百米悬崖溶洞路基拼宽施工技术比选.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER99第 40卷第 1期0 引言进场道路是施工项目必不可少的，在修建时会遇见各种各样的难题。因些对百米悬崖溶洞路基1拼宽技术研究比选，旨在为悬崖路基处理施工提出新的解决方案。1 工程概况工程位于河西乡燕子洞景点对面的施工进场道路的悬崖段，要求满足 17 m 长拖车运输要求。现有道路路面宽仅 3 m，且在连续转弯段，为 80 年代采用猫洞炮爆破而成的农村生产道路。路基左侧边坡陡峭，形成倒悬破碎岩壁，高度15 20 m，再往上是 560 m 高的原始陡坡，珍贵树木林立。路基右侧为弯道内侧，有 1 道 2 m 高的浆砌石挡墙，挡墙外 1 m 宽坡比 1 1，再向外为 1 0.1 的陡坡，陡坡下为 1 1 的光滑坡面。陡坡岩体卸荷裂隙2发育，部分裂隙张开10 20 cm，上面有 3 个溶洞，最大的溶洞口高6 m，距离路面 17 m，距离谷底 60 m。2 路基拼宽方案比选2.1 锚拉桩板墙方案2.1.1 方案设计该方案是在溶洞口设置两颗抗滑桩，由于桩体埋深太浅，外露太高，需要锚索锚固3。桩体间是预制挡板，桩体两侧是锚杆护面连续墙，如图 2 所示。百米悬崖溶洞路基拼宽施工技术比选王娟，金理（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：高陡路堑段路基拼宽、调曲线常用挡墙、桩板墙、桥这 3 种方案，每种方案又有多种形式可以考虑。道路设计施工技术人员的工作就是根据现场具体的地质、地形条件，开动脑筋，努力创新，通过技术设计和经济分析，选取合适的方案，将天堑变坦途。经研究，采用基础梁工字钢挡墙方案，现场施工简单快捷、施工工期节约、施工成本有效降低、同时保证了施工期的质量和安全、降低了后期维护难度。关键词：百米悬崖；溶洞路基；拼宽技术；基础梁工字钢挡墙中图分类号：U416.1文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)01-0099-04DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.01.024Research onWidening Technology of 100 Meter Cliff Karst Cave RoadbedWANG Juan,JIN Li(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:There are three common schemes for roadbed widening and curve adjustment in high and steep road sections:retaining walls,pile sheet walls,and bridges.Each scheme has multiple forms to consider.The job of road design and construction technicians is to select appropriate solutions based on the specific geological and topographical conditions of the site,through technical design and economic analysis.After research,it has been found that using the foundation beam I-beam retaining wall scheme,on-site construction is simple and fast,construction period is saved,construction costs are effectively reduced,while ensuring the quality and safety of the construction period and reducing the difficulty of later maintenance.Keywords:100 meter cliff;karst cave roadbed;widening technology收稿日期：2023-11-29作者简介：王娟（1980-），女，陕西安康人，工程师，主要从事项目管理工作。*100云南水力发电2024 年第 1 期?图 1 锚拉桩板墙图设计主要工程量为 C25 混凝土 295 m3，钢筋32 t，25 mm 锚杆 186 m，32 mm 锚杆 81 m，30 m 预应力锚索 4 套（21.6 mm 钢铰线 2.5 t），石方开挖 207 m3，墙背回填 500 m3。2.1.2 抗滑桩开挖抗滑桩开挖以水磨钻4施工为主，软岩段辅以手持风镐开挖。采用慢速小型卷扬机提升碴土，弃碴至临时集中堆放处，及时浇筑钢筋混凝土护壁。混凝土浇筑采用串筒下料，分层振捣、浇筑。2.1.3 脚手架搭设脚手架管采用48 mm，壁厚 3.5 mm 的无缝钢管，脚手板采用 5 cm 厚，30 cm 宽的松木，现场要求做好刷防锈漆防腐、确保质量及安全合规。2.1.4 钢筋加工安装钢筋在施工区附近的钢筋加工厂加工，采用人工下放，第 1 次 5 个箍筋 1 组，孔上四角各站 1个工人，尽量匀速下放至孔底。四角固定主筋安装后，在孔口位置将 4 根主筋的末端绑扎在一起，使主筋呈金字塔形状，便于后续箍筋下放。单根箍筋下放、绑扎，直到完成箍筋工作量的 50%，放开四角主筋顶端，再单根下放绑扎其余主筋，全部主筋下放、绑扎完成，再继续剩余的箍筋下放、绑扎，直到钢筋笼全部施工完成。2.1.5 模板支拆模板采用表面平整，宽窄统一的金属钢模按3 m 1 仓设置，模板与模板之间的连接需采用“U”型卡和嵌套螺栓，对侧模板之间以 1 m 间距设置梅花形布置的对拉杆。浇筑钢管接地点地基承载力不能小于 200 kPa，间排距 0.6 m0.8 m，步距1.2 m，并要并布设剪刀撑和扫地杆。工作跳板使用载人竹条板或木板，并与支架连接牢固。2.1.6 混凝土浇筑采用串筒法5灌筑，串筒下口距桩孔内混凝土表面的高度保持在 2 m 以内。混凝土要垂直灌入桩孔内，并应连续分层浇筑，每层厚为 0.5 m，采用插入式捣固器振捣密实，快插慢拨，直到不冒气泡且泛浆。注意施工过程中串筒提升时不得碰撞钢筋笼。2.1.7 锚索锚杆钻孔安装抗滑桩和连续墙上预留锚索孔和锚杆孔，抗滑桩和连续墙设置连接筋，整体向上一层层浇筑，完成 1 层则用宣化钻钻孔安装锚索和锚杆。2.1.8 挡土板预制安装挡土板预制在小型构件预制厂内进行，为保证混凝土表观质量,底模和侧模采用钢模板，预制挡土板要注意预留吊装孔和安装孔。2.1.9 墙背回填墙背回填要在锚索及锚杆砂浆和混凝土强度起来且挡土板安装后进行，注意保护锚索及锚杆外露部分。2.2.10 防撞护栏施工护栏设在连续墙顶及抗滑桩靠路一侧，注意最高一块预制挡板上要预留护栏锚固筋。王娟，金理 百米悬崖溶洞路基拼宽施工技术比选1012.2 钢桥方案2.2.1 方案设计因拼宽段纵坡达到 16%，只能考虑设置钢箱梁桥6，桥宽 2.5 m，跨径 17.5 m，由于岩石破碎，两端桥台下设置钻孔灌注桩。设计主要工程量为 C25 混凝土 51 m3，钢筋0.5 t，钢箱梁 27 t，22 mm 锚杆 76 m，石方开挖137 m3，墙背回填 17 m3。2.2.2 老挡墙改建拆除原有的浆砌石挡墙，再进行原位浇筑混凝土挡墙，挡墙下设锚杆增强侧向摩擦力，挡墙与钢箱梁间设铰接缝。2.2.3 钻孔灌注桩施工桩位为强风化白云质灰岩，计划投入冲击钻机 1 台，钻孔桩施工步骤：开挖工作平台桩位放样钻机就位钻孔清孔放置钢筋笼架串桶干法浇灌混凝土混凝土养生凿除桩头进入下一道工序。2.2.4 桥台施工桥台施工采用钢模板支模，串桶送混凝土入仓，振捣棒振捣密实。2.2.5 钢箱梁制作安装为确保钢箱梁生产过程有序、合理，各工序必须严格按照施工工艺流程进行，基本流程分厂内加工制作及现场施工 2 个部分，细分为 33 道工序：图纸审核放样材料采购、试验钢材预处理涂防锈底漆下料制作胎架加工闭口肋拼装小分段焊接脱胎架修正胎架预拼装划安装线检验打磨除锈喷底漆、中间漆、喷面漆一道运输吊装检测调整焊接安装支座落梁安装护栏及泄水孔补漆喷涂最后一道面漆验收。2.2.6 防撞护栏施工钢箱梁就位后在右侧边上焊接护栏锚固钢筋，绑扎护栏上部钢筋，立模浇筑。2.3 基础梁工字钢挡墙方案2.3.1 方案设计左侧的山体在此方案实施前先采用破碎锤充分破除，尤其是左转弯处突起的部分，直接破除3 m 进去，形成半山峒7。右侧老挡墙外的悬崖顶不能强行冒险作业，只得组织光伏钻孔接空压机采用冲击钻法在老挡墙外 1 m 左右钻孔，设 I20工字钢，既作为安全护栏，又与地梁8组成型钢钢筋混凝土。设计主要工程量是：I20a 工字钢 3.58 t，C25混凝土 37 m3，钢筋 0.9t，22 mm 锚杆 32 m，石方开挖 803 m3，墙背回填 7 m3。2.3.2 一次石方开挖先用破碎锤将左侧突起山包的周边扩挖，再用推土铲集渣到突起下，然后爬上去破碎，至少4.5 m 高、3 m 宽范围。2.3.3 钻孔安装工字钢组织光伏冲击钻钻孔，工字钢顶部吹孔栓铁丝，挖机逐根吊装并下放到位，用混凝土灌孔并振捣密实。工字钢间连接 3 道22 mm 钢筋作为临时护栏。2.3.4 二次石方开挖采用挖机挖除老挡墙，继续下挖到不能挖动，换破碎头小心破碎到位，人工清理9。2.3.5 锚杆基础梁施工打 2 排22 mm 锚杆，绑扎基础梁钢筋，分3 层浇筑混凝土，第 1 层埋没基础梁钢筋 10 cm，第 2 层到挡墙衡重台，第 3 层到路面高度并埋设护栏锚固筋。2.3.6 防撞护栏施工邀请主变运输单位来现场确定防撞护栏高度是否影响拖车通行，不影响再浇筑，影响就先采取临时措施防护。3 经济效应3.1 工期分析锚拉桩板墙方案工期要 76d：桩孔平台准备7d 桩孔开挖 10d 桩基础 3d 桩和连续墙浇筑、插挡板、锚固、回填 6 层循环 54d 护栏浇筑 2d。钢桥方案工期要 22d：老挡墙改建 3d 灌注桩 2d 桥台 5d 钢箱梁制作安装 10d 护栏浇筑 2d。基础梁工字钢挡墙方案工期要 19d：半山峒开挖 11d 钻孔安装工字钢 1d 老挡墙挖除 1d 打锚杆安装基础梁钢筋 1d 分三层浇筑 3d 护栏浇筑 2d。102云南水力发电2024 年第 1 期3.2 成本分析锚拉桩板墙方案费用约 150104元：方案涉及 30 m 长 721.6 mm 的超大钢铰线束，山区高速都难遇到，需要在抗滑桩外侧 1：1 的光滑陡坡上搭设操作平台，平台高 20 m，宽 3 m，长27 m，随混凝土分层浇筑搭设，需要 1 台 25t 汽车吊驻点配合，措施费需要 60104元，建安费需要90104元。钢桥方案费用约 70104元：工厂分段焊接后运到桥位附近组焊，需要搭设焊接平台，汽车吊配合，组拼完成后需要两台汽车吊配合吊装，措施费需要 15104元，建安费需要 55104元。基础梁工字钢挡墙方案费用约 29104元：小挖机破碎出半山峒后拦截过路的光伏钻机和空压机，钻孔安装工字钢，防护是永临结合的，没有发生大的措施费。4 基础梁工字钢挡墙方案实施效果针对工程项目的百米悬崖溶洞路基拼宽施工，分别采用锚拉桩板墙方案、钢桥方案、基础梁工字钢挡墙方案多方案对比分析，基础梁工字钢挡墙方案设计结构最简单，施工最方便；施工安全风险最小，避免了锚拉桩板墙方案施工人员百米深涯底下长时间的面临的风险，也避免了钢桥方案百米深涯边的钢箱梁运输和吊装风险；基础梁工字钢挡墙施工工期最短，比锚拉桩板墙方案节省了 57d，比钢桥方案节省了 3d；基础梁工字钢挡墙方案施工成本最低，比锚拉桩板墙方案节省成本121104元，比钢桥方案节省了成本 41104元。5 结束语综上所述，经多方案对比分析，百米悬崖溶洞路基拼宽路基施工采用基础梁工字钢挡墙方案，现场施工简单快捷、施工工期节约、施工成本有效降低、同时保证了施工期的质量和安全、降低了后期维护难度，值得在后续工程中推广运用。参考文献：1陈晓斌.下覆溶洞路基工程处理方法可行性分析J.广州建筑，2009,37（2）:4.2朱大栋.复杂岩质边坡的静动力稳定性分析D.南京：河南大学，2007.3冯玉国，隋永波，周万东.预应力锚拉桩板墙在高边坡支护中的应用J.探矿工程：岩土钻掘工程，2005,32（Z1）:127-133.4 柴勇.人工挖孔水磨钻在山区高速公路桥梁桩基施工中的应用 J.交通建设与管理：下半月，2014,（7）:126-131+134.5常高彬，许强.鱼刺式串筒在袁冲暗涵工程中的应用J.水利建设与管理，2019,39（4）:36-39.6邓扬，丁幼亮，李爱群，等.钢箱梁桥焊接细节的疲劳断裂可靠性分析J.工程力学，2012,（10）:122-128.7张卫华.型钢加固挡土墙的工程应用J.公路交通科技：应用技术版，2016,（10）:63-65.8龙发.分析地下框架梁、基础连梁、基础梁、地圈梁的区别J.建筑工程技术与设计，2017,（7）:264.9罗坤东，戴仕鹏，赵乾辰，等.衡重式挡墙在山区高填方运用模拟研究J.云南水力发电，2021，37（8）:31-34.