高速公路橋隧相接形式與施工方式研究

嚴(yán)明

摘 要：高速公路的發(fā)展與建設(shè)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)家安全具有非常重要的意義，由于我國(guó)地理特征的復(fù)雜性，在高速公路的建設(shè)過(guò)程中，工程人員經(jīng)常會(huì)遇到地勢(shì)崎嶇、山體陡峭的場(chǎng)景，需要挖掘隧道并架設(shè)橋梁，橋隧相接處的施工與設(shè)計(jì)也是高速公路建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本文以此出發(fā)，分析了三種不同的常見(jiàn)高速公路橋隧相接形式，并結(jié)合具體使用條件，分析了不同橋隧相接形式的施工方式，提出了注意事項(xiàng)，以及需要注意的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高速公路;橋隧相接;施工方式

引言

橋隧相接是公路工程中一項(xiàng)重要的工程形式，占高速公路的施工工程量的70%以上。我國(guó)作為一個(gè)擁有960萬(wàn)平方公里的大國(guó)，境內(nèi)地理類(lèi)型多樣，地質(zhì)條件復(fù)雜，在高速公路的建設(shè)過(guò)程中通常會(huì)遇到山地等復(fù)雜地形，需要設(shè)計(jì)隧道與橋梁，保障高速公路可以安全高效地運(yùn)營(yíng)。在高速公路的施工過(guò)程中，經(jīng)常需要面對(duì)隧道與相接的橋梁距離非常近的條件，因此橋隧相接技術(shù)在高速公路的施工工程中占據(jù)非常重要的位置，橋隧相接的有效性和安全性也直接關(guān)乎著高速公路的使用壽命與運(yùn)營(yíng)安全。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，以高速公路工程為代表的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼地展開(kāi)，在大量的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中也為我國(guó)的橋隧相接技術(shù)積累的寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。本文將圍繞高速公路的橋隧相接形式與對(duì)應(yīng)的施工方式進(jìn)行論述。

1.高速公路的橋隧連接形式

根據(jù)我國(guó)高速公路工程的設(shè)計(jì)施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)高速公路橋隧相接方式可以分為整體型、緊靠型以及連接型三種方式。

1.1整體型相接

整體型的橋隧相接特點(diǎn)為橋梁橋臺(tái)與隧道出入口的結(jié)構(gòu)是整體為分開(kāi)的，共同承受變形與受力，具體可分為整幅相連和單幅相連兩種形式，其中整幅相連為對(duì)隧道出入口進(jìn)行擴(kuò)展挖掘，在暗洞處建設(shè)用于橋梁連接的承臺(tái)結(jié)構(gòu);而單幅相連為在隧道的明洞口之外的位置設(shè)置承臺(tái)結(jié)構(gòu)以及橋臺(tái)結(jié)構(gòu)?？紤]到整體型橋隧相接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在工程設(shè)計(jì)階段要充分考慮整體結(jié)構(gòu)的受力，將二者視為一個(gè)整體統(tǒng)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)在施工過(guò)程中也要格外強(qiáng)調(diào)建筑體的完整性。橋隧交付運(yùn)營(yíng)后，橋臺(tái)與隧道除了需要承受路面機(jī)動(dòng)車(chē)的負(fù)荷載重，還需要承受來(lái)自于隧道的圍巖和隧道、橋梁自重的壓力。這其中最難把控的是來(lái)自于圍巖的荷載，圍巖自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)還會(huì)隨著地質(zhì)變化而相應(yīng)地發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，定量計(jì)算非常困難。由于整體型的橋隧相接的整體特點(diǎn)，一旦某方面出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)對(duì)整體工程帶來(lái)嚴(yán)重的影響，因此在實(shí)際工程中要謹(jǐn)慎選用整體型設(shè)計(jì)。

1.2緊靠型相接

緊靠型橋隧相接的特點(diǎn)為橋梁橋臺(tái)與隧道出入口的工程結(jié)構(gòu)為分開(kāi)的設(shè)計(jì)，沒(méi)有實(shí)際進(jìn)行橋接。具體可分為護(hù)坡結(jié)構(gòu)設(shè)置橋臺(tái)的方式與相接段設(shè)置橋臺(tái)的方式。該類(lèi)型的相接方式所承受的壓力主要來(lái)自于機(jī)動(dòng)車(chē)的荷載、橋臺(tái)基礎(chǔ)變化、橋梁自重、溫度效應(yīng)、圍巖壓力等等。緊靠型的橋隧相接在表面上看橋臺(tái)與出入口是統(tǒng)一的整體，但二者連接的縫隙非常明顯，通過(guò)這個(gè)縫隙，可以有效隔離二者承受的荷載，使其無(wú)法進(jìn)行相互傳遞。當(dāng)橋臺(tái)或隧道出入口發(fā)生變形與位移的變化時(shí)，這些變化也無(wú)法影響到對(duì)方，從而將危害影響控制在一定的范圍內(nèi)。雖然緊靠型的方法具有可控的優(yōu)勢(shì)，但其施工縫隙的控制需要格外注意，尤其是當(dāng)橋臺(tái)或隧道其中一方發(fā)生形變以及位移時(shí)，施工縫隙會(huì)顯著增大，輕則影響行車(chē)舒適度，重則危害人車(chē)安全，甚至發(fā)現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)等嚴(yán)重事故。因此在施工過(guò)程中施工方可單獨(dú)施工隧道與橋臺(tái)，預(yù)留一定的空間，最后將其進(jìn)行連接。

1.3連接型相接

連接型橋隧相接方式介于緊靠型與整體型之間，其主要特點(diǎn)為隧道出入口與橋梁橋臺(tái)的結(jié)構(gòu)是彼此獨(dú)立的，二者的形變、位移、受力都相互無(wú)影響，這接近于緊靠型橋隧相接;而橋梁、隧道以及銜接路段這三者之間的路面是相互連接的，這接近于整體型橋隧連接。三者中，橋梁路面與隧道路面的連接使用的是剛性基層，銜接路面則使用的是剛性與半剛性基層。這種相接方式無(wú)需擴(kuò)挖隧道的斷面，同時(shí)機(jī)動(dòng)車(chē)的行駛舒適感較好。

三種相接方式具有不同的使用場(chǎng)景與優(yōu)缺點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)方與工程施工方結(jié)合具體的地質(zhì)條件與地勢(shì)特點(diǎn)進(jìn)行綜合考量與詳細(xì)設(shè)計(jì)，下面就高速公路橋隧相接的施工方式進(jìn)行論述。

2.高速公路橋隧相接的施工方式

橋隧相接技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景絕大多數(shù)為地形陡峭的山區(qū)，地形復(fù)雜，施工場(chǎng)地較小，非常限制技術(shù)的應(yīng)用，在這樣的復(fù)雜條件下妥善的處理好隧道與橋臺(tái)的連接處非常困難。通常在工程中會(huì)使用連拱隧道與分離式隧道的方式，其連接形式分別為連拱隧道連接與小間距的隧道連接，橋梁與隧道的斷面并不相等，這要求相接方式要滿(mǎn)足橋梁與隧道的平行，并根據(jù)實(shí)際情況相應(yīng)調(diào)整高速公路的路肩與護(hù)欄。

前期的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作中，要結(jié)合相關(guān)部門(mén)提供的地質(zhì)、水文、遙感等方面的資料，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩硖攸c(diǎn)進(jìn)行全面的了解。使用包括GPS、RS、GIS在內(nèi)的3S技術(shù)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，科學(xué)合理地進(jìn)行布設(shè)線(xiàn)位，在減少對(duì)山體結(jié)構(gòu)影響的同時(shí)，也降低災(zāi)害、地質(zhì)變化對(duì)高速公路的施工與后期運(yùn)營(yíng)的影響。當(dāng)遇到地形平緩、有基地基礎(chǔ)且地質(zhì)穩(wěn)定的情況時(shí)，橋隧相接通常會(huì)使用橋梁不深入隧道的方式。這種方法因?yàn)樗淼琅c橋梁的獨(dú)立性，會(huì)在一定程度上影響橋隧部分的整體穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)施工條件的要求也會(huì)增大很多，尤其是對(duì)橋臺(tái)的要求格外嚴(yán)格，需要足夠大的橋臺(tái)以保證穩(wěn)定性，但是這種方法具有可控性?xún)?yōu)勢(shì)。在地勢(shì)陡峭、地形復(fù)雜以及地質(zhì)不穩(wěn)定的區(qū)域建設(shè)橋隧連接時(shí)，一般會(huì)使用橋梁深入隧道的方式，這種方式對(duì)施工條件要求較低，但是會(huì)影響隧道出入口的穩(wěn)定性。隧道口的設(shè)計(jì)與建設(shè)是橋隧相接的重中之重，需要結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與勘測(cè)資料，對(duì)隧道口位置的選定、施工方案、災(zāi)害控制進(jìn)行詳實(shí)地規(guī)劃設(shè)計(jì)，務(wù)必要避開(kāi)山體滑坡、泥石流等災(zāi)害的多發(fā)段。同時(shí)要格外注重施工縫隙的控制，保障通行車(chē)輛的駕駛體驗(yàn)與人車(chē)安全。

結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，以高速公路為代表的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在全國(guó)各地不斷展開(kāi)。由于我國(guó)地勢(shì)的復(fù)雜性與地理的多樣性，在山區(qū)等復(fù)雜條件下建設(shè)高速公路相對(duì)來(lái)說(shuō)比較困難，高速公路的橋隧連接處的設(shè)計(jì)與施工是其中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。從形式上看，橋隧連接處可分為整體型連接、緊靠型連接以及連接型連接三種方式，本文從多角度對(duì)它們進(jìn)行了論述并分析了其優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)橋隧處的施工方式，以及不同施工方式的優(yōu)缺點(diǎn)、對(duì)應(yīng)的具體場(chǎng)景進(jìn)行了全面分析。

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