溫先劃
(南寧鐵路局工務(wù)處,工程師 廣西 南寧市 530000)
近年來西南地區(qū)高速鐵路快速發(fā)展。由于西南地區(qū)地形復(fù)雜、工程地質(zhì)條件惡劣,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),鐵路建設(shè)具有顯著的高橋隧比特征[1-2];加之西南地區(qū)雨水豐富,鐵路橋梁橋墩基礎(chǔ)難以避免地受到?jīng)_刷作用,進(jìn)而影響其整體穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的橋墩沖刷防護(hù)措施主要包括加大基礎(chǔ)埋深、增設(shè)實(shí)體防沖刷等措施[3]。本文以新建貴陽到廣州高速鐵路(貴廣高鐵)紅躍2#雙線大橋?yàn)槔榻B一種新型橋墩沖刷防護(hù)工法,與傳統(tǒng)工法相比,該工法具有顯著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[4],可供類似工程參考。
工程點(diǎn)位于貴廣高鐵k 358+832紅躍2#雙線大橋。橋位處為泥石流沖溝,其中橋梁3#墩位于沖溝右岸岸坡,2#墩位于泥石流溝中央,如圖1所示。
圖1 紅躍2#雙線大橋2#墩、3#墩及溝口外貌
該工點(diǎn)泥石流頻發(fā),溝內(nèi)及溝口塊石堆積嚴(yán)重。沖溝右岸邊坡坡腳受沖刷及掏空作用影響,不斷垮落,邊坡上原路面拉裂明顯,目前處于不穩(wěn)定狀態(tài),如圖2所示。
圖2 沖溝右岸邊坡路面拉裂
修建于沖溝右岸邊坡的3#橋墩,其承臺(tái)部分因邊坡變形破壞,目前裸露,如圖4所示。如沖刷加劇會(huì)導(dǎo)致邊坡進(jìn)一步破壞,最終導(dǎo)致樁基裸露,存在安全隱患。2#墩沖刷情況目前相比而言較輕,承臺(tái)之下主要為微風(fēng)化基巖,抗沖刷能力較強(qiáng)。
圖3 3#墩右岸邊坡破壞致承臺(tái)外露
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明橋墩上游沖溝內(nèi)塊石堆積嚴(yán)重(如圖4所示)。在豐水期,水流夾帶該處塊石可能對(duì)下游的邊坡和樁基進(jìn)行撞擊,存在安全隱患,應(yīng)采取防護(hù)措施。
圖4 橋墩上游溝內(nèi)塊石堆積嚴(yán)重
為滿足該工點(diǎn)快速施工及擋墻工程強(qiáng)透水性要求,采用新型工法鋼制自由框+鋼制梳子壩+格賓系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)(見圖5、圖6所示)。
圖5 橋墩防護(hù)設(shè)計(jì)平面示意圖
圖6 橋墩防護(hù)設(shè)計(jì)剖面示意圖
具體工作如下:
1)2#墩沖刷作用相對(duì)較輕,并且基底為微風(fēng)化硬巖,暫時(shí)可不做防護(hù)。
2)3#墩邊坡沖刷嚴(yán)重,采用鋼制自由框沿著邊坡進(jìn)行實(shí)體防護(hù),框底位于微風(fēng)化基巖之上。自由框高8 m,墻背采用塊石回填,墻頂布設(shè)二層格賓,對(duì)邊坡上部進(jìn)行防護(hù),自由框底部布設(shè)一層格賓對(duì)河道進(jìn)行沖刷防護(hù)。
3)為避免大塊石對(duì)自由框墻體沖擊,在橋墩上游位置布設(shè)一道高3.0 m的鋼制梳子壩,有效地對(duì)大塊石進(jìn)行攔截。
經(jīng)測(cè)算,橋墩沖刷防護(hù)主要工程量見表1。
表1 橋墩防護(hù)設(shè)計(jì)主要工程量
該新型工法主要包括鋼制自由框、鋼制梳子壩及格賓系統(tǒng)施工,具體流程如下:
3.1 鋼制自由框 鋼框擋墻邊坡支擋方法的施工工藝流程包括:測(cè)量放線、初挖基礎(chǔ)、基礎(chǔ)平整、鋼材組裝、填裝礫石、墻頂組裝、墻背回填。施工流程如圖7所示。
圖7 鋼框擋墻施工工藝流程圖
3.2 鋼制梳子壩 鋼制梳子壩施工工藝流程:條形基礎(chǔ)定位放線→開挖基坑→澆筑混凝土→預(yù)埋地腳錨桿→組裝固定鋼制梳子壩。鋼制梳子壩完工示意見圖8。
圖8 鋼制梳子壩完工示意圖
3.3 格賓系統(tǒng) 格賓系統(tǒng)施工相對(duì)簡(jiǎn)單,格賓拼裝和鋪設(shè)組合→向格賓內(nèi)填充石料→格賓封蓋。工程完工照片如圖9所示。
圖9 橋墩防護(hù)工程完工照片
基于水石分離防護(hù)理念,采用鋼制梳子壩、鋼制自由框和格賓新型工法對(duì)貴廣高速鐵路紅躍2#雙線大橋橋墩進(jìn)行防護(hù)。該新型工法與傳統(tǒng)工法相比具有:快速施工、節(jié)能省材、透水性強(qiáng)、適應(yīng)不均勻變形等優(yōu)點(diǎn)。該防護(hù)設(shè)計(jì)及工法可為類似工程提供參考,具有一定的借鑒意義。
[1]游勵(lì)暉,陳思孝.西南山區(qū)鐵路橋梁設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考[J].高速鐵路技術(shù),2015,5(6):78-82.
[2]卿三惠.西南鐵路工程地質(zhì)特征及成就[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2005,12(增刊):123-139.
[3]房世龍,陳 紅,王 崗.橋墩局部沖刷防護(hù)工程特性研究綜述[J].水利水電科技進(jìn)展,2007,27(4):84-89.
[4]康波,熊探宇,李秉展.鋼框擋墻在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急治理中的應(yīng)用[J].路基工程,2016,第五期5(總第188期):138-141.