浅埋隧道下穿城市公路匝道桥截桩托换施工技术

发表时间:2021/5/12   来源:《城镇建设》2021年4期   作者:杨荣统
[导读] 在现代化城市发展过程中,充分利用地下空间,缓解公共交通压力,为人们的出行提供便利的条件。
        杨荣统
        昆明道恒房地产开发有限公司  云南 昆明 650000
        摘要:在现代化城市发展过程中,充分利用地下空间,缓解公共交通压力,为人们的出行提供便利的条件。在许多城市利用地下空间进行施工时,会在地下空间建立隧道,应用截桩托换施工技术,既能提升隧道的稳定性,还能使整个施工对周围产生较小的影响。
关键词:浅埋隧道;下穿城市公路;匝道桥截桩托换施工技术
        伴随着城市车辆,人口的大范围增加,在城市中出现了拥堵的现象,且越来越严重化,为了能够有效缓解城市压力,则在城市发展中大力发展城市公路交通,其中地铁的建设工作就是首当其冲的。城市公路轨道等的建立,具有较高的便捷性、安全性。然而,在建设过程中,对于浅埋隧道下穿城市公路的匝道桥建设是必不可少的。因此,为了确保下穿城市公路匝道的稳定性。本次研究中从浅埋隧道下穿城市公路匝道桥截桩托换施工技术展开分析,从而土地城市公路匝道桥建设的发展。
1.工程概况
        以某地区隧道工程为例,该工程地处城市的核心区域,是连接城市东西方向的主要通道。在隧道的上方,会设有较多的建筑物,由于建筑物较为密集,会使隧道施工难度较大。
        在该工程的某一标段内出现匝道,在匝道进行隧道施工,要求隧道具备较强的支撑能力,并且在不影响路面交通正常行驶的前提下,加快施工速度,为后续的施工提供便利的条件。在匝道位置进行施工,采用截桩托换施工技术,该技术会在匝道的底部设立箱体,箱体基础采用圆截面方式,使箱体的基础直径设定在1.5米,每个基础的间距控制在3米。在该匝道位置,会在箱体上设立七个基础桩,每个基础桩的最小轮廓线的间距设定为0.47米。在对该匝道施工区域的岩土进行分析,岩土中以基岩强风化带为主要成分,在风化带内存有较多的积水,在施工中清理风化带中的积水,可以提升施工质量。
2.评估影响结构安全性因素
2.1匝道桥结构位移
        在匝道桥施工过程中,周围的岩体遭到破坏,岩体会出现较为明显的沉降情况,如果未能控制沉降,匝道桥结构会出现较为明显的位移情况,不利于后续的结构施工。此外受到其它应力的影响,匝道桥结构的稳定性会发生变化,主要出现四种结构变化,每种结构变化,与岩体沉降、箱体设立的位置以及上部荷载等因素存在密切的关系。
2.2匝道桥结构受力分析
        在对匝道桥结构承受的应力进行分析过程中,四种结构位移,使用计算机建立模型,模拟出结构位移产生的变化。在施工的准备阶段,匝道的交叉位置,结构受到较多的应力,会使匝道交叉位置出现断裂的情况。在施工期间,匝道位置设立箱体,由于箱体可以承受较大的应力,使原来的结构承受的应力状态发生变化,起到提升匝道桥结构稳定性的作用。在施工前和施工后对匝道桥结构受力情况进行分析,通过分析发现,使用箱体会提升匝道承受应力的能力,保证匝道结构进行施工安全性较高。
3.施工方法
3.1总体方案
        在匝道下穿施工的准备阶段,使用大管棚建立支护体系,支护体系建立与施工同步进行。在开挖期间必须预留支护桩体的位置,使用桩体建立封闭的支护结构,最后分别从桩体的底部向桩体的上部建立支护结构。完成支护结构建立后,使用临时的支撑结构,便于匝道的开挖施工,按照依次推进的原则,在横截面内结构开挖完成的同时,还应进行衬砌的施工。
3.2开挖施工
3.2.1开挖步骤
        开外步骤如下:第一,在大管棚的支护体系中,在匝道结构的不同位置,分别进行护拱和箱体的施工;第二,在箱体的桩基础两侧,分别设立支护结构,要求支护结构必须达到设计强度,然后进行仰拱段的施工,在仰拱段使用拱架进行连接,提升拱架的整体性;第三,在仰拱满足强度要求后,应在桩基处建立拱架,将拱架作为护拱,用于保护桩基础;第四,在完成二次衬砌后,上述开挖步骤继续进行。
3.2.2机械开挖
        在地下施工过程中,会使用到较多的开挖机械。

机械在开挖期间,采用上下台阶施工方法,要求桩基础与隧道的仰拱基础相平,主要目的在于降低开挖过程中,岩体结构对基础产生的荷载。但是在机械开挖中,会对岩体产生扰动,提升机械的开挖精度,将产生的扰动降至最低,才能使围岩和桩基础结构处于稳定状态。在上台阶施工过程中,使用单臂掘进设备,采用削切开挖方法,在下台阶施工过程中,使用铣挖机进行施工。使用单臂掘进设备时,按照环形进行挖掘,逐步扩大挖掘面,使挖掘的结构体现出安全性特点,并且精准控制隧道的开挖量,防止出现超欠挖的情况。
3.3护拱施工
        在护拱施工过程中,第一层护拱的厚度控制在32厘米,完成开挖后使用型号为HW175的钢架建立支护体系。在第二层护拱施工时,厚度控制在28厘米,使用型号为I20的钢架建立支护体系。按照依次掘进依次支护的原则,在每个支护结构连接位置,均需要预留连接点,在连接点使用型号为I20的钢架建立临时支撑体系,完成护拱施工后,护拱会形成一个封闭的环境,在封闭的环境中,采用纵向连接的方法,将拱脚、拱腰等位置,使用槽钢进行连接。此外为保证护拱与岩体结构充分接触,通过检测发现拱架与岩体产生的间隙,使用浆体填充间隙。
3.4仰拱施工
        在仰拱施工过程中,需要在开挖处预留桩体的安装位置,在安装中使用混凝土,对安装区域进行封堵,完成底部施工后,向岩体的顶部进行施工。在施工企业应使用围挡,配合使用止水带等对支护区域进行封堵,防止支护位置出现渗水情况,导致桩体的基础出现软化等问题。
3.5截桩施工
3.5.1拱部临时支撑
        在截桩施工过程中,要求在拱部位置建立临时支撑结构,利用截桩防止拱部出现沉降的情况,并且配合使用临时支架,在支护的拱顶建立临时支架,一方面使桩基与拱顶和拱底连接,另一方面会使后续的施工更加便捷。
3.5.2截桩
        使用全液压省局切割机设备,分为三步进行截桩使,在施工中根据实际环境做出变化,通过变化减少对环境的影响,并且整个施工过程速度较快。在隧道的外轮廓线位置,向外延伸5厘米作为截桩的基础,然后从拱顶开始破除桩基,使拱顶和拱底的桩基与岩体连接。
3.6桩位护拱闭环
        在桩位护拱闭环区域内,在截桩的桩基位置,采用支护方式建立初期支护体系,在第一层拱墙连接位置,需要使用仰拱钢架,建立封闭的支护体系,然后使用混凝土建立二层支护结构。
3.7衬砌施工
        在衬砌施工过程中,会使用较多的钢筋混凝土,在仰拱以及缝隙等位置,填充混凝土与钢筋混合,一方面建立的混凝土结构,可以支撑上部的结构,防止匝道出现沉降的情况,另一方面会提升二次衬砌的速度,缩短二次衬砌的时间,即可进行下一个桩基的施工。
4.施工技术要点
4.1检测
        在匝道施工的准备阶段,施工企业应聘请具备资质的企业,对施工环境进行检测,通过检测生成报告,在报告内会详细介绍匝道的情况。进入到施工环节,检测部门同步进行监测工作,在监测中及时发现和解决影响匝道施工的因素。
        在下穿匝道施工过程中,加强施工监测尤为重要,要求监测部门在匝道的关键位置,包括底板、护拱等位置设立监测点,以便实时获取精准的数据,如沉降数据、净空收敛数据等。监测频率为每小时一次,在混凝土进行施工后,每两个小时监测一次。
4.2保证桩基托换效果
        在截桩施工的准备阶段,在桩基的周围设立临时支撑结构,会为桩基提供较多的支撑。在下穿施工期间,拱顶至匝道底部进行支护施工,在支护施工中设立工字钢,可以提升支护体系的整体性,保证支护结构更加稳定。
结语:
        综上所述,在浅埋隧道下穿公路匝道桥施工过程中,使用截桩托换施工技术,可以使下穿结构更加稳定,并且对周围的环境产生较少的影响,从而获得良好的施工效果。
参考文献:
[1]杨军,秦岭.盾构隧道近接桥梁群桩分区方法与桩基施工技术[J].中国标准化,2019,(18).7-9.
[2]吴乐.地铁矿山法隧道内桩基托换施工技术措施关键要素探究[J].工程建设与设计,2019,(19).192-193,196.
[3]朱云.明挖地铁车站下穿高架桥桩基托换施工关键技术[J].交通世界(中旬刊),2019,(9).27-28.
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