高速公路旧路高边坡上的桥梁施工技术初探

高速公路旧路高边坡上的桥梁施工技术初探

李媛媛李松林师建博

李媛媛李松林师建博

中交一公局第一工程有限公司北京102205

摘要：随着当前交通需求的增长，一些公路需要进行改建，改建过程中一般既要满足正常的运营需求，又要保证工程的质量安全。连霍高速郑州至洛阳段改扩建工程施工的难点就在于既要保证旧路边坡的稳定和旧路的安全运营，又要在边坡上修筑施工平台。此工程经过方案分析选了冲击钻+回旋钻“接力”成孔技术。本文对其方案的选择过程及施工技术要点进行分析。

关键词：高边坡；冲击钻+回旋钻“接力”成孔；边坡恢复

一、工程概况

我公司承建的连霍高速郑州至洛阳段改扩建工程TJ-03合同段，全长8.25公里,位于河南省荥阳市汜水镇。该合同段为将原有的双向四车道改建为双向八车道，采用单侧加宽的形式。新加宽段落中有两座桥梁对应的老路为高填方路基，这样新建桥梁的基桩均位于老路路基的边坡上，其中包括一座特大桥汜水河西侧高架桥（长1305米）和一座大桥十里铺高架桥（长390米）。十里铺高架桥为13-30米预应力混凝土连续箱梁桥，该桥除0#台和13#台以外其余全部位于原高速公路高填方路基的边坡上。填高均大于20米，在填方9米处设置宽度1.5米的缓冲平台，上部坡度为1:1.5，下部坡度为1:1.75，新加宽桥梁内侧边桩及中桩位于上部边坡，外侧边桩位于下部边坡。

二、方案比选

即要保证旧路边坡的稳定和旧路的安全运营，又要在边坡上修筑施工平台、钻孔作业，以及成桥后旧路边坡的恢复这些都是边坡桥梁施工的难点。在边坡桥梁的基桩施工中一般有以下几种方案。

（一）回旋钻成孔

采用回旋钻成孔，速度快，平均进尺速度11米/天，但是在老路边坡上施工，基桩的上部15米左右处于老路路基中，老高速路基经过多年营运有裂缝、空洞等病害，并且有的在高填方养护过程中在路堤内压入水泥浆，形成了巨大的水泥块，在钻孔过程中易出现漏浆、塌孔、进尺困难等问题，成孔率较低。

（二）冲击钻成孔

采用冲击钻成孔，能避免漏浆、塌孔、进尺困难等问题，但是进尺速度较慢平均5米/天，而且单价较高、施工成本大、工期长。

（三）冲击钻+回旋钻“接力”成孔

采用冲击钻+回旋钻“接力”成孔，在基桩上部的老路路基土层中采用冲击钻，在老路路基以下的土层采用回旋钻。这样及避免了钻孔过程中易出现漏浆、塌孔、进尺困难等问题，又在能在老路路基以下的土层中加快施工进度，节省成本。

综上所述，在边坡桥梁中采用冲击钻+回旋钻“接力”成孔方式较为经济合理。

三、旧路高边坡上的桥梁施工技术

（一）施工平台

根据测量的旧路边坡横断面图和带有桩位的平面图设计施工平台（见图1），上部作业平台（作业平台Ⅰ）原路基边坡平面根据桩位布置按锯齿形开挖（见图1），不允许沿路线走向通挖。下部作业平台（作业平台Ⅱ）原路基边坡平面按路线走向通长开挖，开挖立面按1:0.25坡率控制。保证上部作业平台最小有效宽带不小于8m，下部作业平台最小有效宽度不小于6.5米。另外，作业平台Ⅱ开挖时要考虑盖梁伸入老路基边坡的距离及作业空间。

旧路边坡开挖前，对其开挖后的稳定性进行分析，认为其安全系数满足稳定性要求。

（二）抗滑桩

根据设计的施工平台位置，在现场进行放样，确定开挖边界的控制线。

首先，将边坡桥梁段的老路路肩排水由分散排水改造为集中排水（老路为集中排水的，根据施工平台的位置进行改善）。集中排水在老路路肩外侧设置拦水带，每隔20米左右通过急流槽排到坡脚下的排水沟。

再次，开挖作业平台Ⅰ的锯齿以外部分，形成施工便道，在施工便道上（中桩和内侧边桩之间）设置一排抗滑桩。抗滑桩为钢筋混凝土桩，桩径50cm，桩长为施工平台至坡脚垂直距离，桩间距为2米。

抗滑桩施工要紧随平台开挖之后，开挖过程中注意保护和改善排水设施。现场条件允许时可以先施工抗滑桩，再开挖平台，桩顶预留至平台顶面。

（三）锚喷防护

抗滑桩施工完成后进行作业平台Ⅰ锯齿部分的开挖，在保证内侧边桩和盖梁施工的情况下，尽量减少开挖量。开挖实行分层开挖，每层开挖高度不超过1.5米，严禁超挖一次开挖到位。每层开挖完成后，立即进行锚喷防护。待防护混凝达到一定的强度，再继续开挖下一层，直至到作业平台Ⅰ的作业面。

锚喷钢筋混凝土处理方法：沿开挖立面在原路基内植入长度4.5米的Φ25锚固钢筋，间距80cm，梅花形布置，直接深入到路基中（锤入法施工）。锚固钢筋与锚喷混凝土中的钢筋网片焊接，锚喷混凝土为C25细粒式混凝土厚度不小于8cm，钢筋网片为φ8圆钢，间距按10cm×10cm布置。

（四）泥浆池、沉淀池

施工作业平台Ⅰ修筑完成后即可进行中桩和内侧边桩的施工。由于老路经过长时间的运营，路堤内部出现裂缝、空洞、脱空等病害，在边坡上直接设置泥浆池易出现漏浆，泥浆进入路基内部容易引起路基失稳下陷、滑坡等。因此，需采取措施防止泥浆进入路基内部。

泥浆池采用5mm厚的钢板焊接而成，尺寸大小为长：6米、宽：5米、高：2.5米，露出地面20厘米。泥浆跑道以及护筒均采用薄钢板焊接，泥浆池与泥浆跑道、泥浆跑道与护筒之间衔接处要密封，防止漏浆。当钻孔作业中采用到回转钻时，可以将泥浆池分为泥浆池和沉淀池，提高场地利用效力。

（五）钻机“接力”

位于边坡上的基桩其中桩长的上部位于老路填筑的路堤中，下部位于原状土中。老高速路堤有裂缝、空洞等病害，并且有的在高填方养护过程中在路堤内压入水泥浆，形成了巨大的水泥块，在钻孔过程中易出现漏浆、塌孔、进尺困难等问题。如果出现塌孔将严重威胁老路运营的安全。因此，在老路路堤中钻孔选择适用于所有土层的实心冲击钻机，该钻机成孔质量高、孔壁坚实、不易塌孔，但是施工速度慢，成本较高。

待到冲击钻进尺超过老路路堤底部，进入原状土以后，根据原状土土质选择适合该土层、施工速度较快、成本较低的旋挖钻或者回转钻等钻机换下冲击钻，继续进尺直至成孔。

（六）老路边坡恢复

内侧边桩和中桩施工完成后，开挖修筑施工作业平台Ⅱ，按照上述方法施工外侧边桩。立柱盖梁完成后，恢复老路边坡（见图2）。

按照原路基边坡材料进行边坡恢复，锚喷防护应予保留，直接在锚喷外侧进行回填处理，回填高度至箱梁底20cm，回填顶面宽度不小于1.5cm，顶面采用M7.5砂浆砌片石。尽可能使用重型压路机碾压，每层回填厚度15-20cm，压路机不易处理的边角部分使用小型夯机夯实，回填压实要求达到90%，路基边坡恢复完成后采取三维网植草防护。

边坡恢复好以后，在老路路肩修建路肩集水槽，每隔30米设置急流槽降水引入坡脚排水沟，形成永久排水设施。

图2

四、结论

边坡在监测期间处于稳定状态中，说明施工质量好，施工技术可行。

本技术是在修筑施工平台上利用锚喷防护和抗滑桩支护的技术，坚持了“少开挖、勤防护、早恢复”的原则。在基桩施工时，按照土质不同分别在路基和原状土使用不同的钻孔设备，实行钻机“接力”流水作业。按照原路基边坡材料进行边坡恢复并采取三维网植草防护，较好地解决了在改扩建工程施工中旧路为高填方路基，新路桥梁位于旧路边坡上的边坡桥梁施工中存在的旧路防护和施工平台等问题，施工过程和施工后均对旧路无影响。

参考文献

[1]曹鑫淼.河床岩石边坡上大口径钻孔桩施工技术[J].中国煤炭地质,2008年7期.

[2]建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013).