桥梁隧道工程施工难点和对策

2023-01-08赵永平

工程建设与设计 2022年6期

赵永平

（华设设计集团股份有限公司，南京 210005）

1 引言

桥梁隧道工程是现代公路交通工程建设中非常重要的组成部分，其施工建设的质量会对整体交通安全产生直接影响。随着桥梁隧道施工规模的扩大，在施工中出现了各种各样的难点问题，影响了桥梁隧道施工的质量和效率。从施工单位的角度，需要对桥梁隧道施工中的难点进行分析，采取科学的施工技术手段，加强施工质量控制，从全局角度保证桥梁隧道工作施工的效果。

2 桥梁隧道工程施工现状

桥梁隧道工程的施工也存在一些共性问题：（1）缺乏充分的前期准备工作。部分区域在进行桥梁隧道工程建设中，存在前期准备不充分的问题，对各种影响因素的考虑不充分，缺乏对施工现场的有效勘察，造成桥梁隧道的施工建设受到很大影响，甚至可能引发相应的质量及安全隐患。（2）施工队伍建设需要加强。桥梁隧道工程施工技术管理，需要有专业的人才队伍作为支撑。而相关调查显示，在桥梁隧道工程施工中，虽然部分施工人员工作经验丰富，但是，对于新技术、新材料、新方法的接受程度明显不足，不能完全适应新时期桥梁隧道建设的新要求。（3）监督管理机制不完善。在桥梁隧道工程建设中，存在监管机制不完善，质量把控不严格等现象，制订施工计划时，不能完全结合工程实际，造成施工技术应用不合理，对施工质量和施工进度造成重大影响[1]。

3 实例研究

济新高速黄河三峡大桥横跨洛阳市新安县和济源市邵原镇黄河三峡风景区，为跨越黄河而建，位于小浪底枢纽工程的上游库区。桥位轴线走向方位角约23°跨越黄河，大致呈南北走向，北岸为济源市，南岸为新安县。桥址区地形陡峭，峭壁林立，无道路可通行，交通条件极差，南岸主墩位置修建建3 km的便道后，可步行至桥塔；北岸主墩暂无修建施工便道条件，人力难以到达。

桥址区位于低山沟谷地貌，桥梁斜跨黄河峡谷，轴线地面高程248.51～408.68 m，相对高差160.17 m。桥位段黄河河谷呈“U”字形展布，近东西向，谷底宽约290.0 m。北岸桥梁墩台地段地形坡角20°～70°，地面高程252.42～383.83 m。南岸桥塔地段位于一个小平台上，平台宽约5 m，长约15 m，三面临崖。

拟建桥位横跨黄河，桥区地势起伏较大，相对高差约160 m。桥址区发育岩性较单一，未见有明显断裂构造发育，岩体呈单斜产出，不良地质及特殊性岩土弱发育。总的来讲，桥址地质环境较好，适宜本桥梁建设。桥址区两岸发育寒武系中～中厚层白云岩夹薄层泥晶白云岩，岩质属较硬～坚硬岩，各结构面属硬性结构面，抗剪强度较高；根据赤平投影分析，山体出露基岩岩层倾向东南，倾角在10°以内，总体呈切层坡，竖向裂隙发育，裂隙面倾角达70°～88°，缓倾的层面结合陡倾的结构面，不宜形成危险的楔形体，山体整体稳定性较好。

通过对周边地形地貌的分析，发现南北岸锚碇基础开挖后将形成3处临时边坡，均为岩质边坡，边坡岩体结构类型为层状平叠结构，岩体基本质量等级为Ⅱ级，建议边坡临时坡率采用1∶0.3～1∶0.5，开挖后采取一定的防护措施。

4 桥梁隧道工程施工中的难点

4.1 钢筋防锈难

桥梁隧道工程施工对材料的质量和性能有相对较高的要求。钢筋在桥梁隧道属于支撑体系的重要组成部分，一旦钢筋出现锈蚀问题，会导致隧道支撑强度和稳定性下降，严重时甚至可能出现隧道垮塌的问题，影响其使用安全。在桥梁隧道施工中，部分施工人员对钢筋防锈涂层的保护工作不重视，受质量管控不到位、技术操作不规范等因素的影响，钢筋防锈防腐处理成为了施工中的一大难点[2]。

4.2 铺装层处理难

铺装层在桥梁隧道工程中发挥着非常重要的作用，如果对铺装层抗裂需求和防渗需求不够重视，则在施工完成后，很容易出现铺装层脱落的问题，此外，施工人员必须严格依照相关标准的要求进行施工，并做好施工验收工作，否则极易引发铺装层脱落的现象。如何对铺装层进行有效处理，保证其稳定性和可靠性，是工程技术人员需要重点解决的问题。

4.3 混凝土施工难

混凝土开裂问题是桥梁隧道工程中存在的一个普遍性问题，混凝土的施工质量会直接影响隧道的整体质量。隧道工程混凝土结构开裂的原因有很多，如材料质量不达标、混凝土配比设计不合理、浇筑养护不到位等，如果不能对混凝土裂缝问题进行及时有效的处理，轻则影响桥梁隧道的施工质量，严重时会威胁桥梁隧道的使用安全。

4.4 山区道路施工难

项目区内地貌形态复杂，沟谷纵横，地形起伏较大，桥址处为“U”形、“V”形河谷地貌，山势陡峭，路基多为高填深挖，主线桥梁下部多为高墩，施工条件复杂，便道施工难度大。

4.5 缆索安装难

黄河三峡大桥采用的是单塔单跨地锚式悬索结构，受力结构复杂，技术含量高，施工难度大，在多个施工环节都需要对缆索进行调整，道线形的控制、主缆线形测量、索夹的精确定位是本工程的难点工程[3]。

4.6 桁梁吊装难

主桥钢桁梁采用水运方式，由缆索吊机起吊安装，桥面距水面高差达120 m，且钢桁梁结构尺寸大，重量大，节段多，两岸地势险要，交通不便，桥位处峡谷风力大，雨季雨量大。在钢桁梁架设过程中，须保证钢桁梁的线形及标高符合设计要求，施工难度大。

5 桥梁隧道工程施工难点的技术对策

5.1 做好钢筋防锈

针对桥梁隧道中存在的钢筋锈蚀问题，在施工中需要采取以下措施：（1）在对钢筋材料进行采购时，需要安排专门的采购人员，做到货比三家，选择信誉可靠、综合资质良好的供应商，保证钢筋的质量和性能可以满足相应的施工要求；（2）在钢筋进场前，需要对其进行全面的检查验收，确认合格后才能进入施工现场，在存放时，及时对钢筋上存在的粉尘等进行清理，避免钢筋锈蚀的问题；（3）在钢筋施工中，必须严格依照相关标准规范的要求进行操作，确定好混凝土配比标准，在混凝土浇筑环节需要设置相应的保护层，提升钢筋的抗腐蚀能力；（4）在砂的常规实验中，增加氯离子检测的内容，对原料采购的源头进行控制，避免海砂冒充河砂应用到工程建设中。

5.2 优化铺装层处理

对铺装层施工时，施工技术人员需要按照施工方案的要求确定混凝土的厚度，选择良好的铺装材料，以保证铺装层的性能可靠。同时，在铺装层浇筑环节，需要对桥梁顶部进行清理，做好凿毛处理，依照设定好的铺装流程进行施工，浇筑作业完成后，做好相应的保护工作，提升铺装层的强度以及耐磨性能。在铺筑层施工过程中，应选择具备良好防水性能的材料，避免出现渗水漏水的问题，从而延长铺装层的使用寿命。

5.3 重视混凝土施工

桥梁隧道中的混凝土裂缝类型众多，包括沉降裂缝、收缩裂缝、温差裂缝等，要对混凝土裂缝问题进行解决，保证混凝土施工的效果，需要做到“对症下药”。（1）选择质量可靠的水泥材料，依照具体的拆模时间，做好混凝土内外温差控制，避免内外温差过大引发混凝土开裂问题；（2）从桥梁隧道工程的实际情况出发，做好施工方案的优化设计，明确设备使用荷载对混凝土结构造成的影响，对设备使用过程中的荷载进行有效控制，预留出相应的缓冲空间，以此来预防和控制混凝土裂缝[4]。

5.4 做好施工便道施工

一方面，应结合施工现场的地形状况做好施工便道走向的合理规划，安排富有经验的施工队伍进行施工，配备完善的施工设备；另一方面，对于一些特殊地段，如急弯段、陡坡段以及软土段等，需要做好硬化处理，设置好会车道的间距，急弯位置安装反光镜，设置好防撞减速等标志安全措施。

5.5 优化缆索安装

缆索安装时可采取以下对策：（1）在猫道网、主缆、吊杆等安装施工时，需要随时关注主塔的变化情况，做好相应的调整，将塔顶位移控制在允许范围内。（2）在对主缆索股进行牵引时，需要对牵引的速度进行控制，避免出现锚头小车脱轨的问题。索盘上需要设置相应的制动装置，在索股拖拉环节，安排专人进行跟踪检查工作，避免出现索股扭转、磨损或者鼓丝的问题。（3）在索股架设全过程中，需要始终做好监测工作，保证施工精度，对于一些关键参数的变化，如塔顶位移、环境温度、索股线形等，依照相关规定对现场记录表格进行填写。在鞍座位置完成主缆索股的调整和固定后，必须确保不会出现整体滑移的情况。（4）需要对主缆索股的垂度进行调整。主缆索股垂度的调整是施工中的一大难点，要求工程技术人员做好严格的管控工作，可以将第一根索股作为基准，对其各方面的影响因素进行计算，如跨径、垂度以及温度变化等，缆索的调整应尽量选择夜间风速小且温度稳定的时段进行。从保障质量的角度，在进行主索垂度调整时，需要增加一定数量的基础索股，一般为2～3根，基准索调整满足要求后，需要再观测3 d，确保其稳定后，将之作为比照，调整其他索股。

5.6 做好桁梁吊装

在对缆索吊机进行使用前，需要进行试吊并对其进行定期维护保养，确保其能够正常运行，同时做好施工方案的技术交底，针对所有参与施工的人员进行培训。钢桁梁节段之间通过冲钉临时连接进行固定，钢桁梁线形既与相邻节段之间拼接和制造误差有关，同时与主缆线形、吊索张力有关，根据每一节段加载过程进行计算，将实际测量结果与计算进行分析，在确保制造和拼装误差的前提下，尽可能满足施工过程的数据与理论计算一致，避免产生累积误差而无法消除的情况。

5.7 明确注意事项

（1）施工单位在施工前，需要对设计方案进行深入研究，做好方案中相关数据如坐标、高程、结构尺寸等的复核工作，发现问题及时向设计部门反馈，在问题没有解决的情况下，不能提前施工；（2）施工前，需要编制出详细全面的施工组织设计，上报监理单位审批通过后，对其进行严格落实，以最大限度地保证施工质量和施工安全；（3）需要对设计图进行研究，对于一些需要在工厂中进行加工制造的构件，必须做好统筹管理，避免出现遗漏预埋件的问题；（4）在施工过程中，应加强与气象部门的联系，随时掌握气候的变化情况，在遇到大风或者暴雨天气时，应暂停施工，避免出现施工安全问题；（5）对于防腐涂装，需要在施工开始前做好统一安排，由专业技术人员对具体的实施方案进行评定，而不管采用的是工厂涂装还是现场涂装的方式，都必须满足环境条件，不能因为施工条件的变化而导致涂装质量的下降；（6）在完成基坑开挖作业后，必须做好基底原位摩擦系数测定，开展基底地基容许承载力试验，确定好基底的承载能力必须符合设计要求[5]。