关键词:涵洞;水毁;恢复方案;比对
1 工程概况与水毁情况分析
1.1 工程概况
408号隧道位于张家塬、刘家峡水库东岸,沿南北向穿越张家塬底部。受地形条件限制,隧道进口及洞身段位于平曲线上,进口平曲线半径为R=900m、洞身平曲线半径为R=1500m、出口位于直线上;隧道起讫桩号K32+227~K34+805、全长1764.252m,进口明洞长5m、出口明洞长10m,纵坡-1%/1632.252m,-1.32%/165m,隧道最大埋深175.64m,属软质岩长隧道。409号隧道位于考勒塬、刘家峡水库东岸,沿南北向穿越考勒塬底部。受地形条件限制,隧道洞身及出口段位于平曲线上,洞身平曲线半径为R=1200m、出口平曲线半径R=900m、进口位于直线上;隧道设计起讫桩号K30+055~K32+207、全长2152m,进口明洞长15m、出口明洞长5m,纵坡0.709%/409.658m,-1%/1742.342m,隧道最大埋深233.13m,属软质岩长隧道。408号与409号隧道之间设置一段20m长短路基,中间设置一道2.2×2.5盖板暗涵。涵洞下游施工后形成平台。
1.2 水毁情况分析
由于局部短时强降雨影响,沟道上游汇水夹杂着松散泥土形式泥石流,在涵洞进口形成拥堵,泥流翻上路面并灌入408和409号隧道洞内,造成交通中断。按照应急抢险预案及时封闭交通,清理淤泥堆积体,于24h内恢复正常交通。
2 现场勘察与方案比对
2.1现场勘查
自灾毁发生后,由专业技术人员负责勘察现场,并形成初步处治方案。设计部门和专业技术负责人员会同公路养护部门踏勘现场,开会研究提出渡槽跨越沟道的改造方案,并进一步研究其可行性,进行了涵洞方案和渡槽方案同深度比选。根据现场勘察及与公路部门技术负责人的沟通协调情况,初步拟定出处治方案。
2.2水毁处治方案
2.2.1涵洞疏通方案
由于涵洞进口自然沟道坡度较小,局部地段呈凹型,对于泥石流的排导极为不利,容易形成堵塞。故在保证S106线正常运营的前提下,提出涵洞顺通,沟道整修的处治方案[1]。具体为:
1)清理涵洞洞身的淤积体,并修补涵洞洞身及基础范围内局部缺损的混凝土;2)清理涵洞泥石流淤积体,并对地基进行整修压实;3)自涵洞进口开始向上游沟道按20%的纵坡进行素土回填;两侧平台按照10%的纵坡进行素土回填;4)顶部采用C20混凝土进行全部铺砌,内部设置φ6mm的钢筋网,间距30×30cm;5)在涵洞进口两侧向隧道洞门端墙设置挡墙,挡墙顶部高于路面200cm;6)涵洞下游自涵洞出口开始按照20%的纵坡开挖排洪沟(排洪沟底宽≥4m,深≥2m);7)在涵洞出口向下游开挖沟道(前60m采用两侧驳岸墙防护,沟底用20cm混凝土铺砌)。8)拆除既有的棚洞。在洞门外侧设置四根圆墩,上方设置纵梁,形成网格结构,在结构内设置钢板网,形成棚洞结构;9)拆除棚洞处电缆槽,采用φ50钢管嵌套保护路基两侧电缆线,管顶标高不超出路面标高;10)408号/409号隧道间的活动板房配电站进行升级改造。新建配电室采用砖砌房屋,同时四周设置窗户。新建永久性配电房结构,并配备空调设备,确保设施正常安全运营;11)在陡坎上缘开始,向沟道内500m范围内,清除压实虛土,并植草防护,避免冲刷;12)完成涵洞疏通方案后,养护单位定期清理涵洞及沟道淤积物。每场降雨后及时疏通排查,确保涵洞排洪安全。
2.2.2渡槽方案
采用桥式渡槽方案直接从陡坎上部顺接沟道,将泥石流从隧道洞顶上方引走[2]。具体为:
- 在408/409号隧道之间的20m短路基内设置一座1~20m预应力混凝土简支小箱梁桥式渡槽,渡槽宽度15m,两边距离隧道洞门2.5m;2)上游距离路基边线4m处设置0号桥台,桥台采用扶壁台,两侧设置翼墙,翼墙外悬135°与408/409号隧道端墙相接。桥台采用双排桩,钻孔灌注桩基础;3)下游距离路基边线7.5m处设置1号桥台,桥台采用扶壁台,两侧设置耳墙,耳墙与沟道平行设置。桥台采用双排桩,钻孔灌注桩基础;4)上游0号台台身、翼墙与山体间形成封闭结构,翼墙与端墙间设置防水缝,与岩体相接的直接嵌入岩体≥50cm。同时在底部设置卵砾石盲沟,然后对内部坡体进行清淤整修后采用5%灰土封层压实,并按17%的坡度将台背与陡坎上缘顺接;5)简支小箱梁预制好后,先运输到408/409号隧道之间靠水库侧存放,然后施工桥台,待桥台修建完成后,在上方直接架梁。6)回填完成后在顶部采用C20混凝土进行全部铺砌,并在内部设置φ6mm的钢筋网,间距30×30cm;7)在陡坎上缘与翼墙尾端设置两处抑水墙;8)涵洞下游自涵洞出口开始按照20%的纵坡开挖排洪沟。排洪沟底宽≥4m,深≥2m;9)在涵洞出口向下游开挖沟道的前30m两侧采用驳岸墙防护,沟底采用20cm混凝土铺砌;10)拆除既有的棚洞;11)拆除棚洞处电缆槽,同时对路基两侧的电缆线采用φ50钢管嵌套保护,管顶标高不超出路面标高;12)408号/409号隧道间的活动板房配电站进行原位位升级改造。新建配电室采用砖砌房屋,同时四周设置窗户;13)在陡坎上缘开始,向沟道内500m范围内,清除压实虚土,并植草防护,避免冲刷。
3 施工要点及注意事项
3.1钻孔灌注桩基础施工
桩基顶面标高应在天然或规划地面以下0.5m处。当采用全护筒钻机工艺施工时,桩长增加 10%,增加桩长部分不用配筋。桩基应严格清孔,桩底沉淀土厚度≤5cm。施工过程中不得随意搅动土层(桩底或桩基);为避免出现串孔、断桩等问题,钻孔施工或混凝土浇筑施工时相邻两孔不得同时进行[3]。
桩基施工终孔要求:①标高。以地质钻孔空地为标准,桩底需高于该标高。钻孔中,若发现出碴地质与钻孔资料之间有较大出入时,需及时告知主管领导和相关部门,结合施工现场情况重新确定标高;②当桩底标高低于钻孔孔底标高,且出碴地质与钻孔资料一致时,或只有下部地质好于或接近于钻孔资料时,可以设计标高作为终孔。反之,则需上报并重新确定标高。
为提升成孔质量,钻孔灌注桩施工后需进行有效检测。施工时布置(在钢筋笼内侧)3~4根超声波检测预埋管。该管底部与桩底相接,上端则应高于桩顶(约50cm)。钢管为高频焊管,外径:57mm;管壁:3.5mm。完成检测后,需对钢管进行压浆处理,IE保证压浆密实度(标号≥桩基混凝土标号)。
3.2 结构施工注意事项
1)基桩按坐标表中的数值精确放样,校核无误后方可进行施工。钻孔时选择适应地质条件的护筒,应保证孔口不坍塌,并应保持泥浆的表面高程;2)钻孔桩施工时,清孔时应注意必须清除干净,保证钻孔桩的承载力;3)护筒平面位置偏差不大于 5mm,护筒倾斜度偏差≤1%;3)清孔后泥浆指标应满足:相对密度1.05~1.08,粘度 17~20(s),含砂率<4%;4)钻孔桩施工过程中要求对地质情况做好详细记录,如发现实际地质情况与设计资料不符,及时与设计单位联系解决后方可施工;5)钻孔桩施工时,相邻两根桩不得同时成孔或浇注混凝土,以免扰动孔壁,发生串孔、断桩等其他事故;6)钻孔灌注桩施工时预埋桩基检测管,以检测桩基的完整性,确保桩基质量。
3.3 钻孔灌注桩破桩注意事项
混凝土灌注至桩顶部位时,应采取措施保证导管内的混凝土压力,避免桩顶密度过大而产生泥团或桩顶混凝土不密实、松散等现象;完成灌注前,需合理控制混凝土灌注量,保证灌注高度合理。灌注桩顶高程应高于设计高程(≥0.5m),如遇到地质情况问题、孔内泥浆问题(如:密度过大)、桩径较大等问题,需结合施工条件调整灌注高度,超出部分可作在后续施工前进行凿除,需注意的是:桩头凿除后不得出现松散层或密度较低等问题。
4 施工环保注意事项
(1)因施工场地邻近刘家峡水库一级水源保护地,嚴格按照刘家峡水库库区的相关保护法律法规要求施工,在靠近水源地保护区路段施工应设置明显标志,限定施工作业范围,取土、弃渣场、料场、施工营地、拌合厂等临时设施应远离保护区,严禁向保护地排水或倾倒垃圾。
(2)钻孔泥浆及废渣在岸边泥浆池沉淀后上清液用于施工区域洒水抑尘,沉淀泥浆外运至弃渣场,严禁排放于水体或岸边堆放;施工营地应设置临时防渗旱厕收集生活污水,生活污水不得外排;预制场、拌合站应设置沉淀池,施工废水可以沉淀后回用或者洒水降尘,不得外排。
5 结语
综上所述,本项目采取涵洞疏通方案,严格按照施工技术标准操作,在规定的时间内高质量完成施工内容。涵洞疏通是公路养护的重要组成,高质量高频率的涵洞疏通是降低水毁灾害的有效措施,能够进一步保障公路正常运行。
参考文献:
[1]《公路桥涵设计通用规范》(JTG D060-2015).
[2]《混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T 3310-2019).
[2]《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011).
作者简介:张永霞(1990— ),女,汉族,甘肃永靖人,本科,助理工程师,研究方向:公路养护施工方面。