四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司四川成都610000
摘要:在桥隧相接的前提下,为适应现场实际的地形地质条件,采取了隧道顺应地形斜交出洞,隧道洞口段加大断面,桥梁伸进隧道洞内的对策。
关键词:隧道洞口段;出洞方式;桥隧相接;设计;
1.工程概况
冻青树隧道位于贵州省习水县境内,左洞长384m,右线长417m,属短隧道。隧道围岩以灰岩为主,工程地质良好,隧道进口与冻青树大桥(2×105m预应力砼T形刚构)相接,出口与赤水河特大桥相接(主跨1200m悬索桥)。受赤水河特大桥桥位控制,隧道左线进口轴线与地形斜交角度约45°,偏压较为严重。由于洞口地形陡峻,且位于悬崖中部位置,勘察期间无法进行横断面测量,施工图设计时根据地形图及现场调查情况初步拟定洞口桩号,同时要求施工时根据现场实际情况进行调整。
受地形控制,隧道从出口向进口单向掘进,左洞采用小导洞先行出洞后再反向逐段开挖洞口边仰坡,当小导洞先行出洞后,发现实际地形与地质条件均较原设计有较大的出入。首先是实际地形较原设计更为险陡(见图1),洞口右侧边坡开挖逾40m,高边坡开挖施工困难且后期风险较大。其次是在隧道洞口3~5m范围内有2组明显的沿节理面产生的裂缝(见图2),后经现场详细勘察,为卸荷裂隙带。为适应现场实际地形和地质条件的变化,桥隧相接处必须进行相应的变更设计。
图2洞口裂隙
2.地形地质条件对洞口工程的影响
2.1地形地质条件对隧道的影响
隧道洞口左侧及洞口上方10~20m高范围位于强风化带岩体内,由于卸荷裂隙带的影响,岩体局部较破碎,造成洞口处产生了一定范围的危岩体,隧道洞口段的施工及后期运营皆存在安全隐患。洞口高边坡的施工几乎难以实现且后期运营风险较大。
2.2地形地质条件对桥梁的影响
通过现场地质调查及赤平投影法等手段分析得出,左洞右侧壁ZK93+478~左洞左侧壁ZK93+485.4往小桩号方向卸荷裂隙不甚发育区属于稳定区。
同时由于桥梁在后期运营中存在汽车动荷载及振动等因素的影响,对坡面卸荷裂隙极为不利,将桥梁伸进隧道内一定长度,跨越卸荷裂隙带,将桥台放置于岩体稳定区,使桥台基础稳固可靠。
3.应对措施
对于该处特殊地形地质条件下的桥隧相接段的应对措施主要为以下几点:
(1)对边仰坡凸出岩体及局部松动危岩体采取全面清危及局部主动防护措施,确保施工、洞门及运营安全;
进洞口岩壁陡立,成洞条件较好,隧道顺地形斜交出洞,在洞内施做管棚工作室,超前支护采用φ108大管棚+φ42单层小导管双层超前支护,洞口段初期支护靠山体侧系统锚杆调整为6m的长锚杆,支护钢架分榀从正交逐渐过渡到斜交布置,避免左侧高边坡开挖,实现零开挖出洞,二次衬砌纵向构造钢筋由φ12调整为25,二衬砼标号由C30提高为C40,隧道斜交出洞段二次衬砌必须与主洞整体浇筑,使斜交出洞段与主洞形成整体悬挑受力;
(2)为尽可能的减小对隧道周围岩体卸荷裂隙的影响,保证隧道周围岩体的稳定性,洞口段隧道开挖采用控制爆破方式进行施工,在条件允许的情况下应尽量采用机械开挖;
(3)为确保桥台基础稳固可靠,隧道洞口段加大断面,取消仰拱,采用直边墙形式,冻青树大桥桥台由重力式桥台调整为由板式结构、背墙、台后配重组成的新型重力式桥台,桥台深入隧道内,止点桩号调整为ZK93+494.58,桥台在隧道内挖深约7m。
(4)为保证隧道洞口的安全,必须对洞口坡面进行工程防护,在隧道洞顶15m范围内仰坡采用垫墩锚索防护,间距为4×4m,对洞口整体坡面采用主动网防护,防护范围为洞口两侧分别向外延伸10m,高度至坡顶。
4.结束语
结合江习古高速公路冻青树桥隧相接设计典型实例,得出以下结论:
(1)桥隧相接设计应结合实际地形地质条件,施工条件及后期运营维护等综合因素,合理的确定桥隧相接形式。
(2)桥隧相接涉及桥梁、隧道专业,两专业设计人员应密切配合,结合特定的地形地质条件具体设计。
(3)对于桥隧相接处结构,施工显得尤为重要,施工单位必须仔细领略设计意图,精心施工组织,严格按照设计施工,在隧道开挖前应与桥梁专业核对结构尺寸,避免产生施工错误。
参考文献:
[1]四川公路桥梁建设集团有限公司冻青树大桥、冻青树隧道桥隧相接设计图
[2]公路隧道设计规范
[3]《爆破安全规程》(GB6722-2014)