基于浅埋暗挖法的桥梁涵洞隧道工程施工技术

2024-04-17魏欣

工程机械与维修 2024年2期

魏欣

摘要：当前的桥梁、涵洞、隧道工程挖掘定位多为单向定位，施工范围受到限制，导致实测位移增加，稳固性下降，基于此，对桥梁涵洞隧道工程施工技术进行研究十分必要。简述工程概况，进行测量放线，采用多阶方式对挖掘位置进行定位，同时采用浅埋暗挖法进行基础挖掘处理。根据挖掘进度，对隧道涵顶、涵背实现回填处理，最终采用设置沉降缝的方式完成隧道施工。施工结果表明：针对设定的5个点位，进行3次测定分析，最终涵洞隧道实测位移均控制在0.5mm以下，说明此次施工的稳定性较好，具有一定的实际应用价值。

关键词：浅埋暗挖法；桥梁涵洞；隧道工程；桥梁施工；预埋处理；隧洞施工

0 引言

采用传统工程施工技术进行桥梁隧道、涵洞施工时，单一的施工体系对于工程质量及施工进度把控效果不佳，常导致施工过程中出现不同程度问题，给工程埋下一定的安全隐患[1]。不仅如此，目前的技术难以对隧道的实际承重能力进行有效扩展，导致其常常出现崩塌、裂缝甚至断裂等情况，缺乏安全性[2]。埋暗挖法作为一种多维、多方向的隧道施工方式，在复杂的施工环境下施工针对性较强，对于各个环节的关联搭接效果也更佳。在隧道施工中科学应用浅埋暗挖法，一定程度上加强了对施工结构的控制，逐步形成更为灵活、多变的施工结构，实现了主体结构加固，提升了地层沉降的控制效果[3]。

1 工程概况

选定D工程作为测定施工目标，并在整段隧道内部设定多个监控测定节点，以便形成稳定的监督控制环境，为后续的施工建设奠定基础[4]。该隧道的起点与后侧的铁路处于平交垂直状态，终点桩号设定为ZK15+886.095[5]。

经过测量调研，确定该隧道全长为1.2km，内部设定涵洞两段，4道64m圆管涵、2道102m箱涵。与基础隧道建设不同的是，该工程的圆管涵同时起到支撑和加固的作用，对于隧道的建设具有关键价值[6]。为确保隧道之间的搭接效果，此次施工建设采用钢筋混凝土箱涵，并利用过水涵作为结构上的搭接。涵洞的墙身为35m，涵洞之间的间隔为5～12m，采用交叉的施工建设形式，洞身为2.5m[7]。涵洞隧道的透视图如图1所示。

根据图1完成对涵洞隧道的透视图分析。分析结果显示，该桥梁涵洞隧道的基础结构相对较为稳固，但是石砌筑的搭接存在一定的问题，沉降缝之间的距离过大，隧道断面的一字墙加固效果不佳等。

2 浅埋暗挖施工技术设计

2.1 测量放线

测量放线处理是隧道建设过程最为关键且重要的施工技术之一，有利于确保工程前期测量、定位的稳定性与精确性，帮助施工人员更好地开展工作，提升工程的施工质量[8]。先明确工程的实际建设范围及区域，并在隧道的边缘位置設定施工围护栏，逐步营造稳定、安全的建设环境，加强对施工事故的控制。测定隧道的核心位置，并部署对应的挖掘点位，以其作为挖掘施工的中心。在周围设定对应数量的控制监测节点，形成循环性的监测结构。

利用全站仪以及自动安平水准仪设备，测定涵洞隧道的基础数值以及施工信息，综合上述数据，标定出总控制桩的挖掘位置，并测算出设立挖掘深度，具体计算公式如下：

（1）

式中：G表示设立挖掘深度，m表示预设测量范围，α表示堆叠测定范围，i表示放样次数，o表示允许出现的最大测量偏差。

根据上述测定，完成对控制桩设立挖掘深度的测定，依据标注完成设立，并在范围之内布设相应放样轴线，测算出涵洞中心里程。总控制桩的周围需搭接3个护桩，以便为后期的二次放样处理，奠定基础的施工建设标准。

2.2 多阶定位及浅埋暗挖处理

2.2.1 多阶定位

与传统的隧道施工定位不同的是，多阶定位的针对性和灵敏度会更强一些，且在复杂的背景环境之下，能够确保后期浅埋暗挖工作的稳步进行，增强隧道建设的稳定性。依据隧道设计方案，先标定出涵洞的轴线位置。在总控制中心桩的位置放置定位边线，同时利用部署的监测节点，获取基础数据和信息，根据此时的施工需求和标准作必要调整。

在桥梁的边坡处设计临时性水准点，测定出涵洞的控制标高，确保四周的预留距离不能少于55cm。在管道中增设排水管，便于施工中对水源的排放与定向引导。根据水准点的排水情况，将施工的位置区域作出划定，形成多阶段的定位结构。此过程中，还需要根据自身的定位要求、设定标准以及隧道的承压状况，定位具体的挖掘点位。

2.2.2 浅埋暗挖处理

根据挖掘地定位处理，采用浅埋暗挖处理的方式，对隧道加固坑体进行挖掘。综合挖掘的需求及标注，设定挖掘的高程为75m，预留边缘深度为25～30cm之间。为确保最终的挖掘效果，设定1：2的坑壁坡度，使用圆级钢板桩在隧道内部进行临时支撑，增强施工过程中的加固效果。在隧道混凝土墙身设定接缝位置，利用钢筋充当接茬筋，形成涵洞隧道内部结构上的搭接。

2.3 钢筋绑扎处理及碎石土换填

2.3.1 钢筋绑扎处理

完成基础浅埋暗挖处理之后，接下来需要对涵洞隧道结构进行加固绑扎，填充空余位置，增加隧道自身的种类，营造安全的施工环境。根据实际的需求，将加固绑扎划分为3个路段，分别是初始路段、核心路段和尾端路段，依据路段的具体状况，选择绑扎钢筋的类型，具体如表1所示。

根据表1，完成对不同路段绑扎钢筋类型的选定。通过专业的设备及装置，进行绑扎距离的测定，一般控制在1.5～3.5m之间最佳。

2.3.2 碎石土换填

碎石土换填可以进一步扩展隧道的施工范围，形成更为稳固的内置结构，起到加固防护的效果。通常情况下，为加快实际的工程进度，一些施工队伍不会对隧道内部结构缝隙中的剩余空间进行填充。这种施工形式虽然能够加快施工进度，但是难以把控实际的质量，存在较大的弊端，不利于工程的关联与搭接。

具体操作时，可以先标定出需要换填的范围，并在边缘位置标定点位。再使用浅埋暗挖的方式，将换填的空间隔开，划分为独立的空间区域。然后通过钢筋绑扎实现隧道内部结构的加固，并测算出极限偏差，换填极限偏差计算如下：

（2）

式中：M表示换填极限偏差，v表示预设填充空间，δ1和δ2分别表示区域定向填充区域和堆叠填充区域，e表示填充次数。

根据上述测算，将得出的换填极限偏差设定为标准。在实际换填过程中，需要加强控制，融合浅埋暗挖的挖掘方式，进一步确保施工进度。

2.4 涵身顶板搭接及浅埋暗挖标定

在碎石土换填位置设定监测节点，形成安全、稳定的控制环境。采用浅埋暗挖的方式，在总控制桩体的位置设定涵洞的建设模板，并确保表层维持平整光滑的状态。该模板为强度、硬度较高的钢板，依据实际的施工需求及标准，设定其尺寸为1.8m×1.5m。

在绑扎钢筋的位置安装承接口，将顶板采用水平垂直方式下放到涵洞上方，并卡在承接口位置。此时测算出涵身顶板的承压能力，并测算出具体的承载值，具体计算如下：

（3）

式中：P表示涵身顶板承载值，υ表示顶板的面积，

表示定向承载范围，b表示承载单元值，η表示预设偏差。

综合得出的涵身顶板承载值，设定顶板的搭接点位，测定其安装是否稳固。如果不存在问题，需使用梁加固绑扎对涵身顶板进行多层捆绑，以提高模板自身的稳定性。需要注意的是，部分工程在设立顶板时，并未对承接口进行包裹或者维护，由此导致顶板漏浆。所以在安装时需要加强对承接口的控制。

在此基础之上，根据涵洞隧道的挖掘情况一级顶板的安装位置，对浅埋暗挖边缘承压不均衡位置作出标定，依据施工要求，对这些位置逐步多次加固，确保隧道的承压逐渐平衡，提高施工的安全性。

2.5 隧道涵顶、涵背回填

隧道的涵顶、涵背在施工建设过程中，为增强其自身的稳固性，在工程末期需要进行回填处理。为提升隧道的承压能力，选择天然砂砾作为回填的主要材料。在涵顶、涵背各个位置标定出划分的回填空间，从涵身周围0.5m的位置设定回填轴线，并采用分层夯实、填筑的方式进行填土。隧道涵顶、涵背回填如图2所示。

综合回填范围与空间，在涵洞隧道的边缘位置作出等距离标定，并检测出分层压实的厚度。将厚度控制在5～7.5cm。在回填过程中，需要实施静压处理，在隧道涵顶土层厚度0.5m位置，使用重型静载压路机进行土层的压实处理。压实时，将土层的厚度控制在合理的范围之内，以减少施工对隧道路面的冲击力，确保涵洞隧道后续的应用效果。

2.6 设置沉降缝

沉降缝实际上是分散涵洞隧道的一种高效的承压结构，被广泛应用在桥梁涵洞的施工建设中。标定涵洞箱涵的边缘位置，根据实际的加固需求和标准，设置6.5m的变形缝。采用浅埋暗挖的处理方式，与挖掘区域进行搭接关联。扩大具体的隧道施工宽度，尽量将其控制在3.5～6.5cm。将油浸软木板安装在涵洞顶板之上，采用垂直的方式，增加实际的承压能力。利用外围填充止水密封膏封填沉降缝，增加隧道的稳定性和坚固性。

3 应用效果

在隧道中标定出5个测点，测定3次，测算出隧道的实测位移，针对其稳定程度进行对比分析。施工效果对比分析如图3所示。

从图3可以看出，最终涵洞隧道的实测位移均控制在了0.5mm以下，说明此次施工的稳定性较好，隧道建设之后更加坚固，位移可控，具有一定的实际应用价值。

4 结束语

当前的桥梁涵洞、隧道工程施工挖掘定位多为单向定位，施工范围受到限制，导致实测位移增加，稳固性下降，基于此，对桥梁涵洞隧道工程施工技术进行研究十分必要。

与传统的桥梁涵洞隧道施工形式对比，本次融合浅埋暗挖法所设计的施工结构更加灵活、多变，自身的施工针对性更强。在复杂工程中应用浅埋暗挖法，可一定程度上扩大实际的施工范围，稳定隧道的建设承压结构。加强对工程各个环节的监督控制，可确保日常的工程进度，为后续工作的处理提供参考依据。

参考文献

[1] 潘纯.隧洞下穿煤层段开挖支护施工技术在水利工程中的

应用[J].东北水利水电，2022，40（5）：11-13.

[2] 张聪.公路桥梁涵洞隧道工程施工技术应用研究[J].黑龙

江交通科技，2021，44（2）：147-148.

[3] 肖祁光.公路桥梁涵洞隧道工程施工技术应用[J].绿色环