道路桥隧工程施工难点及改进措施分析——以平利至镇坪(陕渝界)公路为例

刘 杰

(中交一公局桥隧工程有限公司，湖南 长沙 410000)

1 工程概况

平利至镇坪(陕渝界)公路是G6911安来高速的重要组成部分，也是陕西省“2367”高速公路网规划中的一条联络线，项目实施对于提升“西三角经济圈”的交通运输条件，加快安康交通枢纽建设，促进陕南经济及平利、镇坪县域经济的循环发展，完善区域路网布局均具有十分重要的作用。

平利至镇坪(陕渝界)公路LJ-11合同段起讫里程为：ZK46+605～ZK51+211.6，YK46+605～YK51+176.6，合同段长4.606km。本项目的特点是投资大，桥梁和隧道占路线全长的90%，本标段桥梁桩基及下构80%位于河道内，位于库区的下游，受汛期影响较大，施工过程中易受到洪水危害。本标段路线沿南江河谷设置，沿线地势陡峭，无开阔平坦地形，大临设施选址受地形制约较大，临建工程量大、费用高。在该项目的隧道工程中，白土岭1号隧道左幅784.4 m，Ⅳ级围岩630 m，Ⅴ级围岩154.4 m；右幅921.4 m，Ⅳ级围岩730 m，Ⅴ级围岩191.4 m。

道路桥隧工程施工量较大，涉及丰富的施工工序，各项细节的质量都要得到保障[1]。针对道路桥隧工程施工前所存在的难点问题，亟需探讨合适的改进措施，以提高施工工艺水平，营造安全的施工环境，保证道路桥隧工程的整体品质。

2 道路桥梁隧道施工难点分析

(1)白土岭隧道进口浅埋段存在较大范围的坡积体，隧接桥，施工难度大。

(2)白土岭大桥钢板-混凝土组合梁为重大关键技术攻关项目，钢板梁的架设施工技术要求高，施工难度大、安全风险高。

3 施工技术

3.1 隧道进洞施工

根据设计图纸地质纵断图显示，白土岭1号隧道洞口均为V级围岩，岩体破碎、松散，构造节理裂隙发育，为强风化泥板岩，有断层带及堆积体，稳定性较差。

综合现场调查情况和设计图纸要求，白土岭1号隧道洞口段V级围岩拟采用“三台阶七步开挖法”，以弧形导坑开挖预留核心土为关键施工要点，分上、中、下3个台阶，并进一步细分为7个开挖面，开挖与支护方向具有一致性，均采取沿隧道纵向错开的方式有序推进。

第一步为上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土且其长度为3～5 m，宽度为隧道开挖宽度的1/3～1/2。以初期支护钢架间距为准，合理调整开挖循环进尺，不宜超过1.2 m，结束开挖后随即初喷混凝土，形成厚度约3～5 cm的结构层。上台阶开挖的工艺要求为矢跨比>0.3，开挖成型后检验，若无误则组织喷锚支护作业。根据图纸搭设钢拱架，取拱脚以上30 cm处，按下倾角30°的方向搭设锁脚锚管，通过焊接工艺将其与钢架稳定连接，再复喷混凝土，直至满足厚度要求为止。

第二、三步为左、右侧中台阶开挖：以初期支护钢架间距为基准，经分析后确定合适的开挖进尺，基本要求为不超过1.2 m，非特殊情况下开挖高度以3～3.5 m为宜，台阶错开量控制在2～3 m，开挖成型后随即组织混凝土初喷作业，形成3～5 cm的结构层，喷锚支护以达到防护的目的，接长钢架，取钢脚墙脚上方30 cm的位置，于该处按下倾角30°的方向搭设锁脚锚管，通过焊接工艺将其与钢架稳定连接，再复喷混凝土，直至满足厚度要求位置。

第四、五步为左、右侧下台阶开挖：以初期钢支护间距为基准，经分析后确定合适的开挖进尺，基本要求为不超过1.2 m，非特殊情况下开挖高度以3～3.5 m为宜，台阶错开量控制在2～3 m，开挖成型后随即采取支护措施。

第六步，分别开挖上中下台阶核心土。

第七步，开挖隧底并施作仰拱初期支护封闭成环。图1为开挖施工现场。

图1 开挖施工现场

3.2 钢板梁架设

3.2.1 轨道安装

白土岭1号隧道施工中，于出口处铺设顶推轨道，具体由2条QU100钢轨组成，地梁统一采取50 cm的宽度控制标准，根据顶推设备的性能情况合理调整高程。通过焊接圆钢的方式连接预先设置好的轨道和地梁，构成稳定的整体。

3.2.2 支座、滑道、限位装置安装

(1)支座安装：垫石顶部预留地脚螺栓孔，将其中的PVC取出后方可组织支座的安装作业，根据设计要求将支座整体吊装到位，检测支座顶部水平度，若无误即可灌注灌浆料[2，3]。

(2)滑道安装：滑道尺寸为(长×宽×高)1200 mm×220 mm×100 mm，滑道布置于桥墩、桥台顶部。墩台施工期间同步完成预留孔的设置工作，具体布设在支座垫石两侧，结束墩台各环节的施工作业后向孔内设置钢板，再于该处灌浆。预埋钢板上方通过焊接的方式设工字钢，目的在于将该部分作为滑道的支墩而使用，要求滑道横跨支座上方，有效防护支座[4,5]。

(3)限位装置安装：梁体顶推期间伴有扰动性影响，易导致中线发生位置偏差，对此可通过增设横向限位装置的方式解决。限位装置布设在墩顶两侧，在其作用下减小梁体的偏位量。顶推期间加强对梁体的监测，若存在大范围偏位应及时采取纠偏措施，具体可通过机械式千斤顶调整钢梁。对于限位装置的数量，墩梁两侧分别为1套，拼装场地后方2套。

3.2.3 钢板梁顶推

兼顾现场施工条件、机械资源、经济效益要求等多重因素，经分析后采取自锁爬行顶推法，以聚四氟乙烯板和不锈钢板为主要材料，充分发挥出其摩擦系数小的特点，将聚四氟乙烯板置于钢梁和顶推滑道之间，并根据钢梁的结构特点在其尾端设液压顶进系统，液压油缸和夹轨器同步运行，通过轨道行进至指定位置。受油缸的推动性作用，机械夹轨器可锁紧钢轨，活塞前推过程中钢梁同步前行，随施工作业的持续推进，当顶推液压缸活塞运行达到一个行程要求后，即可暂停顶推作业，此条件下液压油缸回油，夹轨器松开。若顶推液压缸活塞全部收回，此时将促使液压自锁器再次恢复至锁紧的工作状态，并进入到新行程的顶推过程中，按照上述方法依次将梁段顶推到位。

顶推设备推进能力确定：白土岭大桥左幅钢梁总重量约为750 t，本项目钢板梁顶推从小里程往大里程顶进，方向为2.5%的上坡，顶推系统运行阻力较大，除克服静摩擦力外，还需克服钢梁爬坡期间产生的自重作用，以确保钢梁顺利向前推动。配置2台70 t的千斤顶(正常工作状况下最大行程可达1.2 m)和75 t的机械夹轨器。

滑板布置：滑块指的是板式橡胶支座，在其外表面紧密铺设聚四氟乙烯板。梁体前行过程中滑块发生同步运动，带动聚四氟乙烯板在滑道上滑行，随时间的延长，滑块到达滑道的尽头后将掉落，由施工人员拾起并置于后端再次喂进，按照此方式重复多次操作，使梁体向前滑行。图2为滑板布置示意图。

图2 滑板布置

顶推施工步骤(以左幅6孔为例)如下。

(1)桥梁下部构造施工完毕，桥面上拼装二孔钢板梁，安装钢导梁、顶推千斤顶、墩位升降装置等，准备顶推。

(2)顶推钢梁至悬臂35 m后，拼接第三跨钢板梁，继续顶推。

(3)一直将第6孔钢板梁顶推到位后，降低液压杆至钢梁落至墩顶支座上。

(4)依次运送预制行车道板，一次性完成所有现浇部分混凝土浇筑，而后一次性张拉全联未张拉横向预应力。

(5)结束顶推作业后先拆除临时墩1、2，再启用现场的4台100 t螺旋千斤顶，协同作业以便分跨顶起钢梁，拆除预先搭设的滑道，连接支座和钢梁。

从0#台开始依次向后拆除，通过4台千斤顶的作用将钢梁顶起(高度以5 mm为宜)，以便去除该处的滑块，经过此操作后梁底与支座间距可达到12 cm，于该处设置5 cm厚的楔块，千斤顶运行过程中应同步落梁至楔块上，移除千斤顶，固定钢梁。

4 结语

道路桥梁隧道的建设对于完善道路交通体系而言具有重要意义，但施工期间存在明显的复杂性与不可控性。对此，施工单位需要准确掌握现场实际情况，尽可能地减小施工风险，采取科学的施工技术，从根本上避免各类工程质量问题，创造高品质的道路桥隧工程。