基于淺埋暗挖法的橋梁涵洞隧道工程施工技術

魏欣

摘要：當前的橋梁、涵洞、隧道工程挖掘定位多為單向定位，施工范圍受到限制，導致實測位移增加，穩(wěn)固性下降，基于此，對橋梁涵洞隧道工程施工技術進行研究十分必要。簡述工程概況，進行測量放線，采用多階方式對挖掘位置進行定位，同時采用淺埋暗挖法進行基礎挖掘處理。根據(jù)挖掘進度，對隧道涵頂、涵背實現(xiàn)回填處理，最終采用設置沉降縫的方式完成隧道施工。施工結果表明：針對設定的5個點位，進行3次測定分析，最終涵洞隧道實測位移均控制在0.5mm以下，說明此次施工的穩(wěn)定性較好，具有一定的實際應用價值。

關鍵詞：淺埋暗挖法；橋梁涵洞；隧道工程；橋梁施工；預埋處理；隧洞施工

0? ?引言

采用傳統(tǒng)工程施工技術進行橋梁隧道、涵洞施工時，單一的施工體系對于工程質(zhì)量及施工進度把控效果不佳，常導致施工過程中出現(xiàn)不同程度問題，給工程埋下一定的安全隱患[1]。不僅如此，目前的技術難以對隧道的實際承重能力進行有效擴展，導致其常常出現(xiàn)崩塌、裂縫甚至斷裂等情況，缺乏安全性[2]。埋暗挖法作為一種多維、多方向的隧道施工方式，在復雜的施工環(huán)境下施工針對性較強，對于各個環(huán)節(jié)的關聯(lián)搭接效果也更佳。在隧道施工中科學應用淺埋暗挖法，一定程度上加強了對施工結構的控制，逐步形成更為靈活、多變的施工結構，實現(xiàn)了主體結構加固，提升了地層沉降的控制效果[3]。

1? ?工程概況

選定D工程作為測定施工目標，并在整段隧道內(nèi)部設定多個監(jiān)控測定節(jié)點，以便形成穩(wěn)定的監(jiān)督控制環(huán)境，為后續(xù)的施工建設奠定基礎[4]。該隧道的起點與后側的鐵路處于平交垂直狀態(tài)，終點樁號設定為ZK15+886.095[5]。

經(jīng)過測量調(diào)研，確定該隧道全長為1.2km，內(nèi)部設定涵洞兩段，4道64m圓管涵、2道102m箱涵。與基礎隧道建設不同的是，該工程的圓管涵同時起到支撐和加固的作用，對于隧道的建設具有關鍵價值[6]。為確保隧道之間的搭接效果，此次施工建設采用鋼筋混凝土箱涵，并利用過水涵作為結構上的搭接。涵洞的墻身為35m，涵洞之間的間隔為5～12m，采用交叉的施工建設形式，洞身為2.5m[7]。涵洞隧道的透視圖如圖1所示。

根據(jù)圖1完成對涵洞隧道的透視圖分析。分析結果顯示，該橋梁涵洞隧道的基礎結構相對較為穩(wěn)固，但是石砌筑的搭接存在一定的問題，沉降縫之間的距離過大，隧道斷面的一字墻加固效果不佳等。

2? ?淺埋暗挖施工技術設計

2.1? ?測量放線

測量放線處理是隧道建設過程最為關鍵且重要的施工技術之一，有利于確保工程前期測量、定位的穩(wěn)定性與精確性，幫助施工人員更好地開展工作，提升工程的施工質(zhì)量[8]。先明確工程的實際建設范圍及區(qū)域，并在隧道的邊緣位置設定施工圍護欄，逐步營造穩(wěn)定、安全的建設環(huán)境，加強對施工事故的控制。測定隧道的核心位置，并部署對應的挖掘點位，以其作為挖掘施工的中心。在周圍設定對應數(shù)量的控制監(jiān)測節(jié)點，形成循環(huán)性的監(jiān)測結構。

利用全站儀以及自動安平水準儀設備，測定涵洞隧道的基礎數(shù)值以及施工信息，綜合上述數(shù)據(jù)，標定出總控制樁的挖掘位置，并測算出設立挖掘深度，具體計算公式如下：

（1）

式中：G表示設立挖掘深度，m表示預設測量范圍，α表示堆疊測定范圍，i表示放樣次數(shù)，o表示允許出現(xiàn)的最大測量偏差。

根據(jù)上述測定，完成對控制樁設立挖掘深度的測定，依據(jù)標注完成設立，并在范圍之內(nèi)布設相應放樣軸線，測算出涵洞中心里程?？偪刂茦兜闹車璐罱?個護樁，以便為后期的二次放樣處理，奠定基礎的施工建設標準。

2.2? ?多階定位及淺埋暗挖處理

2.2.1? ?多階定位

與傳統(tǒng)的隧道施工定位不同的是，多階定位的針對性和靈敏度會更強一些，且在復雜的背景環(huán)境之下，能夠確保后期淺埋暗挖工作的穩(wěn)步進行，增強隧道建設的穩(wěn)定性。依據(jù)隧道設計方案，先標定出涵洞的軸線位置。在總控制中心樁的位置放置定位邊線，同時利用部署的監(jiān)測節(jié)點，獲取基礎數(shù)據(jù)和信息，根據(jù)此時的施工需求和標準作必要調(diào)整。

在橋梁的邊坡處設計臨時性水準點，測定出涵洞的控制標高，確保四周的預留距離不能少于55cm。在管道中增設排水管，便于施工中對水源的排放與定向引導。根據(jù)水準點的排水情況，將施工的位置區(qū)域作出劃定，形成多階段的定位結構。此過程中，還需要根據(jù)自身的定位要求、設定標準以及隧道的承壓狀況，定位具體的挖掘點位。

2.2.2? ?淺埋暗挖處理

根據(jù)挖掘地定位處理，采用淺埋暗挖處理的方式，對隧道加固坑體進行挖掘。綜合挖掘的需求及標注，設定挖掘的高程為75m，預留邊緣深度為25～30cm之間。為確保最終的挖掘效果，設定1：2的坑壁坡度，使用圓級鋼板樁在隧道內(nèi)部進行臨時支撐，增強施工過程中的加固效果。在隧道混凝土墻身設定接縫位置，利用鋼筋充當接茬筋，形成涵洞隧道內(nèi)部結構上的搭接。

2.3? ?鋼筋綁扎處理及碎石土換填

2.3.1? ?鋼筋綁扎處理

完成基礎淺埋暗挖處理之后，接下來需要對涵洞隧道結構進行加固綁扎，填充空余位置，增加隧道自身的種類，營造安全的施工環(huán)境。根據(jù)實際的需求，將加固綁扎劃分為3個路段，分別是初始路段、核心路段和尾端路段，依據(jù)路段的具體狀況，選擇綁扎鋼筋的類型，具體如表1所示。

根據(jù)表1，完成對不同路段綁扎鋼筋類型的選定。通過專業(yè)的設備及裝置，進行綁扎距離的測定，一般控制在1.5～3.5m之間最佳。

2.3.2? ?碎石土換填

碎石土換填可以進一步擴展隧道的施工范圍，形成更為穩(wěn)固的內(nèi)置結構，起到加固防護的效果。通常情況下，為加快實際的工程進度，一些施工隊伍不會對隧道內(nèi)部結構縫隙中的剩余空間進行填充。這種施工形式雖然能夠加快施工進度，但是難以把控實際的質(zhì)量，存在較大的弊端，不利于工程的關聯(lián)與搭接。

具體操作時，可以先標定出需要換填的范圍，并在邊緣位置標定點位。再使用淺埋暗挖的方式，將換填的空間隔開，劃分為獨立的空間區(qū)域。然后通過鋼筋綁扎實現(xiàn)隧道內(nèi)部結構的加固，并測算出極限偏差，換填極限偏差計算如下：

（2）

式中：M表示換填極限偏差，v表示預設填充空間，δ1和δ2分別表示區(qū)域定向填充區(qū)域和堆疊填充區(qū)域，e表示填充次數(shù)。

根據(jù)上述測算，將得出的換填極限偏差設定為標準。在實際換填過程中，需要加強控制，融合淺埋暗挖的挖掘方式，進一步確保施工進度。

2.4? ?涵身頂板搭接及淺埋暗挖標定

在碎石土換填位置設定監(jiān)測節(jié)點，形成安全、穩(wěn)定的控制環(huán)境。采用淺埋暗挖的方式，在總控制樁體的位置設定涵洞的建設模板，并確保表層維持平整光滑的狀態(tài)。該模板為強度、硬度較高的鋼板，依據(jù)實際的施工需求及標準，設定其尺寸為1.8m×1.5m。

在綁扎鋼筋的位置安裝承接口，將頂板采用水平垂直方式下放到涵洞上方，并卡在承接口位置。此時測算出涵身頂板的承壓能力，并測算出具體的承載值，具體計算如下：

（3）

式中：P表示涵身頂板承載值，υ表示頂板的面積，

表示定向承載范圍，b表示承載單元值，η表示預設偏差。

綜合得出的涵身頂板承載值，設定頂板的搭接點位，測定其安裝是否穩(wěn)固。如果不存在問題，需使用梁加固綁扎對涵身頂板進行多層捆綁，以提高模板自身的穩(wěn)定性。需要注意的是，部分工程在設立頂板時，并未對承接口進行包裹或者維護，由此導致頂板漏漿。所以在安裝時需要加強對承接口的控制。

在此基礎之上，根據(jù)涵洞隧道的挖掘情況一級頂板的安裝位置，對淺埋暗挖邊緣承壓不均衡位置作出標定，依據(jù)施工要求，對這些位置逐步多次加固，確保隧道的承壓逐漸平衡，提高施工的安全性。

2.5? ?隧道涵頂、涵背回填

隧道的涵頂、涵背在施工建設過程中，為增強其自身的穩(wěn)固性，在工程末期需要進行回填處理。為提升隧道的承壓能力，選擇天然砂礫作為回填的主要材料。在涵頂、涵背各個位置標定出劃分的回填空間，從涵身周圍0.5m的位置設定回填軸線，并采用分層夯實、填筑的方式進行填土。隧道涵頂、涵背回填如圖2所示。

綜合回填范圍與空間，在涵洞隧道的邊緣位置作出等距離標定，并檢測出分層壓實的厚度。將厚度控制在5～7.5cm。在回填過程中，需要實施靜壓處理，在隧道涵頂土層厚度0.5m位置，使用重型靜載壓路機進行土層的壓實處理。壓實時，將土層的厚度控制在合理的范圍之內(nèi)，以減少施工對隧道路面的沖擊力，確保涵洞隧道后續(xù)的應用效果。

2.6? ?設置沉降縫

沉降縫實際上是分散涵洞隧道的一種高效的承壓結構，被廣泛應用在橋梁涵洞的施工建設中。標定涵洞箱涵的邊緣位置，根據(jù)實際的加固需求和標準，設置6.5m的變形縫。采用淺埋暗挖的處理方式，與挖掘區(qū)域進行搭接關聯(lián)。擴大具體的隧道施工寬度，盡量將其控制在3.5～6.5cm。將油浸軟木板安裝在涵洞頂板之上，采用垂直的方式，增加實際的承壓能力。利用外圍填充止水密封膏封填沉降縫，增加隧道的穩(wěn)定性和堅固性。

3? ?應用效果

在隧道中標定出5個測點，測定3次，測算出隧道的實測位移，針對其穩(wěn)定程度進行對比分析。施工效果對比分析如圖3所示。

從圖3可以看出，最終涵洞隧道的實測位移均控制在了0.5mm以下，說明此次施工的穩(wěn)定性較好，隧道建設之后更加堅固，位移可控，具有一定的實際應用價值。

4? ?結束語

當前的橋梁涵洞、隧道工程施工挖掘定位多為單向定位，施工范圍受到限制，導致實測位移增加，穩(wěn)固性下降，基于此，對橋梁涵洞隧道工程施工技術進行研究十分必要。

與傳統(tǒng)的橋梁涵洞隧道施工形式對比，本次融合淺埋暗挖法所設計的施工結構更加靈活、多變，自身的施工針對性更強。在復雜工程中應用淺埋暗挖法，可一定程度上擴大實際的施工范圍，穩(wěn)定隧道的建設承壓結構。加強對工程各個環(huán)節(jié)的監(jiān)督控制，可確保日常的工程進度，為后續(xù)工作的處理提供參考依據(jù)。

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