復雜地形條件懸索橋超埋深錨碇基坑開挖施工

張 偉，楊 博，朱占發(fā)

（中交二公局第二工程有限公司，陜西西安 710119）

0 引言

錨碇作為懸索橋最主要的受力結構，其施工質量將直接影響到整個橋梁的成敗。錨碇基坑開挖和防護施工又是錨碇工程施工的基礎，了解錨碇基坑開挖施工的施工工藝是做好錨碇施工的關鍵。闡述山區(qū)復雜地形條件下的懸索橋超埋深錨碇基坑開挖施工。

1 工程概況

陽寶山特大橋位于貴州省黔南州貴定縣新巴州和德新鎮(zhèn)境內，大橋橫跨獨木河大峽谷，是貴黃高速控制性工程之一。根據(jù)設計圖紙，陽寶山特大橋主跨為650 m單跨鋼桁梁懸索橋，主纜邊跨分別為170 m，210 m；主纜中跨650 m，垂跨比1/10。主橋中心樁號K40+626，全橋長1112 m。

陽寶山特大橋兩側錨碇均采用U形重力式鑲嵌錨碇、明挖擴大基礎的結構形式。錨碇全長58 m、寬54 m、高42 m，底面設置兩級平臺，中間10 m范圍內設置斜坡。貴陽側錨碇基坑底部標高為+1118.963 m，基坑開挖方量約553 500 m3，貴陽側錨碇基坑左側和右側最大邊坡分別為72 m和99 m；黃平側錨碇基坑底部標高為+1119.963 m，基坑開挖方量約417 900 m3，黃平側錨碇基坑左側和右側最大邊坡高度分別為48 m和70 m。

2 錨碇基坑開挖的難點分析

（1）由于陽寶山特大橋主橋位于山區(qū)，地勢陡峭，施工便道難以修至錨碇處，導致施工機械無法進入基坑施工區(qū)域。

（2）貴陽側錨碇位于險峻的山脊上，出渣通道難以修建，嚴重影響錨碇基坑開挖進度和施工組織。

（3）錨碇處巖石強度較大，普通施工工藝無法進行開挖，全部需要采用爆破施工，對于基坑開挖施工進度和成本控制產生一定的影響。

3 施工工藝

3.1 施工流程

圖1所示為錨碇基坑工程施工工藝流程。

3.2 開挖工藝

陽寶山特大橋錨碇基坑開挖采用爆破施工+機械開挖。錨碇基坑采用機械開挖時，采取反鏟挖掘機和推土機直接從最高點向下削峰的方法進行。挖掘機和推土機均為履帶式，爬坡能力較強，當坡度太大不能直接爬坡時，可采用蛇行道路迂回上升。當基巖強度較大時，也可根據(jù)實際情況采取小規(guī)模松動爆破開挖。爆破方式主要為松動爆破，一般情況下不得采用大爆破施工；臨近路塹設計邊坡時，如需爆破，應采用控制爆破或光面爆破方法。對深路塹及順層路塹邊坡開挖，尤其是一些特殊路段施工時，應對預裂爆破、光面爆破、小型排炮微差爆破等控制爆破技術進行綜合比較，盡可能優(yōu)化爆破技術，減小因爆破對原地層性能的破壞；靠近邊坡坡面的兩列炮孔，特別是靠順層邊坡的一列炮孔，宜采用減弱松動爆破，嚴禁采用大爆破及掏底法施工[1]。

根據(jù)設計圖紙，為避免錨碇基坑坑壁、坑底基巖長時裸露、風化，基坑底層第一次只開挖到距基坑底標高1 m處，采用機械開挖至基坑底標高，不得采用爆破方式開挖，以免影響基礎密實度，從而影響基坑基底承載力，并盡快清除基底，快速進行混凝土的澆筑。

圖1 錨碇基坑工程施工工藝流程

3.3 錨碇基坑開挖出渣方案

陽寶山特大橋貴陽側錨碇基坑設計總方量為549 500 m3，黃平側錨碇基坑設計總方量為417 900 m3，方量較大，能否快速將基坑內的石渣運出基坑內，是制約錨碇基坑開挖施工周期的關鍵。

黃平側錨碇處地勢較為平坦，采用直接拉槽放坡修筑施工便道，施工便道延伸至基坑內部。黃平側錨碇基坑共修建2個出渣通道，錨碇開挖在（1150～+1193.203）m時，從出渣通道2運出，當在（1119.963～+1150）m時可從出渣通道1出渣，如圖2所示。

圖2 出渣通道

貴陽側錨碇位于山脊上，與貴陽側主便道之間存在較大的高差，前期挖掘機修建一條簡易施工便道，進入錨碇基坑施工區(qū)域，但簡易施工便道縱向坡度較大，渣土車無法通過簡易施工便道進入錨碇基坑施工區(qū)域，嚴重影響基坑開挖施工進度。因此項目主要管理人員對地形認真研究和實地勘察，擬定貴陽側錨碇基坑出渣方案：由于前期施工便道未打通，渣土車無法通過施工便道進入錨碇基坑施工區(qū)域。因此錨碇基坑開挖石渣直接通過小樁號側山坡上直接往下進行棄土，將該區(qū)域填高，待該處填至一定高度后，在其上方修建一條出渣通道深入至基坑施工區(qū)域內，出渣通道標高隨基坑開挖深度不斷調整，能滿足錨碇基坑石渣運輸?shù)男枨?。此外，還在主便道外修建一條支便道作為后期材料運輸通道直達錨碇[2]。

3.4 錨碇基坑邊坡防護

根據(jù)地質勘探報告，陽寶山特大橋錨碇基坑邊坡巖層傾向與邊坡坡向小角度相交，屬不穩(wěn)定結構，需進行加固防護。且局部節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較為破碎，開挖過程中易產生坍塌、掉塊等不良地質現(xiàn)象。邊坡防護采用錨桿框梁和灌木護坡綠化（T形植生板）2種防護形式。

錨碇基坑施工要做好土石方開挖與支擋加固工程施工的有機結合和進度協(xié)調，嚴格按照“分級開挖、分級支護”的防護方案進行施工，自上而下，開挖一級，加固防護一級，工序銜接緊湊，嚴禁采用一挖到底或超前開挖（1～2）級加固防護的施工工藝。

3.5 錨碇基坑邊坡排水

場區(qū)屬長江流域烏江水系，地表徑流不發(fā)育，雨水以坡面流形式向東南方向排出場區(qū)。邊坡位于已山脊上，為區(qū)域分水嶺，地表水不發(fā)育。為確保基坑邊坡的穩(wěn)定，施工中可采取2個措施。

（1）開挖基坑前，應在基坑坡頂周邊適當范圍挖截水溝和澆筑擋墻，以防止地表水匯入基坑。坡頂?shù)慕厮疁峡v坡充分利用地形自然成坡，截水溝位置及其出水口設置應根據(jù)實際地形進行不斷調整，但溝底縱坡需≥0.5%。

（2）錨碇基坑開挖完成后，在基坑底部適當位置設置一定數(shù)量的集水井和匯水溝，以便在不良天氣能夠及時的排除錨碇基坑內的積水，防止錨碇基礎因長時間受水浸泡，影響其基底承載力。

3.6 錨碇基坑安全監(jiān)控

錨碇基坑開挖深度接近100 m，邊坡級數(shù)多，且邊坡級別較高，因此在開挖過程中需采取一定的監(jiān)控措施，以便能及時了解基坑開挖對周邊結構物的影響以及錨碇基坑邊坡自身穩(wěn)定性。

（1）位移、沉降測試。錨碇基坑邊坡施工期間，應組織相關人員定期觀察固定樁位移，如遇特殊天氣，應適當調整觀察周期，以保證邊坡安全性。

（2）裂縫、變形。主要觀測邊坡有無新裂縫、塌陷發(fā)生，既有裂縫是否繼續(xù)擴大、延伸，錨碇基坑邊坡坡腳位置是否存在鼓包或涌起現(xiàn)象，局部楔體有無滑動現(xiàn)象。

（3）爆破施工后邊坡巖體卸荷松動情況.對邊坡因爆破施工而產生的裂縫數(shù)量、深度及長度等數(shù)據(jù)進行詳細的記錄，以備后期查閱；同時還需根據(jù)裂縫的產狀及深度判斷巖體是否屬于危巖，以便及時采取工程處理措施[3]。

（4）檢查邊坡滲水情況。進行該項工作的目的主要是了解邊坡地表水的滲透路徑或地下水的分布狀態(tài)，從而可以有針對性的布置排水管或及時調整排水管的位置，以利邊坡排水，有利于邊坡的穩(wěn)定。不定期檢查是否出現(xiàn)新的滲水點，原有滲水點的流量和水質情況是否有變化。

（5）除完成常規(guī)邊坡監(jiān)控內容外，還需安排專項監(jiān)控內容。邊坡深部位移、地下水位、支擋結構物變形及應力、預應力錨桿體的工作狀態(tài)的測量并據(jù)此做出邊坡安全性的分析和評價。且每次巡視檢查應有記錄，記錄內容應包含時間、人員、檢查項目、檢查中發(fā)現(xiàn)的問題以及針對問題擬采取的防治措施。記錄方式主要采用文字記錄，必要時可以留存一定的影像資料作為輔助資料。

4 結束語

對于山區(qū)復雜地形條件下，錨碇基坑開挖出渣通道設置應根據(jù)實際地形進行設置，盡可能優(yōu)化出渣通道的布置。對于水穩(wěn)定性較差的巖質，必須做好臨時排水，并在邊坡開挖后盡快防護?；舆吰率┕み^程中，必須采取相關監(jiān)控措施對邊坡穩(wěn)定性進行實時監(jiān)控。錨碇基坑開挖完成后，需及時對基底承載力進行檢驗，盡快組織錨碇錨體施工，防止基底巖質性能因長期暴露，承載力降低。

［1］楊繼朝，羅志恒，艾磊，等.懸索橋重力式錨碇深基坑開挖安全控制技術［J］.公路，2017（5）：115-120.

［2］吳國光，張永健，陳國平，等.矮寨大橋重力式錨碇應力分析［J］.橋梁建設，2013（6）：40-44.

［3］沈忠群，肖開軍，文武，等.潤揚大橋懸索橋南錨碇基坑開挖施工［J］.橋梁建設，2004（4）57-59，66.