浅谈下坂地水利枢纽对外高山公路骏马大桥施工技术

尚俊

【摘 要】骏马大桥，地处帕米尔高原之上，属高海拔、高寒和高地震烈度区，工程的施工难度较大，可施工时间短。为节约工期，减少工程成本，笔者与施工技术人员通过多次研讨，对施工工艺进行了改进，取得了良好的效果，现对其进行归纳总结，以供同类地区同类工程的建设参考。

【关键词】下坂地水利枢纽；大桥；施工技术

1工程概况

水库蓄水后，原塔沙公路部分段落被淹没，为保障县道通畅，并保证下坂地水利枢纽工程交通，需要对原塔沙公路库区淹没段进行移线新建。路线受水库蓄水水位控制，沿塔什库尔干河左岸陡峻山坡进行，大桥位于高山路桩号K17+200～K17+360处的骏马沟上，沟与桥中线交角为900。该桥前一跨位于直线上，后四跨位于R=639.201m的圆曲线上。桥长158.64m，上部为5-30m预应力空心箱梁，下部桥墩为圆柱实体墩地面高度为40.0m，桩基础直径1.6m圆柱体、深度20.0m；桥台为U型桥台，扩大基础；0号台、2号墩、5号台处各设D80型毛勒伸缩缝一道，其它墩顶、台顶设桥面连续。

2地质条件

大桥区域地貌属冰水、冰碛台地，地面高程3040～3102m，相对高差62m，沟谷右岸为Q3fgl冰水积碎砾石夹砂土：粒径一般3～17cm，密实，次棱角状，无层理，厚度大于50m。沟谷左岸为Q1gl碎块石夹砂土：粒径一般3～28cm，碎石含量大于60%，棱角狀，层理不清，厚度大于50m。

2.1桥位区工程地质条件

2.2边坡稳定性

桥过沟段沟顶宽120m，底宽约1m，沟深42m。右岸坡（上游）完整性差，坡角20?。左岸（下游）坡角45?～60?。左岸坡路线左侧为一陡壁，高约25m，发育一条卸荷裂缝，宽2～8cm，上宽，倾向260?，倾角85?，倾向上游及沟口外，时有崩塌发生，不稳定。沟两岸桥位两端轴线右侧边坡角为24?～28?，基本稳定，地下水位埋深大于50m。

3大桥的施工方法

3.1扩大基础（桩基础）施工

3.1.1挖孔灌注桩的施工方法

本桥主要采用半人工，半机械化施工。扩大基础开挖用挖掘机开挖至基底已上150～300mm以上采用人工清底。清基、模板支立等全为人工操作。桩基础采用人工挖孔灌注桩。桥梁下部结构的混凝土搅拌采用JZS500型强制式搅拌机及自动配料机。搅拌机出料后经装载机运输，再用人工送入模板内。

3.1.2挖掘工艺

挖掘承台的桩孔采取两种顺序：先挖桩孔，后挖承台座板基坑；先挖承台座板基坑，后挖桩孔。本桥多用前者，优点是便于排除地表水、场地宽敞、立架、支撑、提升、灌注等操作方便。特别是陡坡地形，若先挖承台底板基坑，刷方边坡高时，易造成挖孔事故。

挖掘的一般工艺要求：

a.挖掘时，不必将孔面修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩阻力。

b.在挖孔工程中，须经常检查桩孔尺寸和平面位置：群桩桩位误差不得超过50mm；直桩倾度不得超过±2.5%；孔径、孔深必须符合要求。

c.挖孔时如有渗水，应及时支护孔壁，防止水在孔壁浸泡流淌造成塌孔。

d.桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业，不宜中途停顿，以防坍孔。

e.挖孔如遇到涌水量较大的潜水层承压水时，可采用水泥砂浆压灌卵石环圈，或其他有效的措施。

f.挖孔达到设计深度后，应及时进行孔底处理。

4）孔内爆破施工：为确保施工安全，提高生产效率，孔内爆破施工应注意以下事项：

a.导火线起爆应有工人迅速离孔；导火线应做燃烧速度检验，据以决定导火线所需长度；孔深超过10m时应采取电雷管引爆。

b.必须打眼放炮，严禁裸露药包。对于软岩石炮眼深度不得超过0.8m，对于硬岩石炮眼深度不得超过0.5m。炮眼数目、位置和斜插方向，应按岩石断面方向来定，中间一组集中掏心，四周斜插挖边。

c.严格控制用药量，以松动为主。一般中间炮眼装硝铵炸药1/2节，边眼装药1/3节～1/4节。

d.有水眼孔要用防水炸药，尽量避免瞎炮。如有瞎炮要按安全规程处理。

e.炮眼附近的支撑加固或设防护措施，以免支撑炸坏引起坍孔。

f、孔内放炮后应迅速排烟。

g.一个孔内进行爆破作业，其他孔内工作人员也必须到地面安全出躲避。

5）孔内护壁：孔内护壁采用现浇混凝土，护壁的形式采用外齿式护壁。护壁的厚度根据孔内水文及地质情况的不同，厚度也随之相应改变，具体厚度的确定按以下公式计算：

根据现场实际情况，混凝土护壁的最小厚度控制在10cm，混凝土的强度≥C25及桩基础的强度。

6）挖掘的安全技术措施：挖孔工人必须配有安全帽、安全绳。取出土渣的吊桶、吊沟、钢丝绳、卷扬机等机具，必须经常检查。井口周围须用混凝土制成框架或围圈予以围护，井口围护应高于地面30cm，挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖。

3.2墩台身施工

3.2.1薄壁高墩施工

骏马桥共5跨，其中3号墩身为薄壁空心墩，墩身高35米，墩身采用翻模施工。由于此桥位于山谷中地形条件复杂，施工场地无法满足吊装设备作业要求，为方便墩身施工在模板周围采用角钢焊接成平台框架，框架四周放木板形成工作面，框架与12个支撑立杆形成操作平台。工作平台四周挂梯形成拆模立模工作面，每次循环时需要由缆索吊配合提升平台。

3.2.2翻模结构

每套翻模共分二层，二层模板连在一起，按顺序逐节向上倒用，模板依附已浇筑完混凝土墩段作为持力点，上部设有工作平台，模板间采用螺杆连接。另在工作平台上布置6个手摇8T倒链，位于每块模板的正上方，人工进行模板的提升。

3.2.3钢筋的制作与安装

钢筋绑扎完毕检验合格后进行模板的安装，模板拼装之前先将模板磨光清除干净，涂抹脱模剂，脱模剂采用新鲜机油，涂刷时要轻、薄、均匀，以保证混凝土表面颜色一致。模板拼装完毕后，穿入拉杆进行模板加固。拉杆外套塑料胶管，以便拉杆循环使用。

3.2.4混凝土的浇筑

浇筑混凝土前，先将杂物清理干净，接触面洒水润湿。混凝土的浇筑过程严格按规范要求控制。为保证混凝土具有良好的和易性、流动性，并严格控制混凝土的坍落度在10-14cm范围内，以保证混凝土表面颜色一致；

3.3盖梁施工

盖梁施工采用整体拆装式托架工艺，所用设备由托架、柱箍、承托件、坐板、扣件和导向轮组成。

3.4箱梁预制

骏马桥共有箱梁15片，单片重90t。

3.4.1制梁台座

箱梁是薄壁结构，预制构件尺寸要求严格，各部尺寸的误差为±10mm。为保证预制质量在进行台座施工前，认真处理好路基清除不均匀沉降。台座施工时注意场地排水，底座设置牢固可靠，整体性好，以避免多次周转梁而破坏底座，底座修建采用C15鋼筋混凝土，台座边角采用角钢包边，台座端头2m范围内基础扩大，并用∮16钢筋网加强处理以使能够承受张拉后的两端头有足够的的承载力，避免台座下沉、开裂。

3.4.2模板

外模板：为保证砼外观质量，外模采用定型钢模板，为便于支、拆模板，箱梁外模分6节组成，每节长4.9米；空心板外模分四节。节与节之间用镙栓连接，接缝处夹垫海绵胶垫，以免漏浆。为防止模板移位并加强整体性，在外侧模板的底部用∮16mm螺栓拉紧，下垫木楔。箱梁顶部用40#槽钢对口连接，槽钢下加垫，借以稳定内模。外模支腿下使用升降螺杆。空心板顶部外模用∮16mm螺栓拉接。

内模：内模采用抽拉式钢模，内模制作时在四周各面布置一块先拆板，先拆板设置成“八字”拆模时将拆模器的挂钩勾在先拆板的孔上旋转丝杆把先拆板调出后可容易地将模板拆出。

3.4.3钢筋工程

1）非预应力钢筋施工：底板、腹板及隔板钢筋的绑扎直接在模内进行、顶板钢筋骨架先分成两节做好，待内模安装完毕后起吊拼装。

2）波纹管施工：箱梁因孔道较长且带弧度，采用两根波纹管接头，从两端穿入，中间连接采用大一号型的波纹管，接头管的长度为400～800mm，其两端用密封胶带封裹；空心板可整根穿入。安装时事先按设计图中的预应力筋的曲线坐标在箍筋上定出曲线位置，固定采用钢筋支托，间距为300mm。

3）预应力钢筋施工：预应力钢筋的下料长度按计算长度、工作长度和原材料试验数据确定，下料长度的相对误差不大于2mm。为防止在混凝土浇筑时波纹管漏浆导致管道堵塞，采用先穿束法，在混凝土浇筑前将钢筋束穿入，在浇筑混凝土之后立即将钢束前后抽动几下即可。预制空心板梁采用两端张拉，故每根钢绞线的长度按下式确定：

3.4.4混凝土工程

混凝土的浇筑过程严格按规范要求控制。

3.4.5预应力钢筋的张拉与锚固

1）混凝土强度检验：当混凝土的试件强度达到设计强度的90%以后，方可施加预应力，当混凝土强度达到设计强度的95%时，方可张拉负弯矩钢束。。

2）构件端头清理：构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。

34）预应力筋张拉顺序：采用四台千斤顶横向对称张拉、两头同时张拉，箱梁张拉顺序（见下图）为：N1-N2-N3-N4

4）压浆封端：

压浆：预应力张拉后，在24小时内完成孔道压浆。压浆前用水冲洗孔道，借以除尘和湿润孔壁，除掉孔内的杂质，便于灰浆流动及孔壁有良好的粘着性，待松散颗粒除去及清水排出后，再以压缩空气吹干管道。水泥浆从配制到入管，需控制在40min以内，压浆用活塞式压浆泵，从一端压浆，当另一端冒出浓浆时，关闭出口阀门继续压浆，压力0.6～0.7Mpa，保压3min，关闭阀门，压浆完成。

封端：将自制的封端钢模（分上、下和两侧）以及对应的加力架固定于预埋在梁端两侧的个螺帽上，顶端与底部分别借助于端墙和支座螺栓架固定。封端模板制作要准确，支立模板要稳定，以防止变形，端隔板的钢筋焊接要牢固，位置准确，混凝土采用插入式振动器振捣密实。

3.4.7箱梁架设

由于骏马桥箱梁单片重达90t，需采用架桥机进行架设而此桥地形条件复杂且既有低线公路高差在70米以上，架桥机无法运输至梁场。因此，此桥架设采用321型贝雷架组装成单导梁进行架设。

4结语

下坂地水利枢纽工程位于气候恶劣的帕米尔高原上，在桥施工过程中，施工人员采取科学管理措施，克服了各种恶劣的气候、地质条件和复杂的施工设计技术，按合同期间内完成了此项工程任务。该桥的建成解决了下坂地工程和塔什库尔干县下游3个乡人民的交通问题。