高速公路单幅柱式棚洞施工工法

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1、高速公路单幅柱式棚洞施工工法中铁xx局集团有限公司中铁xx局集团第一工程有限公司1.前言目前，我国高速公路建设向山区不断延伸，山区高速公路受地形限制，路线常在崇山峻岭中傍山而行，路基边坡地质复杂且高陡，石质高陡边坡挖方路堑施工设备、机械难以就位，施工难度较大；山高坡陡，地表岩体较为破碎，溶蚀发育，如发生落石现象，将对运营期间的行车安全造成非常大的隐患。xx高速公路K15+620-K15+820段路线原设计以路堑形式通过，地形较陡，地面自然横坡达60度；此段路堑最高设6级边坡，坡率设计为1:0.25和1:0.33。该地段为卡斯特地貌山区，地势险要，施工机械（挖机、钻机）难以进入坡顶，且上部

2、开挖面较窄，设备无工作平台，难以进行施工作业；路堑边坡下方为进场道路和农田，峭壁石方爆破后无法控制落石走向，道路下方为部分旱地、水稻田和河道，爆破后滚落石渣对下部农田、河道破坏污染严重。如何安全快速的组织施工，是石质路堑高陡边坡开挖所面临的难题。中铁xx局集团有限公司结合项目实际情况，采用单幅柱式棚洞形式通过，减小了边坡的开挖高度，明显减少对山体的破坏，从而保护了山体上的植被；另外棚洞对高边坡除具有支挡作用，同时还具有公路隧道的功能，其结构与自然景观融为一体，不仅节约了投资，而且一劳永逸的消除了高陡边坡顶部危岩、浮石危及公路安全，以保证公路建设与运营的安全；并降低了施工难度，加快了施工速

3、度，可为今后类似棚洞的施工提供借鉴，经总结、整理形成工法。2．工法特点2.1石质高陡边坡下路堑采用单幅柱式棚洞防护，减少了高边坡路堑开挖，消除了石方爆破对进场道路的干扰，有效保证了施工及运营期间的安全。2.2在棚洞顶部增设横向钢管桩注浆加固措施，确保施工期间棚洞半明半暗开挖对高陡边坡造成失稳。2.3-15-优化的柱式棚洞施工方案，使用改装后的隧道用衬砌台车同时施工洞身、顶板及柱顶托梁混凝土，将原设计的洞顶施工缝改留至柱顶，提高了洞身的结构整体受力情况，减少了施工缝对洞身防排水质量的影响，与传统的支架现浇方法相比，降低了施工难度，加快了施工速度。2.4棚洞模板利用的是隧道施工用的二衬台车改

4、装而成，安装灵活、经济方便等特点，提高了大型模板的利用率，有效的减低了成本。2.5棚洞结构轻巧，解决了高陡石质边坡开挖难的问题，消除了运营期间的落石隐患，降低了柱式棚洞的施工难度，加快了施工进度。棚洞完成后顶部植草绿化后，其自身即能成为一道亮丽的景观，为山区高速公路工程增加了新的看点。3．适用范围本工法适用于山区高速公路及铁路深路堑高陡石质路堑边坡的处置施工。4.工艺原理将棚洞范围内顶部左侧进行边坡开挖及钢管桩加固，棚洞范围右幅路基石方控制爆破施工，左幅棚洞洞身开挖及初期支护施工后进行棚洞立柱底桩基础、底板及中立柱基础钢筋混凝土施工，然后采用改装的衬砌台车一次性施工棚洞立柱、立柱托梁、洞

5、身及顶板钢筋混凝土，紧接着进行棚洞内路面及水沟电缆槽等附属工程施工，最后进行棚洞顶柔性回填反压、洞顶排水沟及绿化工程施工。棚洞优化施工图理见下图4。图4.1单幅柱式棚洞防护石质边坡原理图-15-5．施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程①施工准备→②对棚洞顶部边坡钢管桩加固等防护施工→③棚洞范围右幅路基石方控制爆破施工→④左幅棚洞洞身开挖及初期支护施工→⑤棚洞立柱底桩基础、底板及中立柱基础钢筋混凝土施工→⑥采用改装的衬砌台车一次性施工棚洞立柱、立柱托梁、洞身及顶板钢筋混凝土→⑦棚洞内路面及水沟电缆槽等附属工程施工→⑧棚洞顶防排水施工→⑨棚洞顶柔性回填反压、洞顶排水沟施工→⑨绿化工程施工

6、。施工工艺流程见图5.1。施工准备施工测量棚洞顶部边坡横向钢管桩注浆加固棚洞台车改装-15-图5.1棚洞施工流程图5.2操作要点5.2.1施工准备首先，对棚洞顶部自上而下分台清理刷坡松散岩体及坡面，严禁大面积开挖扰动边坡的稳定性，对开挖后的洞顶边坡进行钢管桩加固和挂网喷浆防护，确保棚洞施工期间的安全；其次，按设计的棚洞轮廓改装隧道用的一部10.5m液压衬砌台车，及时拼装调试完善，具备施工条件；再次，做好快速施工的一切后续保障工作。5.2.2施工测量施工测量前认真进行对图纸的审核、测量定位依据点的交接与校核、测量仪器的检定与校核，测量方案的编制与数据准备。根据图纸和工程结构特征确定控制网形

7、式，采用一级控制网测设。为保证工程施工的竖向精度，棚洞布设3个高程控制点组成高程控制网，采用绝对高程控制，高程控制点布置在距施工现场20.0米左右的埋置砼上。高程从控制点引测，待柱修好后引测至柱上并做出明显标记，为后面的施工创造条件。施工放样数据在室内计算好并充分复核无误方可进行施工。5.2.3棚洞顶部边坡横向钢管桩注浆加固1.横向钢管桩施工流程测量定位→钻孔机就位钻孔→安装下放注浆钢管→封孔→下放钢筋→注浆机安装→安装注浆导管→拌