市政管线隧道下穿即有桥梁关键技术研究论文_俞棒飞

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摘要:随着社会经济、国民经济水平的不断提升,市政基础设施的建设规模逐渐增大。目前我国大部分城市中的市政管线都是利用浅埋暗挖式技术对隧道进行施工。要想提升下穿既有桥梁施工技术水平,便要对安全检测、结构分析等方面进行全面把控,才能将市政管线工程的整体质量提供保障。本文浅析市政管线隧道下穿即有桥梁关键技术。

关键词:市政管线;隧道;桥梁;小导管;安全检测

引言

近几年,我国各大城市交通线路都在不断完善之中。城市道路系统中,地下轨道交通体系占据着非常重要的地位。为了缓解逐年增加的地面交通压力,城市地下空间开发应用越来越多。在此形势下,市政服务管线越来越多,且建设的隧道也越来越多。市政管线隧道的建设不仅缓解了周边区域交通的压力,而且还获得了良好的经济效益和社会效益。因此,市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术受到关注。

1市政管线隧道的建设

谈及市政管线隧道,由于建设其的目的是缓解城市交通压力,因而建设的地理位置大多在城市核心区。由此,市政管线隧道的周边构筑物较多,且隧道覆跨不会非常大。市政管线隧道在建设过程中,需要考虑对周边构筑物影响大小,因而通常会采用浅埋暗挖方法施工。同时,在遇到土质条件和地下水较为丰富的区域时,更加要谨慎施工。为了确保隧道施工的安全性,一般会采取一系列施工技术措施。市政管线隧道建设过程中应用的浅埋暗挖方法,应用广泛,且拥有众多的工程实例。浅埋暗挖施工,通常最适合用于第四纪软弱地层中进行修建隧道。浅埋暗挖,具体而言,是通过合理调动围岩的自承能力适当加固和处理地层的一种施工方法。浅埋暗挖施工过程中,会采用短进尺开挖,将围岩和初期支护结构形成一体,形成联合支护体系,满足施工阶段荷载需求,以保证变形基本稳定,再施作二次模筑衬砌以完成隧道建设。浅埋暗挖施工方式能够通过初期支护、二次衬砌共同承担特殊荷载,是一种先柔后刚的复合式新型支护结构体系(如表1所示)。隧道工程施工中,常常会遇到很多不可预知的问题,譬如,地层条件复杂、周围环境复杂等。而应用浅埋暗挖法施作隧道可有效将这种不可预知的风险控制在一定范围内。但是,必须要重视施工过程的监测工作,以确保地层、支护材料、周围建(构)筑物不会出现任何不妥。另外,施工检测也是修正设计和施工方法的重要依据,由此才能保证施工的安全。截至当前,浅埋暗挖法已经被应用在多项工程中,且发挥了极大的优势。从具体工程实例来看,应用浅埋暗挖法施作隧道,其施工技术灵活,且隧道支护结构强度高,经济适用。

2市政管线隧道下穿既有桥梁技术要点控制分析

2.1有针对性地对既有桥梁实施安全检测

要想确市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术的整体效果、施工水平,便要对安全方面极其重视,通过安全检测的方式,将评估结果进行收集、详尽分析,才能确保桥梁结构整体的安全性、稳定性。首先,要对桥梁结构中的主要构建进行测量,并确定其防水情况。如没有出现异常,便可以开展隧道下穿既有桥梁的施工。这个过程主要便是对既有桥梁的现状、稳定性进行检测、评估,为了提升评估准确性,需要利用专业技术人员进行检测,并提交评估报告还要开具检测证明,主要从以下四点来进行:第一,对桥梁局部的路面情况进行评估。要对桥梁局部进行仔细检测,看表面是否存在车辙、破损、开裂等问题,并对其附属设施进行详尽的检查与判断。第二,检测桥梁结构的整体外观情况。要对桥梁结构的整体外观进行检查,尤其是针对渗水、漏筋、混凝土脱落等问题,并将其明确区分。第三,要对桥梁桥墩的混凝土强度进行检测。在检测之后要将检测结构与设计要求互相对比,才能将对比结果进行确定,从而确保桥梁桥墩的整体混凝土强度是否符合标准。第四,要根据桥梁的结构状态,正确判断其归属等级类型。

2.2分析隧道施工对桥梁结构安全可能造成的威胁

分析隧道施工对桥梁结构安全影响,主要包括探究隧道工程施工造成的影响范围,并分析出桥梁结构可能遭受的损伤。为此,应该从以下几方面进行分析。第一,分析既有桥梁基础的承载力,并预判既有桥梁可能会产生的纵向或竖向沉降。桥梁的基础的承载力,决定了其支承状况。而影响桥梁的基础的承载力因素很多,可能是桥梁建造形式因素,也可能会受隧道开挖过程中管线保护是否到位而影响。第二,分析既有桥梁的使用功能和主梁承载力。在确定既有桥梁结构之后,针对其基础纵向不均匀沉降进行分析,以免造成严重后果。桥面连续构造复杂,桥面防水层和伸缩装置不仅会危害桥梁横向联系,还会导致桥梁整体性减弱。第三,分析桥面铺装及防水层的受损程度,以免造成行车不便。

2.3进行桥梁监控、量测,划定桥梁控制指标

桥梁的运营状况是施工调查的重点和难点,更是隧道施工安全保障的基础条件,因此,需要对桥梁进行监控、量测。所谓监控,在于掌握隧道基本内容。所谓量测,在于掌握分析桥梁重点部位的运行状态。为此,需注意以动态观测、全程监测的方式实施监测。桥梁监控量测的内容众多,至少涵盖:1)基础沉降监测,监测对象是旧桥部分结构、新桥部分结构承台;2)承台倾斜;3)路面沉降;4)外观监测,即变形监测,检测对象是混凝土裂缝及支座、伸缩缝等。桥梁控制指标标准的确定,涉及:1)桥梁检测评估报告;2)穿越工程施工中,桥梁结构可能受到的危害预分析报告;3)原桥梁设计综合分析报告。市政管线隧道下穿既有桥梁在技术实施过程中,应满足控制技术指标。以北京市蒲黄榆路热力隧道工程与南三环刘家窑桥斜交工程为例,根据其计算出的桥梁控制指标。

2.4施工过程中的关键点

既有桥梁结构、地下管线极易受到隧道施工的影响,为了避免这方面的危害,在分析工程实际情况之后,可遵照“管超前、短开挖、强支护、早封闭、严注浆、勤量测”执行。与此同时,为了增强隧道掌子面的稳定性,减少周围地层的变形,还需要采取恰当的辅助措施。经众多工程实例表明,施工过程中的施工要点包括以下几个方面:第一,超前小导管注浆加固。通过拱部超前小导管注浆加固,有明显的优势,优势一,能够规避隧道开挖时拱部土体的不稳定状况;优势二,能够缩小地层沉降量。第二,隧道开挖,上下台阶法最为合适(见图1)。且在土体开挖施工时,应进行支护并成环。台阶长度,以满足作业空间为基准。第三,增强隧道下穿既有桥梁段的支护刚度。通过增强隧道下穿既有桥梁段的支护刚度,可以避免隧道开挖引起的地层沉降量过大。为此,可以通过以下两种方式增强隧道下穿既有桥梁段的支护刚度,一种方式是加密钢拱架;另一种方式是增设临时支撑点。

结语

下穿既有桥梁施工技术是影响市政管线隧道工程项目整体质量、安全性的重要因素,且具备较大的风险及不确定性。因此在进行下穿既有桥梁技术进行施工过程中,要将建设过程中的各个环节进行严格掌控,并进行有效的安全检测,才能确保市政管线隧道工程的安全性。

参考文献

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论文作者:俞棒飞

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期

论文发表时间:2018/8/24

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