用和地位。橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新一定要堅持與時俱進的基本原則,還要堅持以科學發展觀作為指導思想,這樣才能有效保證軟地基基礎施工質量控制方法的創新本著科學、具體、客觀的基本原則,更好的服務于橋梁工程的各項具體施工工作。
4.2 在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,由于施工環境與質量控制標準的差異,對于地基基礎施工質量控制方法的要求也自然有所不同。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工質量控制方法的創新不是漫無目的的創新,而是要結合橋梁工程項目施工的實際需要,以及橋梁工程施工現場的實際情況,來逐步進行施工質量控制方法的創新,這樣才能真正起到其所應具有的意義和作用。橋梁和涵洞軟地基基礎施工質量控制方法的創新只有真正符合施工實際需要,才能有效保證橋梁工程建設項目的整體強度與硬度,以及橋梁的使用年限與抗震能力。
[Abstract] When the existing railway in highway wear, it usually adopts the construction method of precast reinforced concrete box culvert jacking to form and the railway overpass bridge, which not only ensure the security and stability of the existing line. Based on the permanent coal mining area railway car hub K4+308, reinforced concrete box culvert jacking construction as an example, below the large volume of the existing railway box culvert jacking construction operation method is discussed.
[keyword] box culvert jacking construction; security and stability;
中圖分類號:U227.4 文獻標識碼:A 文章編號:
1概況
根據規劃,永城東環路與鐵路相交處需新建3.5-18-3.5下穿鐵路三孔連續箱橋,該涵洞位于永煤礦區鐵路車集線K4+308處,線路兩側地勢平坦,兩側均有農田。公路與鐵路基本正交,夾角為87.62°。鐵路為單線、非電氣化鐵路、標準軌,鋼筋混凝土Ⅱ型枕,50型鋼軌,相交處公路、鐵路均為直線。
既有線路路基上部0~86m 厚為褐黃色砂粘土,路基承載力為230kpa,線路露肩坡度為1:1.5。既有線路承擔了永煤礦區車集礦的煤礦外運任務,每天有兩趟行車,列車限速為15 km/ h。設計涵洞采用預制頂進法施工,混凝土強度等級為C35,為預制鋼筋混凝土箱涵,結構頂板厚1.1m,邊墻厚1.1m,底板厚1.2m,凈空為25m寬、5m高。
2施工方案
本工程工作量大,工期緊,需要土方機械和鋼筋機械同時施工,并且要確保既有線運行安全穩定,爭取以最短的時間完成頂進作業,恢復既有線正常行車及在規定的期限內完成頂進作業為重點。
施工作業流程如下圖所示:
1.1工作坑施工
(1)工作坑開挖
工作坑是預制和頂進箱涵的工作場所,工作坑位置的設置不但應考慮到兩側的地形、場地大小及土質情況,而且應利于施工、運輸及后被設置。綜合考慮后既定將工作坑設在線路北側,基坑北側按1:0.75的比例放坡,南側按1:1.5的比例放坡,兩側各留1m工作面,其中30cm作為排水溝位置。既有線左側工作坑底面尺寸為7.8m寬,25m長,為方便后續施工車輛進出,應在工作坑邊緣和線路路基坡腳預留出適當距離。
(2)錨梁及滑板施工
錨梁的設置主要是為了使基底滿足抗滑要求,保證地板有足夠的剛度和強度。在其施工過程中,首先要進行地錨梁基坑開挖,垂直開挖,利用土模澆筑混凝土;基坑挖好后,隨即進行錨梁及滑板的鋼筋綁扎施工,澆注混凝土。混凝土的振搗采用平板振動器,振搗密實;為了防止滑板與預制框架底板相互粘連,減少首次啟動頂力,需要在滑板頂面鋪設隔離層,采用石蠟油劑,要求涂抹均勻,然后覆蓋塑料隔離層。
(3)后背修筑
漿砌片石要嚴格按照規范要求的標準及設計的結構尺寸施工。片石要求大小均勻、強度滿足要求、耐久性好等條件。砌筑砂漿強度為M10。
片石砌筑前要灑水濕潤,然后在土基上坐漿砌筑。為保證其堅實性,砌體應分層砌筑,各層砌塊應安放穩固,砌塊間應砂漿飽滿粘結牢固,砌縫寬度不大于4cm。
1.2箱體預制及頂進施工
(1)箱體預制施工
涵洞身結構的施工順序:洞身底板鋼筋綁扎洞身底板混凝土澆筑側墻鋼筋綁扎側墻模板安裝頂板鋼筋綁扎側墻、頂板混凝土澆筑拆除模板洞身外側砂漿找平防水施工
箱體預制時模板采用整塊拼裝,局部切割的制作方式,大模板事先做出對拉螺栓孔,方木做豎肋,槽鋼橫肋,設計間距均為1m。混凝土采用商品混凝土,澆筑時采用汽車吊進行澆筑施工。振搗方法采用常規的混凝土施工方法。洞身結構預制施工時必須注意預埋件的預埋,確保位置準確。注意做好防水處理,保證防水施工質量。
(2)頂進施工
當涵洞身預制混凝土達到設計強度的70%后,開始頂進施工。高線下預制段采取空頂的方式進行。頂進前,需做好現場的清理工作,將路基土挖出,清理到指定位置。挖土采用小挖機挖掘,小型農用車配合運輸。挖土、頂進時,機車通過線路時需按規定進行限速行駛。并注意檢查架空線路有無安全隱患。
涵洞身頂推采取2臺200T千斤頂。施工時在千斤頂兩端墊好鋼板(后背及涵洞身接觸部分);頂推過程中,保持均勻受力。頂進時,用反向千斤頂將主千斤頂的活塞拉回原位,在空檔處增放頂鐵,以待下次開頂。每次開頂前及交接班時檢查油泵等液壓系統有無故障、頂鐵安裝是否合格、后背變形等情況。如因某種原因而使頂進中斷時,也需間歇地的頂動涵身,以防止箱身在之后的頂進阻力增大。故障一旦解除,應立即進行繼續操作,保證頂進的連續性。頂進時,頂柱和后背嚴禁站人,以防頂柱引起崩出或后背產生意外及安全。
頂鐵的安裝,為保證頂柱的受壓穩定,在頂柱與橫梁間用螺栓栓牢,每隔8m設橫梁一道,使傳力較均勻及增加頂柱的橫向穩定。每行頂柱與千斤頂成一直線,與后背垂直,各行長度要一致。
頂反向千斤頂將恢復到原來的位置,掌握千斤頂活塞崩落加中性鐵,直到下一次的開頂。每個開放的頂部和換班之前,檢查油泵和液壓系統的故障,頂部安裝鐵是合格的,背部變形。如果出于任何原因頂的中斷,也需要間歇頂端韓體,為了防止在箱體的頂部進入的阻力增大。一旦故障被解除,應繼續,確保連續性頂。頂,頂柱回非停止,以防止柱的頂部造成事故和安全性的崩潰或背部。
頂鐵安裝,以確保在頂柱與梁的頂柱的壓力穩定用螺栓固定都牢固地8米的的設置欄更均勻的電力傳輸,增加頂柱的橫向穩定性。
1.3施工控制與糾偏
在箱涵的頂進過程中難免會出現一定的誤差,這就需要在箱涵施工中嚴格做好施工控制。對涵洞頂進施工作業中常出現的問題,總結出了以下方法,有針對性的進行糾偏。
(1)箱身方向糾偏方法:
1、通過數據記錄及分析,及時開關左右兩側千斤頂來起到糾偏作用。
2、利用左右兩側高壓油泵的動力調整來實現箱身的糾偏。
3、調整后背頂柱,使箱身左右兩側有位移變化,達到糾偏目的。
4、可在前端一側超挖,另一側少挖土或不挖來實現在移動過程中方向的逐步調整。
5、通過在箱身前端加橫向支撐來調整。
(2)糾正箱身“抬頭”的方法:
當箱體腳前端超挖略低于底板時,應逐漸調整;當因挖土不夠寬而抬高箱身時,可在兩側適當超挖。超挖土方量應由計算來確定,防止頂進到一定距離后又造成“扎頭”。
(3)糾正“栽頭”的方法:
1、要對頂進作業過程中高程變化的不斷觀測,在開挖時一定要控制地基面的坡度,盡可能不破壞坡面原狀土,嚴禁超挖后再回填。2、在頂進施工過程中,應及時運出頂進切土時的坍塌土方和未運出去的土方,來減小附加重量對高程的影響。
3結語
文章通過對永煤礦區鐵路車集線K4+308處涵洞頂進施工作業的流程剖析及技術探討,總結出了一套較為成熟的大體積箱涵在鐵路下方的頂進方案。這將為其他礦區鐵路以及國家鐵路涵洞頂進施工提供借鑒和參考。
參考文獻:
1 概述
模板臺車常見用于隧道工程的二次襯砌施工,作為模筑混凝土的內模。涵洞施工常用木模、組合鋼模滿堂支架施工。
武漢動車段是全國最大的動車段,該項目設計框架箱涵共4座,共計1576.68橫延米。鐵路、公路中一座涵洞通常只有十幾米至幾十米長,而武漢動車段最短的涵洞也有345.55米,如同短隧道。武漢動車段工程內容包含站場路基、涵洞、軌道、房屋、四電等,合同工期18個月。如此巨大的工程量,如此短的工期,科學、合理的施工組織和施工方案至關重要。施工中研制開發了移動模板臺車,并將臺車成功運用于箱涵的施工,提高了涵洞的實體質量,大大縮短了工期,取得了豐富的經驗和顯著的成果。箱涵采用臺車施工的技術,國內同類工程中未見報道,具有創新性。
2施工方案比選
涵洞施工常用木模、組合鋼模滿堂支架施工,施工周期較長,需要探索快捷的施工方法。考慮到本項目涵洞長度較長,如同一座座短隧道,可以嘗試將隧道施工的臺車技術延伸運用到涵洞中,并進行方案比選。
涵洞施工方案比選
根據比選情況表明,在工期緊、工程量大的情況下,模板臺車法的立模快捷、周轉性強這些優點更具有吸引力。構件雖然重,一次拼裝就可以循環使用,可以采用吊車安裝。臺車全部采用鋼構件,費用相對較高,在保質量、保工期的大前提下,費用略高也是可以接受的。經過項目部專題會議研究決定,采用移動模板臺車法施工箱涵。利用施工準備期和征地拆遷未完成的時機,研發、加工模板臺車。
3 移動模板臺車的研制
3.1 臺車的功能要求
為了施工方便,研制的臺車需要滿足以下要求:剛度滿足抗變形要求;移動方便;脫模和支模簡便;模板表面平整;2.5m和3m孔徑的通用可能等。
3.2 模板臺車的設計
3.2.1 模板臺車的設計思路
根據臺車的使用要求,臺車設計需解決的問題及思路如下:
(1)如何滿足剛度要求?
思路:采用工字鋼、槽鋼等型鋼構成臺車骨架,鋼板做面板,槽鋼做內外模的加徑肋,滿足剛度要求。
(2)怎樣實現移動方便?
思路:臺車的整體移動,可設計有軌走行系統,電力驅動。
(3)如何實現脫模、支模?
思路:可以設置千斤頂,通過千斤頂的伸縮實現支模、脫模。
(4)如何保證內外模板平整度?
思路:內、外模盡可能采用大塊鋼模板拼裝,盡量避免采用小塊模板,處理好接縫,滿足平整度要求。
(5)如果不同孔徑涵洞需要共用臺車,如何實現通用?
思路:2.5m和3m孔徑的通用問題,可在頂部中間設置寬度0.5m的調節模板,加裝調節模板施工較大孔徑涵洞。
3.2.2 模板臺車的定型
經充分考慮各項要求,同時盡可能降低臺車費用,定型的模板臺車如下:臺車由模板、內支撐架、走行系統組成。內支撐架通過液壓千斤頂和絲桿千斤頂與模板連接,通過千斤頂的伸縮調節實現模板的內收和外伸。走行系統由車輪和電動系統組成,在24Kg/m小軌道上行走,實現臺車的靈活移動。
模板臺車全長12.5m,一個施工循環可以施工3節涵身(4m/節)。每隔1.5m設置一道內支撐,主骨架大梁采用H30型鋼;內、外模板面板采用6mm鋼板加工,模塊化加工成便于組合的定型鋼模板,單塊面積原則上不小于4平方米,現場組裝,采用14號槽鋼做豎向加徑肋。構件間的連接多采用栓接。在模板頂部和底端加徑肋處設置鋼拉桿,采用Φ28mm圓鋼加工成拉桿,進行內、外模的整體固定。
投入使用的模板臺車
4 主要施工方法和要點
4.1 主要施工方法
采用模板臺車施工箱涵,主要按以下步驟和程序進行:
第一步:涵洞基坑開挖和墊層施工,模筑底板鋼筋混凝土,混凝土澆至邊墻底部倒角以上30~50cm。混凝土澆筑前,按1m間距布設Φ50mmPVC管作為拉桿預留孔,預留孔位于倒角以上10cm,用于固定外模。
第二步:在底板上原位拼裝臺車及走行軌,拼裝、調整內模至設計位置。
第三步:綁扎頂板鋼筋。
第四步:拼裝外模板,對稱分節吊裝外模板,通過頂部和底部的鋼拉桿加固內、外模。
第五步:邊墻和頂板混凝土澆筑、養護。
第六步:混凝土養護至拆模強度后,松開拉桿,拆除外模,調節臺車千斤頂絲桿使內模內收,使內模脫模。
第七步:啟動臺車驅動系統,沿走行軌道前行至下一施工段。調節臺車千斤頂絲桿使內模外伸,使內模就位。
第八步:鋼筋綁扎完成后,吊車分節吊裝外模。
第九步:邊墻和頂板混凝土澆筑、養護。
此后,第六~九步循環,逐段完成涵洞施工。
4.2 施工要點
(1)臺車骨架及內模拼裝
臺車構件運到現場后,在先成型的涵洞底板上進行臺車拼裝。模板臺車拼裝時先內側后外側,先骨架后面板自下而上進行。
框架涵底板砼澆注完成后,在底板上精確放出模板位置,安裝臺車的走行軌道并加以固定,安裝臺車車輪及底部大梁,再安裝臺車支撐骨架和調節桿,最后安裝臺車面板。采用吊車起吊,安裝過程中,模板接縫處用雙面海綿膠條相連接,頂緊擠壓海綿膠帶,以便控制接縫的寬度,防止混凝土澆筑過程中出現漏漿現象。
(2)外模拼裝
外模采用組合鋼模板拼裝,背部設加徑肋,采用14號槽鋼。外模在現場拼裝,分3個節段(4m,4m,4.5m)拼裝成型。在內模臺車拼裝合格,涵體鋼筋骨架綁扎驗收完成后,進行外模分節吊裝,采用汽車吊進行對稱安裝。外模底端采用鋼拉桿與臺車內模進行固定,兩側外模頂部采用拉桿對拉加固。模板接縫處用雙面海綿膠條相連接,頂緊擠壓海綿膠帶,以便控制接縫的寬度。合模前必須將模板內雜物清理干凈,涂刷優質的脫模劑,確保涵身的外觀質量。
(3)模板臺車的拆模和移動
在滿足混凝土強度的條件下,遵循先外模后內模的拆除順序。對于不承重的外模板,應在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆模板而受損壞,可采用汽車吊配合人工拆模;當涵體混凝土達到設計強度70%時,可以調節模板臺車千斤頂絲桿,使臺車模板整體脫離混凝土面2~3cm。沿著走行軌整體推移至下一個施工段。
5 關鍵技術及創新點
臺車施工涵洞具有創新性。臺車一般在隧道施工中常用。武漢動車段采用模板臺車施工鐵路涵洞,國內同類工程施工中未見報道,屬于創新。
自帶走行機構,移動方便。臺車安裝有車輪和電動系統,在軌道上行走自如,移動起來很方便,機械化程度高。
具有通用性,不同孔徑箱涵通用。在臺車頂部設置0.5m寬調節模板,通過加裝(或拆除)該調節模板,可輕松實現涵洞的模板臺車通用(例如2.5m和3m孔徑)。
模塊化設計,構件主要采用栓接,便于安裝和拆解,方便周轉到其它工程項目中使用。
6 研究結論
與傳統的木模、組合鋼模滿堂支架法相比,長大箱涵采用移動模板臺車施工具有較大的優勢。經研究和實踐表明,移動模板臺車施工箱涵具有以下特點:
(1)采用模板臺車能提高箱涵尺寸精度和外觀
臺車采用型鋼和鋼板加工而成,剛度大,變形小,整體性好,不易跑模。面板采用4平方米鋼模拼裝而成,接縫少,減少漏漿和接縫外觀缺陷。提高了箱涵的尺寸精度,外觀質量也大大提高。
(2)采用模板臺車能提高混凝土耐久性
模板臺車整體性好,穩定性強。通過計算,僅在外模的頂部和底部設置少量拉桿,內外模無需鉆孔布置拉筋,避免在涵洞邊墻上留下大量的拉筋孔,提高混凝土的耐久性(若邊墻設置大量拉筋孔,易造成孔洞周邊鋼筋銹蝕,孔洞易造成滲漏水)。同時,也減少了孔洞漏漿,提高了涵洞的外觀質量,也節省了大量的拉筋。
(3)模板臺車移動方便,機械化程度相對較高,勞動強度小
模板臺車在第一個施工段拼裝合格到位,模板接縫打磨平整。在后續使用時,臺車采用電動沿走行軌道開行至下一施工節段,外模整體吊裝前移。機械化程度高,勞動強度小,同時還節省勞動力。
(4)模板臺車脫模方便
完成一個施工節段后,需要模板臺車進入下一個施工節段時,只需將支撐絲桿按一定順序微調內收,就可以使模板脫離已澆注混凝土面,而不必將模板逐一拆解。
(5)模板臺車移動就位快捷,大幅提升立模速度,加快了施工進度
模板臺車采用電動走行系統,快捷移動至下一施工節段,只需與上一節段涵身砼接頭處頂緊密貼,通過對支撐絲桿進行調節,就能使模板精確就位。傳統木模和組合鋼模需要搭設滿堂支架,逐塊拼裝模板,逐塊標高調整,逐塊支撐固定,需要花費較多勞力和工期。采用模板臺車較好地克服了這些缺陷,大幅度縮短了立模的時間,節省了勞動力,加快了施工進度。
現場實踐情況表明,從臺車脫模到移動至下一節段定位、外模安裝完成,耗時不超過12小時,較木模、組合鋼模施工縮短立模時間2~3天。對于模板臺車周轉,臺車通常3~4天可以完成一個施工段,而組合鋼模、木模則需要6~8天時間。按此計算,DCDK2+050涵洞縮短工期5個月。
(5)周轉使用性好
模板臺車采用型鋼和鋼板加工而成,剛度大,抗變形能力強,不僅在同一座箱涵中可以循環使用,還可以在同一項目的不同箱涵中周轉使用,并且還可以在本工程項目完工后轉運至其它工程項目周轉使用。
(6)經濟性
以DCDK2+050涵洞為例,涵長517.84橫延米,若采用木模施工,模板及支架費用需要23萬元;采用臺車施工,臺車費用30萬元,費用略微高一點,考慮到臺車的殘值,基本相當。若采用臺車周轉施工2座這樣的涵洞,模板費用可節省16萬元。周轉次數越多,經濟性越明顯。
7 推廣運用前景
武漢動車段距武漢站2.5km,全長2.83Km,最寬處為520m,占地2130畝,是全國最大的動車段。該項目設計框架箱涵共4座,共計1576.68橫延米。最短涵洞345.55橫延米,最長涵洞517.84橫延米,孔徑2.5m和3m兩種。涵洞全部采用移動模板臺車施工,縮短了工期5個月,實現了工期目標;提高了涵洞的外觀和實體質量,得到質量監督管理部門的充分肯定。武漢動車段工程被湖北省建設工程質量安全協會評為2011年“楚天杯”優質工程,下一步申報國家優質工程獎。本技術成果取得了良好的社會、經濟效益,具有較高的推廣價值。
動車段(所)箱涵、水利工程涵洞(隧洞)、鐵路車站箱涵、對混凝土外觀、尺寸、耐久性要求較高的客運專線箱涵,采用移動模板臺車施工,具有明顯的優勢,很值得推廣。
8結束語
武漢動車段是武廣高鐵重要配套工程,與武廣高鐵同步建設。鐵道部要求武廣客專2009年投入正式運營。同屬配套工程的廣州動車段在2009年不具備投產的可能,如果動車段不投產,武廣高鐵每天運營的大量動車組就沒有維護、保養和檢修的場所,無法保證其安全、正點、高效運營。武漢動車段參建單位不負眾望,克服困難,創造條件,按期建成并投產,為武廣高鐵運營創造了前提條件,為武廣高鐵的安全運營提供了可靠保障。涵洞采用移動模板臺車施工,這一技術的探索和成功運用,對于武漢動車段的建設功不可沒。
參考文獻:
[1]TZ 213-2005《客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南》
[2]TB 10203-2002《鐵路橋涵施工規范》
[3]鐵建設【2005】157號《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》