有限空間條件下山區(qū)高速公路橋接隧梁板架設(shè)施工技術(shù)研究及應(yīng)用

向永貴

（招商中宇工程咨詢(xún)（重慶）有限公司，重慶 400067）

0 引言

隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅速發(fā)展，山區(qū)高速公路建設(shè)也面臨很多挑戰(zhàn)。研究有限空間條件下的橋接隧梁板架設(shè)施工技術(shù)，對(duì)于保證山區(qū)高速公路施工安全、提高效率及適應(yīng)復(fù)雜地形十分重要。在實(shí)際工程應(yīng)用中，如何克服隧道單向掘進(jìn)、架橋機(jī)改造以及梁板架設(shè)的技術(shù)難題，已成為確保工程順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

因此，應(yīng)加大對(duì)相關(guān)技術(shù)策略的研究力度，為山區(qū)高速公路建設(shè)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支持，并推動(dòng)該領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步。

1 有限空間條件下山區(qū)高速公路橋接隧梁板架設(shè)施工重要性

在有限空間條件下進(jìn)行山區(qū)高速公路橋接隧梁板架設(shè)施工，可能受到地形和空間的制約，因此必須嚴(yán)格規(guī)劃施工過(guò)程，并綜合考慮地理環(huán)境、安全風(fēng)險(xiǎn)及工程效率。施工特點(diǎn)主要包括精準(zhǔn)分析施工環(huán)境、合理選擇架設(shè)方法、精心挑選施工設(shè)備以及嚴(yán)格進(jìn)行施工管理[1]。山區(qū)高速公路橋接隧梁板的架設(shè)對(duì)于地區(qū)交通發(fā)展至關(guān)重要，其不僅是提升地區(qū)交通便利性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵，還是連接偏遠(yuǎn)山區(qū)與外界的重要通道。

因此，確保施工技術(shù)的精確實(shí)施和工程質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于保障關(guān)鍵交通樞紐長(zhǎng)期穩(wěn)定和安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。

同時(shí)，有限空間條件下山區(qū)高速公路橋接隧梁板的架設(shè)施工不僅是一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)，還是對(duì)區(qū)域發(fā)展具有重要影響的工程項(xiàng)目。

2 案例分析

某山區(qū)高速公路橋接隧道工程中的特大橋全長(zhǎng)約為1.2km，左幅由30m×40m 的跨度組成，右幅則由一段30m+29m×40m 的跨度組成。工程采納多根樁基支撐承臺(tái)設(shè)計(jì)，下部結(jié)構(gòu)選用空心薄壁墩和柱狀墩。上部構(gòu)造為長(zhǎng)度40m 的預(yù)制T 梁，采用了初期簡(jiǎn)支后續(xù)連續(xù)的設(shè)計(jì)方案。最具挑戰(zhàn)的是橋梁兩端與隧道的連接部分，其起點(diǎn)連接470m 的短隧道，終點(diǎn)則銜接2000m 的長(zhǎng)隧道。隧道內(nèi)的車(chē)道寬度為2×3.75m，建筑結(jié)構(gòu)限制的凈寬度和高度分別為11m和5m。

梁板安裝包括搭建橋架機(jī)、穿越孔道和放置梁片等步驟。但是由于左側(cè)橋臺(tái)緊鄰隧道出口，而右側(cè)橋臺(tái)位于隧道內(nèi)，橋臺(tái)與隧道之間的距離長(zhǎng)達(dá)5m，因此無(wú)法在橋臺(tái)位置搭建橋架機(jī)。為此，施工團(tuán)隊(duì)采用了多項(xiàng)創(chuàng)新措施，包括在隧道施工區(qū)域使用單向挖掘法、在指定地點(diǎn)預(yù)制梁板，并在隧道貫通后迅速完成仰拱和二次襯砌等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。同時(shí)，考慮到隧道建筑限制對(duì)橋架機(jī)改造方案的影響，并在隧道入口處組裝橋架機(jī)。改造完成后，橋架機(jī)穿越隧道，到達(dá)橋臺(tái)位置，恢復(fù)正常操作高度和長(zhǎng)度，并開(kāi)始架設(shè)第一跨梁板，直至全部梁板安裝完畢[2]。

3 有限空間條件下山區(qū)高速公路橋接隧梁板架設(shè)施工技術(shù)

3.1 隧道單向掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

隧道單向掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用流程涵蓋了從初步地質(zhì)勘探到隧道掘進(jìn)的全過(guò)程，是確保施工安全性和高效性的基礎(chǔ)[3]。

首先，施工前進(jìn)行地質(zhì)勘探是決定隧道掘進(jìn)方案的基礎(chǔ)。工程團(tuán)隊(duì)需要對(duì)山區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)分析，包括巖土層的穩(wěn)定性、水文條件以及可能存在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。并基于此類(lèi)數(shù)據(jù)選擇最適合的隧道掘進(jìn)方法，例如在堅(jiān)硬的巖石層中采用傳統(tǒng)的鉆爆法，而在軟弱地層則選用全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）。

其次，施工團(tuán)隊(duì)在隧道掘進(jìn)前，需要進(jìn)行準(zhǔn)備工作，包括設(shè)置必要的施工設(shè)施，如臨時(shí)道路、排水系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)備，以確保掘進(jìn)過(guò)程中的作業(yè)環(huán)境的安全和穩(wěn)定；在掘進(jìn)過(guò)程中，專(zhuān)業(yè)的工程監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控地質(zhì)變化和施工進(jìn)度，以確保隧道掘進(jìn)順利進(jìn)行。

最后，隧道掘進(jìn)過(guò)程中，需要采取嚴(yán)格的安全措施和風(fēng)險(xiǎn)管理策略。當(dāng)遇到復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)，比如斷層或水文地質(zhì)異常區(qū)，團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)策略，并采用相應(yīng)的加固措施，如錨固、噴射混凝土等，以確保施工安全；隧道掘進(jìn)完成后，需要對(duì)隧道內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固和仰拱施工，以確保隧道的穩(wěn)定性。

3.2 架橋機(jī)改造技術(shù)與應(yīng)用

3.2.1 架橋機(jī)隧道內(nèi)通行改裝

在該工程中，架橋機(jī)需要從隧道內(nèi)通行，因此必須對(duì)其進(jìn)行精密的改裝，使其適應(yīng)隧道內(nèi)的空間限制[4]。改裝過(guò)程主要包括對(duì)架橋機(jī)的前、中、后支腿進(jìn)行改造，并安裝主梁和提升小車(chē)，以確保其能夠在狹窄的隧道內(nèi)順利操作。

前支腿改裝需要考慮支腿的伸縮性和穩(wěn)定性，使其在不平坦的地面上也能夠穩(wěn)固地支撐架橋機(jī)；中支腿的改裝則著重增強(qiáng)支腿的承載能力和調(diào)整機(jī)制，使其可以適應(yīng)隧道內(nèi)的空間高度和長(zhǎng)度限制；后支腿改裝主要是為了提高架橋機(jī)在狹窄空間內(nèi)的機(jī)動(dòng)性和操作靈活性；同時(shí)，安裝主梁的過(guò)程中需要考慮到梁的尺寸和重量，以確保該環(huán)節(jié)能夠在隧道的有限空間中順利施工。此外，提升小車(chē)的安裝十分關(guān)鍵，需要保證小車(chē)能夠在隧道內(nèi)自由移動(dòng)，還要保證其具有足夠的提升能力和精確控制，從而確保高效地完成梁板架設(shè)工作。通過(guò)精細(xì)的改裝工作，架橋機(jī)能夠在隧道內(nèi)通行并順利進(jìn)行橋梁施工。此過(guò)程不僅考驗(yàn)工程設(shè)計(jì)和施工團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新能力，還體現(xiàn)了在復(fù)雜工程條件下技術(shù)應(yīng)用的靈活性和實(shí)用性[5]。

3.2.2 架橋機(jī)過(guò)孔改造

架橋機(jī)過(guò)孔改造的核心在于調(diào)整架橋機(jī)的結(jié)構(gòu)，使其能夠適應(yīng)狹窄隧道環(huán)境的同時(shí)完成橋梁板安裝。具體實(shí)施策略如下：架橋機(jī)整機(jī)通過(guò)隧道后，需采用一片T 梁作為配重進(jìn)行過(guò)孔操作。此過(guò)程中選用T梁時(shí)，需考量其重量和尺寸，并確保在不影響隧道結(jié)構(gòu)的前提下，為架橋機(jī)提供足夠的穩(wěn)定性和支撐；為了適應(yīng)隧道的空間限制，需要對(duì)架橋機(jī)的主梁進(jìn)行拆卸和重新配置，包括拆卸架橋機(jī)一節(jié)6m 和一節(jié)12m的主梁，使剩余主梁長(zhǎng)度達(dá)到48m。同時(shí)，架橋機(jī)前端外延調(diào)整為1.5m，跨中部分保持40m，而橋臺(tái)后延部分設(shè)定為6.5m。通過(guò)精細(xì)改造和調(diào)整（見(jiàn)表1），架橋機(jī)在隧道內(nèi)的過(guò)孔操作得以順利完成，并為架設(shè)橋梁板創(chuàng)造了條件。此外，架橋機(jī)的過(guò)孔改造方案，對(duì)于類(lèi)似的山區(qū)高速公路橋梁施工項(xiàng)目具有重要的參考價(jià)值。

表1 山區(qū)高速公路橋接隧梁板架設(shè)施工中架橋機(jī)改造方案表

3.3 橋接隧梁板架設(shè)技術(shù)與應(yīng)用

橋接隧梁板架設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高效和安全施工的核心。該工程中施工團(tuán)隊(duì)在完成架橋機(jī)的改造和檢測(cè)后，采用了創(chuàng)新的“一次喂梁”技術(shù)進(jìn)行梁板架設(shè)。此技術(shù)涉及使用梁運(yùn)車(chē)吊起梁片前端，并與運(yùn)輸車(chē)同步向前移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)梁片的平穩(wěn)輸送和精準(zhǔn)定位。在“一次喂梁”操作流程中，首先，梁運(yùn)車(chē)向前移動(dòng)3.2m 到達(dá)第一個(gè)隔板。其次，為了維持梁片的穩(wěn)定，需對(duì)其進(jìn)行暫時(shí)性加固。最后，使用前方起重機(jī)將梁片前端吊起，并繼續(xù)執(zhí)行梁片搬運(yùn)、安裝步驟。此過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行精確的機(jī)械操作和嚴(yán)格的安全措施，以確保梁板架設(shè)過(guò)程的安全性和效率。此外，施工中還需要注意梁板與隧道結(jié)構(gòu)的精確匹配以及梁板在架設(shè)過(guò)程中的穩(wěn)定性控制。技術(shù)團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)行詳細(xì)的工程計(jì)算和設(shè)計(jì)，以確保梁板的尺寸、重量和架設(shè)角度符合工程要求。同時(shí)，需要采取一系列技術(shù)措施，如使用專(zhuān)業(yè)的定位設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)，以確保在架設(shè)過(guò)程中可以準(zhǔn)確定位和穩(wěn)固梁板。整個(gè)橋接隧梁板架設(shè)過(guò)程中，應(yīng)用“一次喂梁”技術(shù)極大地提高了施工效率，同時(shí)也降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。該創(chuàng)新施工方法在有限空間條件下的山區(qū)高速公路橋梁項(xiàng)目中具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，也展示了復(fù)雜工程條件下進(jìn)行施工技術(shù)創(chuàng)新的重要性。

3.4 橋接隧梁板架設(shè)技術(shù)與應(yīng)用

3.4.1 施工技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)

該工程案例中，如右側(cè)首跨30m 的T 梁安裝，因考慮到限制條件，需將橋架機(jī)拆卸成兩段12m 和一段6m 的主梁部分，同時(shí)加裝2m 長(zhǎng)的部件，使剩余主梁長(zhǎng)度為38m。在此配置下，橋架機(jī)在作業(yè)時(shí)前端超出1.5m，橋臺(tái)后延6.5m，且跨中長(zhǎng)度為30m。但由于右側(cè)橋臺(tái)位于隧道內(nèi)5m 處，且受隧道建筑限制，因此改造橋架機(jī)無(wú)法直接安裝邊梁。此時(shí)工程團(tuán)隊(duì)需采取額外的技術(shù)措施，如采用特殊的吊裝設(shè)備和技術(shù)，或者在隧道內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，從而為架設(shè)工作創(chuàng)造必要的空間。此外，在這種復(fù)雜的施工環(huán)境中，確保梁板的準(zhǔn)確安裝位置和穩(wěn)定性至關(guān)重要。因此，工程團(tuán)隊(duì)不僅需要采用高精度的測(cè)量設(shè)備，還需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工方案和方法。可以通過(guò)對(duì)架橋機(jī)進(jìn)行改裝、精確的梁板定位以及特殊的吊裝技術(shù)，克服此類(lèi)施工難點(diǎn)，從而確保橋梁板安全、準(zhǔn)確架設(shè)[6]。

3.4.2 施工技術(shù)具體應(yīng)用

在解決有限空間條件下山區(qū)高速公路橋接隧梁板架設(shè)的技術(shù)難題時(shí)，可采用一系列創(chuàng)新施工措施。在該工程施工中，當(dāng)面臨右幅橋臺(tái)位于隧道內(nèi)且空間受限的挑戰(zhàn)時(shí)，工程團(tuán)隊(duì)實(shí)施了錯(cuò)位吊裝與組合式平移法。例如，在安裝右側(cè)的5-1 號(hào)和5-2 號(hào)梁時(shí)，先將其放置在2 號(hào)和3 號(hào)墊石上，同時(shí)，在T 梁橫隔板底部設(shè)置斜撐和木枕，以確保梁片的穩(wěn)定性。

圖1 橋接隧架橋機(jī)俯視圖

在梁片移動(dòng)前的準(zhǔn)備工作中，需要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)兩片梁的橫隔板主筋進(jìn)行焊接，以確保梁片在移動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性。對(duì)于5-5 號(hào)和5-4 號(hào)梁，采取了類(lèi)似的方法。首先，將梁片分別放置在4號(hào)和3 號(hào)墊石上；其次，在橫隔板鋼筋焊接完成，并確保連接牢固后，通過(guò)橫移裝置將其轉(zhuǎn)移至設(shè)計(jì)位置；再次，在安裝右側(cè)5-3 號(hào)梁的過(guò)程中完成橋接隧首跨T 梁的架設(shè)；最后，按常規(guī)步驟操作橋架機(jī)，并將主梁恢復(fù)至拆除前的正常尺寸。該措施不僅可以解決施工過(guò)程中的技術(shù)難題，還可以保證梁板架設(shè)的精準(zhǔn)性以及工程順利進(jìn)行[7]。

3.4.3 梁板橫移技術(shù)要點(diǎn)

在有限空間條件下山區(qū)高速公路橋接隧梁板架設(shè)施工中，梁板橫移技術(shù)是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)。成功應(yīng)用該技術(shù)對(duì)于確保梁板安全、準(zhǔn)確地移至指定位置至關(guān)重要。在該工程施工中，實(shí)施梁板橫移技術(shù)涉及以下核心步驟和考慮要點(diǎn)：第一，為防止梁片在移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生傾覆，需要將邊梁與相鄰梁的橫隔板鋼筋進(jìn)行滿(mǎn)焊，并將兩片T 梁連接為一個(gè)整體進(jìn)行橫移。此措施不僅能夠增加結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，還能確保梁板在橫移過(guò)程中的安全性。第二，在布置滑動(dòng)軌道與鋼絞線(xiàn)留置空間時(shí)，需保證其準(zhǔn)確性。在橋梁橫向，相隔1m 的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的高差必須控制在2mm以?xún)?nèi)，以確保軌道的平坦性和連續(xù)性，避免出現(xiàn)任何不規(guī)則或突兀的變化點(diǎn)。對(duì)精確度進(jìn)行嚴(yán)格要求可以保證梁板在橫移過(guò)程中的穩(wěn)定性和平滑性。第三，需要協(xié)調(diào)牽引滑移小車(chē)和千斤頂?shù)氖褂谩Ｊ褂? 臺(tái)千斤頂牽引時(shí)，需保證牽引力一致，且施力需緩慢且勻速進(jìn)行。細(xì)致執(zhí)行此步驟，可以確保梁板在移動(dòng)過(guò)程中不會(huì)突然產(chǎn)生力量變化，從而避免了對(duì)結(jié)構(gòu)的潛在損害；同時(shí)，在梁板滑移到指定位置后，需要同步操作位于梁底的4 臺(tái)千斤頂，以確保其能夠同時(shí)頂升、同時(shí)下降。此操作可以確保梁板在定位過(guò)程中能夠均勻受力，并防止梁板在定位時(shí)可能出現(xiàn)不均勻下沉或傾斜。

4 結(jié)語(yǔ)

在面對(duì)有限空間條件下山區(qū)高速公路橋接隧梁板架設(shè)的各項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)時(shí)，采用一系列創(chuàng)新施工策略和方法可以顯著提升其工程效率和安全性。從單向掘進(jìn)技術(shù)的貫通到架橋機(jī)的精準(zhǔn)改造，再到梁板橫移技術(shù)的精細(xì)應(yīng)用，每一步都能體現(xiàn)工程技術(shù)在應(yīng)對(duì)復(fù)雜施工環(huán)境中的靈活性和高效性。相關(guān)技術(shù)的成功應(yīng)用不僅能夠?yàn)轭?lèi)似的山區(qū)高速公路項(xiàng)目提供重要的參考，還能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。