岩石隧道掘进机不良地质施工处置技术

岩石隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)凭借其高效优质、作业安全等特点在铁路、公路、地铁、水利水电等领域广泛应用,在普通地质环境下推广顺利。复杂地质环境下致灾源多,如硬岩岩爆、软岩大变形、断层破碎带、涌水突泥等不良地质使TBM施工频繁出现围岩坍塌、支护失效、卡机淹井、设备损伤等问题。本文结合工程案例,从超前主动加固、注浆及锚固、管片支护、撑靴加固4个方面总结现有施工技术,以应对TBM穿越不良地质导致的刀盘卡机、护盾抱死、初期支护变形过大、撑靴打滑等问题,提升TBM在不良地质环境下的适应能力,为类似工程提供参考。

黄茅海跨海通道高栏港大桥钢箱梁施工关键技术

黄茅海跨海通道高栏港大桥为(110+248+700+248+110)m全飘浮体系双塔双索面斜拉桥,主梁为分体式钢箱梁,标准梁段重约370 t、最大悬臂拼装梁段重约468 t,采用桥面吊机进行悬臂拼装,施工阶段抗风问题突出。通过设置塔梁三向临时锚固抵抗施工过程中的不平衡力及力矩,有限元计算结果表明塔梁三向临时锚固均满足受力需求;在边跨侧设置抗风临时墩,并依据受力分析结果确定抗风临时墩的钢管桩选用∅1200 mm×12 mm,平联、斜撑选用∅426 mm×6 mm,施工阶段安全渡台;通过设置横断面预拱度保证了钢箱梁成桥横坡;采用反力牛腿法在被吊装梁段和已安装梁段匹配侧施加成对反力有效减小匹配高差,保证了钢箱梁的顺利匹配安装;边、辅墩墩顶前一梁段的斜拉索二次张拉后再进行合龙,避免了施工期间边、辅墩支座出现负反力;中跨采用单边起吊加配重和自然温差配切的合龙方式。

孟加拉帕德玛大桥半预制半现浇混凝土边护栏施工技术

孟加拉帕德玛大桥公路桥面边护栏采用钢筋混凝土墙式护栏,总长约18 km,高度达1.8 m,护栏外侧设置装饰槽,护栏底部伸至桥面板顶面以下且截面尺寸小。对护栏全现浇和全预制2种施工方案进行分析,提出一种半预制半现浇组合施工方案。预制现浇分界线以护栏顶面中间位置开始延伸至与桥面翼缘顶面接触位置,外侧采用预制,预制节段长1.5 m;内侧采用现浇,现浇节段长度一般为9 m,根据灯柱的布置,设置6 m或7.5 m的调节分段长度,实现模块化施工。在预制场采用预制台座、模板和平躺预制方式预制边护栏的外侧部分,涂刷缓凝剂对预制现浇的湿接缝处进行冲洗凿毛,并预留锚固钢筋,利用预埋的吊装吊耳和支撑角钢在桥上安装预制的外侧部分后现浇内侧部分,通过锚固钢筋将边护栏与桥面板结合在一起。采用该施工方案,每月可预制1300片护栏,现浇段每月可施工3600 m,5个月内完成护栏现浇,护栏施工完成后的整体混凝土外观质量优良。

丹江口水库特大桥钢-混凝土组合围堰施工技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,主墩采用整体式承台+大直径群桩基础,主墩承台平面为八边形,尺寸为48 m(横桥向)×26 m(顺桥向)×6.5 m(高),承台底部设置26根直径2.8 m钻孔灌注桩。为适应库区倾斜裸岩地形,降低施工难度及施工费用,主墩围堰采用下部混凝土挡墙围堰+上部单壁钢围堰的钢-混凝土组合围堰方案。下部混凝土挡墙围堰采用衡重式挡墙围堰及抗滑桩挡墙围堰,高3~11 m;上部单壁钢围堰分块设置,其长度与下部挡墙围堰匹配,高8 m。钢-混凝土组合围堰施工时,首先根据地形条件进行挡墙围堰分段,之后采用破碎锤开挖混凝土挡墙围堰基础;混凝土挡墙围堰采用分层、分块施工,顶部圈梁与挡墙围堰同步浇筑;上部单壁钢围堰采用加工厂预制+现场分块安装,并预留竖向型钢接长部分;最后进行单壁钢围堰底部及组合围堰山体连接处止水混凝土施工,完成钢-混凝土组合围堰施工。钢-混凝土组合围堰的应用,有效缩短了基础施工周期,降低了围堰施工难度及施工费用,经济合理,满足现场施工各项要求。

丹江口水库特大桥跨中无轴力连接装置施工关键技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,采用梁塔分离、梁台固结的结构体系。根据主桥结构体系受力需要,主梁在跨中位置断开,设置跨中无轴力连接装置+伸缩装置构造。无轴力连接装置由导梁、外部大箱梁(H梁段和H′梁段)、竖向及横向支座系统组成,导梁长13.68 m。无轴力连接装置现场安装采用导梁跨中分段(2×6.84 m)拼装、外部大箱梁逐缝合龙的施工方法。首先在总拼场地进行无轴力连接装置工厂化预拼装,并安装竖向及横向支座系统,拼装完成后将导梁断开,回位至H梁段和H′梁段进行转运;然后现场吊装匹配连接H梁段,并将H梁段内部导梁向岸侧拖动固定;之后起吊H′梁段并与前置G梁段软连接;再进行H梁段和H′梁段导梁匹配连接;导梁匹配连接完成后进行H′梁段匹配连接;最后进行斜拉索放张、桥面吊机拆除。

丹江口水库特大桥施工关键技术

十淅高速丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥。主墩采用群桩基础、八边形承台;桥塔采用H形混凝土结构;地锚式桥台采用箱形预应力混凝土结构;主梁采用混合梁,边跨为双边主肋预应力混凝土梁,主跨为钢-UHPC组合梁,主跨跨中设置中央无轴力连接装置+伸缩缝构造。针对该桥结构特点及水文条件,主墩桩基础和承台采用衡重式挡墙+单壁钢围堰方案,变水中施工为陆地施工,节约了工期和投资;塔柱采用液压爬模分节施工,中塔柱内倾塔肢间设2道水平横撑,保证了施工期塔柱受力和线形;地锚式桥台采用分块、分层并设后浇带的方案,有效改善了大体积混凝土的抗裂性能;边跨混凝土梁采用搭设钢管支架分段现浇施工;主跨钢主梁采取工厂化块件制造,库区陆地总拼并浇筑UHPC形成组合梁,再水运至桥位,采用桥面吊机悬臂吊装,现场施工湿接缝,解决了汉江上游航运能力不足的问题,同时创新提出并应用了钢-UHPC组合梁安装五步施工法,提高了主梁安装质量;中央无轴力连接装置采用逐缝合龙法高精度合龙方案,有效保证了结构功能的发挥。

锚杆框架梁施工技术在西南多雨山区高边坡路基中的应用分析

针对西南多雨山区公路路基高边坡施工过程中极易出现的滑坡、滑石等灾害,本文以成都龙泉山城市森林公园旅游环线(六标段)高边坡路基工程为依托,分别从质量控制要点、施工工艺等方面,对高边坡路基锚杆框架梁施工技术的应用进行了阐述与分析。分析结果表明,采用锚杆框架梁防护措施可有效提升高边坡路基的稳定性与安全性。

武汉杨泗港长江大桥锚碇型钢锚固系统施工关键技术

武汉杨泗港长江大桥主桥为主跨1700 m的双层公路钢桁梁悬索桥,该桥重力式锚碇由地下连续墙、帽梁、内衬、锚碇混凝土组成,采用型钢锚固系统(由后锚梁和锚杆组成)。锚碇基坑开挖后进行锚碇混凝土及型钢锚固系统施工,锚碇混凝土竖向分14层(每层分3块)浇筑,后锚梁和锚杆在工厂内加工制造,分批次随锚碇混凝土分层安装,通过定位支架(由后端支架、中间支架、前端支架、连接杆组成)进行空间位置调整。在该桥型钢锚固系统施工中,通过设置具有足够强度、刚度及稳定性的宽翼缘型钢定位支架,减小了分层混凝土浇筑对已定位后锚梁及锚杆精度的影响;通过无棱镜空间定位法控制锚杆前端中心位置,确保了锚杆安装精度,提高了锚杆测量速度、效率及安全性;通过对构件进行及时限位,避免了施工振动造成的构件位置偏移,有效减少了重复调整次数;通过两次钻孔成孔工艺确保了精制螺栓成孔精度。该桥型钢锚固系统安装用时120 d,其锚杆纵向偏位在10 mm内、横向偏差在5 mm内、锚固点高程偏差在5 mm内,均满足设计要求。

边坡支护预应力锚杆施工技术分析

文中结合实际边坡实例,分析了预应力锚杆支护工况下边坡应力、位移和塑性区分布模式。结果表明,边坡的高应力分布在边坡滑动面,位移和塑性区主要分布在边坡顶部。同时,文中论述了预应力锚杆的施工关键点,可为类似工程提供参考。

丹江口水库特大桥地锚式桥台CFRP预应力岩锚施工技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,边跨端部设置空腔式箱形台身+岩锚的组合式地锚式桥台。为提高地锚式桥台在横桥向不平衡土压力作用下的抗滑稳定性,在1号地锚式桥台台身外侧墙中心线位置布置14组(每组2束)高性能竖向CFRP预应力岩锚结构,该岩锚结构由CFRP预应力锚杆和RPC粘结介质构成,分为地上锚固段、自由段和地下锚固段3段。该岩锚结构采用后安装工艺施工,即CFRP预应力锚杆先在工厂加工制作,整体运输至现场后单根整体安装下放。为验证CFRP预应力岩锚结构的可靠性、注浆工艺的可行性,在CFRP预应力岩锚主体结构施工前进行足尺模型工艺试验。工艺试验结果表明:CFRP预应力岩锚结构具有良好的锚固性能及足够的安全储备,注浆工艺可行。地锚式桥台施工时在墙身位置预埋管道,桥台及上部主梁施工后从梁面顶部通过预埋管道进行地下锚固段孔道钻孔施工,清孔后进行CFRP预应力锚杆整体下放安装,之后进行孔道注浆,最后进行CFRP预应力锚杆张拉、封锚,完成岩锚施工。该桥28束CFRP预应力岩锚已施工完成,且岩锚注浆密实,注浆强度满足设计要求。

丹江口水库特大桥地锚式桥台施工关键技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,采用“梁塔分离、梁台固结”的结构体系,在边跨主梁端部设置地锚式桥台作为配重。地锚式桥台采用空腔式箱形台身+岩锚的组合式结构,由底板、墙身(包括前墙、后墙、侧墙、隔墙)、盖板和锚台段主梁构成,桥台长45.8 m、宽31.6 m。在地锚式桥台施工中,基坑采用明挖放坡方式开挖,并在开挖后对基底进行浅层平板荷载试验,以确保其地基承载力满足不小于350 kPa设计要求;底板采用分层分块方式施工,并设置2条横向后浇带和智能管冷循环控制系统;墙身采用竖向分层+设置双向后浇带(2条横向后浇带、1条纵向后浇带)的方式施工,并根据分块龄期差采用微膨胀混凝土施工后浇带;墙身施工后,采用传送带在墙身腔室内回填砂石,之后进行盖板与锚台段主梁施工;最后进行地锚式桥台竖向预应力施工,并优化竖向预应力张拉顺序,完成地锚式桥台施工。

洪州大桥主墩承台围堰施工关键技术研究

江西省南昌市洪州大桥主桥为钢-混组合梁双塔双索面自锚式悬索桥,主墩横向设置2个独立承台,承台采用锁扣钢管桩加围檩内支撑的圆形围堰,围堰结构受力合理。施工时,先在钻孔平台上安装围檩内支撑,整体下放后以圈梁为导向,采用DZ-90振动锤和YC-5液压冲击锤组合施打锁扣钢管桩,同时控制锁扣钢管桩垂直度、入岩深度和平面位置,优化合龙工艺,最终快速完成围堰施工。相关研究结论可为类似工程提供借鉴。

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥钢锚箱施工关键技术

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥为主跨672 m双塔双索面钢箱混合梁斜拉桥,采用H形混凝土桥塔,索塔锚固区位于上塔柱区域。为优化索塔锚固区结构受力、简化施工,采用大节段式钢锚箱与十字形内腔混凝土组合新结构,十字内腔中间为钢锚箱,钢锚箱节段间分离并自由过渡,通过剪力钉与桥塔混凝土结合。钢锚箱为箱形全焊结构,长7.0 m,宽2.0 m,由侧面拉板、端板、锚室构成,材质为Q370qE钢。节段分离式钢锚箱分单元逐个制造锚室,再与钢锚箱壁板拼焊成钢锚箱节段,节段间采用“1+3”卧式短线法匹配试拼装,试拼装匹配完成后,节段间设置高程限位卡板和平面导向限位件,以实现钢锚箱现场吊装时的快速定位。实际施工中单节标准钢锚箱节段吊装及精调定位时间约4 h,安装精度满足规范要求。

浅析预应力锚索机械化安装施工技术

高边坡锚索如果使用传统的人工上索,不但费时费力、速度缓慢、成本高昂,而且存在较大的安全隐患。因此,文章在长河大坝泄洪洞进口和出口边坡的基础上,对高边坡锚索的自动下索绳技术进行了深入研究。经过多个工程的成功应用,最终形成一套适用于边坡锚索自动下索的自动化施工工艺,以弥补国内在这一领域的空白,解决了高边坡锚索下索施工中存在的安全问题,对同类工程的建设具有一定的参考价值。

新型伞状抗拔锚现场试验研究

在研制出新型伞状抗拔锚并对其进行室内模型试验的基础上,为深入了解其实际应用效果和价值,现进一步对其展开现场实测试验。现场试验主要进行了伞状锚施工工艺的分析研究和承载性能的对比评价,施工工艺方面主要是基于现有传统抗拔桩和抗拔锚杆施工工艺上的改进,承载性能方面主要是通过现场静力载荷试验得出伞状锚的实际承载力,并与理论值进行了对比分析。试验结果表明:与传统抗拔桩相比,伞状锚的施工工艺与之类似,但在承载力方面,在等效条件下,新型伞状抗拔锚承载力的提高非常明显,再次证实了伞状锚的优越性,为其工程推广应用奠定了良好的基础。

福州鼓山大桥关键技术研究

鼓山大桥为主跨235 m的独塔空间索面自锚式悬索桥,加劲梁为钢-混凝土混合梁,桥面全宽42 m,综述该桥结构设计、科研与试验及施工关键技术。该桥加劲梁在桥塔处设置纵向阻尼器,主索鞍整体铸造,滑动装置采用座板而不采用格栅,散索套及散索鞍采用单向活动支座支承。进行主缆线形与吊索张拉、主缆锚固区受力、抗震性能、钢桥面铺装及全桥模型试验等专题研究,研究表明:该桥设计理论正确,两跨吊索同时张拉较合理,锚固区应力分布复杂,阻尼器作用显著,桥面铺装采用改性沥青较合适,剪力滞效应对结构影响不大。该桥采用"先梁后缆"的施工顺序,钢箱梁采用顶推法施工。

武汉青山长江公路大桥北塔施工关键技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,北塔采用A形钢筋混凝土结构,塔高279.5m,由下塔柱、中塔柱、上塔柱、上横梁及塔冠等部分组成。北塔塔柱分为49个节段,标准节段长6m,采用液压爬模施工。施工时,在塔柱内设置劲性骨架,并在两塔肢间设13道临时横撑,按施工阶段对塔肢进行主动顶推。塔柱采用C55高性能混凝土,利用超高压泵将混凝土一次泵送到位。上横梁高6m,采用支架法施工,上横梁混凝土分2层(每层高3m)与两侧塔柱混凝土同步浇筑;钢锚梁采用10 000kN·m的塔吊整体吊装;上塔柱锚固区环向预应力采用深埋锚工艺施工。

郭二庄矿极软煤层中空注浆锚索联合支护技术

针对郭二庄矿极软煤层巷道难以支护的问题,基于该巷道变形破坏主要特点,对巷道支护结构和支护参数进行了优化,提出了锚梁网加中空注浆锚索联合支护方案和中空注浆锚索施工新工艺,并在七采区运输下山进行了支护试验,试验结果表明:采用新型中空注浆锚索能够有效地提高煤体强度和自承作用,巷道顶底板收敛速度由3.7 mm/d降至3.0 mm/d,两帮收敛速度由17.8mm/d降至6.4 mm/d,而且巷道稳定期限长,支护成本大幅降低,实际应用取得了良好的效果。

南竹加筋复合锚杆施工工艺优化研究

首先,结合复合锚杆的特殊性,对复合锚杆的锚固机制进行简要分析,获取其界面剪应力与轴向应力分布理论解;其次,在充分认识研究区概况、崖体破坏形式及复合锚杆锚固机制的基础上,结合交河故城崖体锚固工程,对其施工工艺进行系统地总结优化,分别从布孔定位、钻进成孔、上锚杆、安设锚杆、注浆、安设锚具、锚孔封堵、表面作旧、锚杆养护等多方面进行探讨,研究结果可为干旱半干旱地区土遗址高陡边坡复合锚杆加固技术的推广应用提供科学依据,并对类似的锚固工程具有理论和实践指导作用。

大跨自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换技术研究

为快速实现大跨自锚式悬索桥体系转换,以(160+406+160)m的双塔三跨自锚式悬索桥——桃花峪黄河大桥为背景,研究以吊索引出量控制为主、索力控制为辅的吊索张拉与体系转换技术。建立实桥有限元模型,计算吊索无应力长度,定义索头引伸出下锚垫板的长度值为引出量;采用引出量控制,从塔根向远离桥塔方向对称张拉吊索(每次8组),跨中几组吊索采取纵向相邻2组同时装千斤顶,在n号吊索张拉的同时,预拉(n+1)号吊索;进行主桥缩尺模型试验,对该方案进行验证及细节优化。研究结果及实际工程表明:采用该体系转换技术方案,主缆与吊索张力、临时墩反力、主梁应力计算值等均满足要求;缩尺模型实测应力、位移与有限元计算值吻合;主梁线形质量好,吊索索力精度高,快速实现了体系转换。