山區(qū)高速公路橋隧連接工程關(guān)鍵性技術(shù)研究

王衛(wèi)東 羅陽(yáng)圣

（1.寧波交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315000；2.贛州誠(chéng)正公路工程監(jiān)理有限公司，江西 贛州 341000）

1 引言

我國(guó)正處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的重要時(shí)期，國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一直占有舉足輕重的地位。特別是近年來(lái)，隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的逐步落實(shí)，山區(qū)高速公路建設(shè)有了很大的進(jìn)展。在工程建設(shè)的眾多技術(shù)領(lǐng)域中，高速公路的橋梁和隧道工程技術(shù)十分突出，有著越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。山區(qū)高速公路的橋梁和隧道工程技術(shù)以開(kāi)發(fā)利用山嶺潛在資源為目的，進(jìn)而能夠更好地實(shí)現(xiàn)環(huán)保、安全、便利、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)的工程要求。因此，必須要逐步加強(qiáng)對(duì)山區(qū)高速公路橋梁和隧道工程施工技術(shù)方面的應(yīng)用研究。

本論文主要結(jié)合山區(qū)高速公路橋隧連接工程的特點(diǎn)，對(duì)其施工關(guān)機(jī)技術(shù)展開(kāi)分析探討，以期從中能夠找到合理有效可靠的橋隧連接施工技術(shù)應(yīng)用，并以此和廣大同行分享。

2 橋隧連接施工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

在山區(qū)高速公路上，當(dāng)橋梁端點(diǎn)與相鄰隧道洞門(mén)間的距離較近時(shí)，在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)安全等方面，必須考慮橋梁和相鄰隧道間的相互影響。當(dāng)橋梁與相鄰隧道具有相互影響時(shí)，相應(yīng)的隧道洞口、橋端部和橋隧間的連接路段統(tǒng)稱為橋隧連接部分，簡(jiǎn)稱橋隧連接或橋隧相連。

山區(qū)高速公路上的橋隧連接工程同時(shí)涉及到山區(qū)橋梁和山嶺隧道的修建，盡管目前修建橋梁或隧道的各種技術(shù)都日趨成熟，但橋梁和隧道近距離相接之處在設(shè)計(jì)和施工還存在許多彼此相互影響的問(wèn)題，這些問(wèn)題在施工和設(shè)計(jì)中或己解決，或仍然是個(gè)難題，已解決的需盡快總結(jié)形成理論以指導(dǎo)以后的工程實(shí)踐，尚未解決的需做進(jìn)一步的研究和探討。但目前總結(jié)性和進(jìn)一步研究性的工作還做的很不夠，規(guī)范中對(duì)橋隧連接段的施工和設(shè)計(jì)也無(wú)明確的要求和說(shuō)明。

具體說(shuō)來(lái)，主要存在的問(wèn)題如下：

l)在橋隧連接工程設(shè)計(jì)和施工的諸多方面還沒(méi)有將橋梁和隧道作為連接工程的特殊形式統(tǒng)籌地考慮有序地進(jìn)行；

2)山區(qū)高速公路的技術(shù)規(guī)范還未形成對(duì)橋隧連接工程的專門(mén)性規(guī)定；

3)山區(qū)高速公路的建設(shè)過(guò)程中，已經(jīng)積累了許多對(duì)以后建設(shè)橋隧連接這種特殊結(jié)構(gòu)的行之有效的經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)這些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行積累和研究分析的工作還做的很少，許多技術(shù)的普遍適用性還不夠，函需對(duì)這些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸類分析，以指導(dǎo)以后的工程實(shí)踐；

4)橋隧連接工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)時(shí)在力學(xué)性能上相互影響關(guān)系需要進(jìn)行三維有限元計(jì)算分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，給出該特殊結(jié)構(gòu)各關(guān)鍵部位在初步設(shè)計(jì)階段、施工中和運(yùn)營(yíng)中的力學(xué)狀態(tài)。目前該方面的資料還很少；

5)橋隧連接工程作為高速公路中結(jié)合了橋梁、道路和隧道三種構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)形式，其特殊性和重要性不言而喻，因此其安全運(yùn)營(yíng)顯得尤為重要。橋梁、路基或隧道，就單一的結(jié)構(gòu)來(lái)看，其安全運(yùn)營(yíng)的研究都已經(jīng)比較多了，但將三者作為相互影響的對(duì)立統(tǒng)一面綜合考慮的研究工作還進(jìn)行的不夠，需要開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

3 山區(qū)高速公路橋隧連接工程關(guān)鍵技術(shù)探討

3.1 橋隧連接條件下橋臺(tái)施工處理措施

當(dāng)前橋臺(tái)施工的主要難點(diǎn)在大體積橋臺(tái)的施工和軟基橋臺(tái)的施工兩個(gè)方面。

對(duì)于大體積橋臺(tái)，往往需要一次性澆筑成型，如前所述，其施工的主要問(wèn)題就是控制混凝土澆筑時(shí)的施工水化熱以控制溫度裂縫的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)控制混凝土原材料、優(yōu)化配合比、優(yōu)化施工工藝、降低澆筑時(shí)溫度、進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控等措施得到很好的解決。

對(duì)于軟基橋臺(tái)，一般都采用鉆孔樁基礎(chǔ)。軟基橋臺(tái)樁基既要承受橋梁上部結(jié)構(gòu)傳遞下來(lái)的巨大荷載，同時(shí)又要抵擋臺(tái)后軟弱地基的水平推力，因此在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中稍有不慎，就可能引發(fā)橋頭跳車或者橋臺(tái)前移甚至橋臺(tái)樁基被剪斷的重大工程事故。針對(duì)軟基上的橋臺(tái)存在的問(wèn)題，一般采用的技術(shù)措施為：

(1)加強(qiáng)臺(tái)身及基礎(chǔ)的剛度法:避免采用單排樁基礎(chǔ)，而采用雙排樁或多排樁來(lái)共同承擔(dān)由于引道填土、臺(tái)前臺(tái)后不均勻下沉對(duì)基樁產(chǎn)生的彎矩和剪力;或采用斜樁基礎(chǔ)，所謂的斜樁基礎(chǔ)實(shí)際上是斜樁與豎直樁的混合樁基。

(2)臺(tái)前加載法:即加大錐體護(hù)坡的范圍與體量并以重力式擋墻作錐體護(hù)坡的坡腳基礎(chǔ)，以大錐體填土來(lái)平衡臺(tái)背引道填土的壓力，達(dá)到減小臺(tái)前臺(tái)后軟基不均勻下沉的目的。

(3)臺(tái)后減壓法:包括低填土方式、溜坡方式、橋頭踏板形式、箱形或多箱形方式、填土采用輕骨料、埋置涵管箱涵、設(shè)置混凝土樁等。

3.2 橋隧連接條件下橋臺(tái)的施工技術(shù)探討

橋隧連接條件下橋臺(tái)的施工分為兩個(gè)方面：橋臺(tái)在隧道洞門(mén)外和橋臺(tái)在隧道洞門(mén)內(nèi)。

(1)橋臺(tái)在隧道外施工

當(dāng)橋臺(tái)在隧道洞門(mén)外施工時(shí)，對(duì)于掘基橋臺(tái)，若基礎(chǔ)開(kāi)挖在隧道洞口段開(kāi)挖之后進(jìn)行，如前文所述，將對(duì)隧道洞口周邊圍巖產(chǎn)生二次擾動(dòng)。地應(yīng)力再一次重新分布，可能對(duì)橋臺(tái)和隧道周邊圍巖帶來(lái)穩(wěn)定問(wèn)題；另外，當(dāng)?shù)鼗某休d能力不足時(shí)，可采用樁基橋臺(tái)的形式，但鉆孔時(shí)亦會(huì)對(duì)隧道周邊圍巖產(chǎn)生二次擾動(dòng)，孔的出現(xiàn)可能影響周邊圍巖的穩(wěn)定性。因此，需要在開(kāi)挖橋臺(tái)基礎(chǔ)的時(shí)候，做到緩慢開(kāi)挖，緩慢進(jìn)階，同時(shí)及時(shí)做好隧道圍巖的監(jiān)測(cè)量控工作，根據(jù)量測(cè)的結(jié)果必要的時(shí)候可采取臨時(shí)支撐措施，待開(kāi)挖完成圍巖趨于穩(wěn)定后再拆除?；蛳冗M(jìn)行橋臺(tái)施工,當(dāng)山體土體穩(wěn)定后進(jìn)行隧道洞門(mén)施工。

(2)橋臺(tái)在隧道洞門(mén)內(nèi)施工

當(dāng)橋臺(tái)在隧道洞門(mén)內(nèi)施工時(shí)，不可避免地造成圍巖的二次擾動(dòng)，需要按上述方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)某凹庸袒蚣皶r(shí)支護(hù)，特別是隧道直墻或曲墻的底部在橋臺(tái)開(kāi)挖時(shí)可適當(dāng)多植入若干根錨桿，增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性。

由于橋臺(tái)在隧道內(nèi)部，橋臺(tái)的自重肯定會(huì)對(duì)圍巖本身產(chǎn)生豎向壓力荷載。由于橋臺(tái)所處的隧道洞門(mén)段取消了仰拱，因此邊墻側(cè)壓比拱部松弛荷載對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的影響更明顯，設(shè)計(jì)、施工應(yīng)尤為注意，條件允許的情況下，可采用箱形或多箱形的橋臺(tái)形式減小橋臺(tái)的自重，進(jìn)而減小邊墻的側(cè)壓。

總之，不管橋臺(tái)在隧道洞門(mén)內(nèi)還是在洞門(mén)外，在施工的時(shí)候都需要做到謹(jǐn)慎小心、充分準(zhǔn)備、及時(shí)處理，以保障施工的質(zhì)量和工作的順利進(jìn)行。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前對(duì)于橋隧連接工程的定義還只是純經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)該特殊結(jié)構(gòu)的定義由于直接涉及到設(shè)計(jì)和施工工作的方法和內(nèi)容，因此必須作出更加準(zhǔn)確的定義。橋隧連接工程準(zhǔn)確的定義可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與有限元仿真計(jì)算相結(jié)合的方法開(kāi)展。本論文初步對(duì)山區(qū)高速公路段橋隧連接工程施工中的相關(guān)施工技術(shù)進(jìn)行了分析探討，也給出了詳細(xì)的施工技術(shù)方案以供參考。但是更全面的施工應(yīng)用技術(shù)還有待于廣大工程施工技術(shù)人員的共同努力，才能夠最終實(shí)現(xiàn)提高山區(qū)高速公路橋隧連接工程施工應(yīng)用技術(shù)水平的目的。

[1]李澤榮.山區(qū)公路橋梁工程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].中國(guó)市政工程,2009,(2):1-3.

[2]吳華金,汪秀根.山區(qū)高速公路隧道建設(shè)發(fā)展與展望[J].林業(yè)建設(shè),2009,(6):5-7.

[3]王飛.山區(qū)高速公路橋隧相連技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].公路工程與運(yùn)輸,2008,(11):1-4.