高速公路项目的施工重难点及其对策分析

2023-05-19杨玉祥

运输经理世界 2023年3期

杨玉祥

（云南升盟工程咨询有限公司，云南昆明 650200）

1 工程概况

建水（个旧）元阳高速公路项目12 标段路线全长约18.549km，其中路基1822m；桥梁6538m/13 座，包括贾沙1#桥、贾沙2#桥、贾沙3#桥、新民1#桥、新民2#桥、新民3#桥、他白大桥、也门1#桥、也门2#桥、丫沙底1#桥、丫沙底3#桥、丫沙底4#桥、龙岔河特大桥；隧道10189m/8 座，包括大坡隧道、新民1#隧道、新民2#隧道、大也门隧道、清水沟隧道、尼德隧道、斐古隧道、尼格隧道。桥隧比为90.18%。该标段项目特点如下：其一，地形起伏大，桥隧比例高。该标段线路沿线地形起伏大、山体陡峻、大临设施布设困难、桥隧比例高、桥梁高敦多、路堑边坡高，具有显著的山区高速公路特点，施工难度大、安全风险高。其二，不良地质类型多、分布广，技术难度高。沿线有岩溶塌陷、滑坡、崩塌、泥石流、地震、危岩体等几种不良地质条件。其中，可溶岩主要有3 段：LK32+880—LK35+440、LK40+100—LK44+600、LK45+130—LK46+240，主要发育分布溶洞、溶沟、石崖、溶蚀洼地、落水洞等。受构造及卸荷裂隙切割影响，线路区局部桥台及边坡位置危岩体发育，施工容易导致危岩体失稳[1]。其三，沿线环境敏感复杂，协调难度大。路线经过丫沙底温泉、尼格温泉，周边分布锡矿等矿产资源，大部分地段用地属于基本农田或省级公益林、国家公益林。所在地主要为哈尼族和彝族等少数民族聚集地，人文环境复杂。外部协调量大、工程实施风险高。

2 尼格隧道施工重难点及对策

2.1 尼格隧道总体施工方案

尼格隧道进口设计桩号左线起点LZ4K44+300，终点桩号LZ4K47+650，全长3355m；右线起点LK44+295，终点桩号LK47+650，全长3355m。隧道进口轴线方向151°，出口轴线方向134°。尼格隧道穿越山体属高中山地貌。隧址区分布高程959～1641.6m，相对高差682.6m，隧道最大埋深640m。隧道进口段地形相对较陡，斜坡坡度30～35°；出口段地形坡度较缓，地形坡度约20～25°，其上植被发育茂密。

尼格隧道采取“进口+出口”共计2 个作业面组织施工，除进出口采用人工配合机械式施工外，其余地段均采用新奥法施工。Ⅱ、Ⅲ级围岩地段采用台阶或全断面法施工。Ⅳ级围岩地段采用台阶法，每循环进尺不大于1.5m；Ⅴ级围岩地段采用三台阶七步法、双侧壁导坑法或CD 法每循环进尺不大于0.8m。开挖施工过程中加强测量控制。隧道二衬定制台车模板长度是一个控制重点，钢模台车太短会造成二衬浇筑次数增多，施工缝数量增加，隧道渗水风险增加等。

施工通风：尼格隧道掘进较长，二次衬砌随掘进同时施工，通过在隧道进、出口左、右洞各安装1 套110kW×2 型轴流风机，通过φ1.5m 双抗软风管将新鲜空气压入隧道掌子面，污风从隧道内排出。隧道单向掘进超过1500m，则必须采取增加通风设备，并辅以洒水降尘，严控隧道内粉尘指标。施工排水：顺坡开挖时，排水主要采用顺坡自然排水。反坡开挖时，主要采用管道排水。洞内根据需要采取间隔设置固定泵站与工作面移动泵站相结合的方式，经管道将水排至洞口，处理达标后排放。

2.2 尼格隧道施工重难点

2.2.1 尼格隧道洞口施工

对于公路隧道，洞口边仰坡滑坡是洞口段的主要风险。隧洞进口位于山脊侧面，斜坡表面为全风化花岗岩出露，洞顶埋深较小，存在较破碎的岩体和不稳定块体，围岩缺乏较强的稳定性；隧洞出口位于小型冲沟底部，再从山脊的侧面进洞，进口10m 范围内地形较平坦，大于10m 后，地形较陡，地形坡度30°，开挖边坡问题突出，隧道进洞口失稳风险较大，发生洞口失稳的可能性较大。

2.2.2 尼格隧道特殊地质和不良地质地段施工

尼格隧道主要的特殊地质和不良地质地段为岩溶地段、断层破碎带、高地应力地段。

2.2.3 尼格隧道高地应力地段施工

高地应力地段造成的主要地质问题是岩爆。

2.3 尼格隧道施工对策

2.3.1 尼格隧道洞口施工对策

在隧道进出洞施工前，要做好边仰坡防护，并进行加固。平整洞顶地表，做好洞顶防排水工程。隧道洞口进洞施工不但要满足安全性、经济性，更重要的是要保护好环境，尽可能避免施工作用影响和破坏原始山体。首先，选用合理的进洞方案，隧道大跨施工采用的施工方法为以变大跨为小跨；其次，选择适宜的辅助施工工法，尤其是对于出洞口偏压受力特征应该针对性地选取支护加固方案[2]。针对洞口工程施工，针对性选取监控量测的内容，优化监控量测方案，进行动态信息化施工设计。采用接长明洞的方式进洞，形成临时支护拱圈或衬砌，抵紧仰拱坡脚，可对山体进行加固，尽可能不开挖边仰坡，减少防护工程量，又可维护洞口的原生植被。

2.3.2 尼格隧道特殊地质和不良地质地段施工对策

（1）尼格隧道岩溶发育地段施工对策

通过超前地质预报和施工地质工作获取的地质信息及斜井超前所揭示的工程地质情况、水文地质情况，对断层破碎带、溶蚀破碎带以及其他富水构造，在施工过程中会出现突泥、突水等施工灾害部位，采取的处理方法是限量排放或超前帷幕注浆堵水（或径向注浆）。

（2）尼格隧道断层破碎带地段施工对策

采用台阶法，确定3～5m 长的台阶，也可采用环形开挖预留核心土，下部台阶左右错开开挖；高水压地段，采用台阶法，通过超前钻探进行开挖，在帷幕中注浆做好堵水。

2.3.3 尼格隧道高地应力地段施工对策

施工图设计阶段针对岩爆风险较高的区段，采用针对性措施[3]。在施工过程中，设计单位应及时根据超前预报结果和出现的异常情况变更设计，保证安全进行施工。

3 大也门隧道施工重难点及对策

3.1 大也门隧道施工重难点

大也门隧道从大也门村村民居住区下部通过，详见图1。围岩类别为Ⅳ～Ⅴ级，隧道埋深0.5～56m。隧道施工可能对村民及民房造成影响，存在公共安全隐患，极易引发群体性事件、集体上访、社会负面舆论、恶意炒作及其他影响社会稳定的问题，社会风险巨大[4]。

图1 大也门隧道上方民居实拍图

3.2 大也门隧道施工对策

施工前邀请各参建单位现场实地踏勘，并组织召开隧道施工风险专题会，以应对突发事件。施工前对隧道上方民房及其他建筑物摸底调查、照相摄影取证，并尽量获取村民的理解和认可。对于少数不了解情况的村民应耐心宣讲政策，做好解释工作，避免产生不必要的误会[5]。紧密联系和依靠当地政府有关部门和相关居民组织，调解各种纠纷。合理设计施工便道，尽量远离居民区，避免噪声影响居民。控制一次进尺深度，避免隧道变形、塌方影响上方民居。保证对隧道施工加强监控量测，量测项目包括隧道围岩变形量测、净空收敛量测、拱顶下沉量测、围岩内部位移量测、地表下沉量的量测等，在施工影响范围内的民房区域设置观测桩，严密监控地上建筑物和地面是否有位移和开裂现象。

4 丫沙底3#大桥施工重难点及对策

4.1 丫沙底3#大桥施工重难点

丫沙底3#大桥右侧上方边坡为堆坡体，距主线距离约150m 处上方有倒悬围岩，详见图2。围岩体约500m3。丫沙底3#大桥施工扰动易导致围岩坍塌，危及人员生命和财产安全，安全隐患非常大。

图2 丫沙底3#大桥上方堆积体、倒悬危岩实拍图

4.2 丫沙底3#大桥施工对策

施工前，将此处围岩体、堆积体列入安全风险评估项目中，并将该情况反馈给设计方，邀请设计方对现场进行踏勘，申请设计出具危岩体、堆积体处理方案。并安排专职安全员在施工现场附近安全位置观察危岩体的状态，确保坡体稳定方可施工，同时施工设备必须停放在安全区域[6]。危岩体清理会损坏当地水务部门刚修建的灌溉水渠，受地形限制，水渠改道很困难，须与个旧市水务局商议解决灌溉水渠的相关问题。

5 桥梁高墩施工重难点及对策

该标段桥梁高墩统计，详见表1。

表1 桥梁高墩统计表

5.1 桥梁高墩施工重难点

该标段工程桥梁高墩墩身一般为薄壁空心墩，墩身线性、垂直度等控制难，质量不易保证。

5.2 桥梁高墩施工对策

5.2.1 桥梁高墩施工测量控制对策

就桥位地形来看，山高谷深且较为复杂，在桥位内使用全站仪就近布置平面控制网和高程控制网，定期进行复测。在进行施工过程中，使用铅垂线对模板的倾斜度进行测量，一旦发现倾斜立即调整，控制好墩身施工的垂直度，同时结合山谷地形特点，使用水准仪进行测量[7]。对墩身而言，每施工浇筑一次4.5m高的混凝土之后，使用全站仪设备精确测量墩身混凝土主要角点的平面位置，同时测量好混凝土顶面标准，所以墩身施工标高达到规范要求，以保证梁底标高、梁体高度的准确。

5.2.2 桥梁高墩混凝土施工质量控制对策

（1）桥梁高墩模板加工、安装、拆除对策

除了塔吊起吊能力得以保证，工人具备一定的操作能力，还应选择厚度大、面积大的模板，选择定制模板的厂家必须提供相应的计算书，使模板符合刚度要求，在安装模板时，注意必须保证模板不变形，否则会导致墩身外观线形扭曲。第一次使用模板要先使用砂轮机进行打磨，待打磨干净后使用洗涤液清洗，最后将脱模机涂刷于模板上，保证卫生纸擦过无污垢后确定模板已清理干净[8]。

（2）桥梁高墩混凝土浇筑对策

混凝土浇筑过程中要保持上部未浇筑混凝土部分的模板表面保持干净。在混凝土浇筑完成之后做好覆盖养护，使用塑料薄膜包裹好拆卸后的模板，并洒水浸湿，避免上一节段墩身混凝土浇筑完毕后，影响已浇筑部分，污染下部墩身。

（3）桥梁高墩模板拆除对策

在拆模过程中，保证混凝土具有足够高的强度，不刮伤墩身，避免其表面出现缺角。