近海浸水高填方路基施工技術(shù)

近海浸水高填方路基施工技術(shù)

隨著中國沿海地區(qū)的發(fā)展和建設，越來越多的沿海地區(qū)開始計劃建設海洋高山。這些項目具有投資大、規(guī)劃、設計和建設難度大、風險控制難度大等特點。以唐山市濱海大道工程海港開發(fā)區(qū)至曹妃甸段第八合同段為例:該線路全部穿越海域,淺水區(qū)平均水深3m,最深區(qū)域水深達到15m,受潮汐影響非常嚴重,安全防護尤為重要;路基采用了國內(nèi)首次實施的海上高等級道路吹砂施工工藝,施工工藝在國內(nèi)同類型工程中首次采用、施工難度大、技術(shù)控制復雜;施工質(zhì)量控制和測量、監(jiān)測無成熟經(jīng)驗可以借鑒;同時,由于深海路堤受海水浸泡、潮汐升降、甚至地震力的作用,非常容易損傷甚至跨塌,后果不堪設想;然而目前國內(nèi)并沒有近海浸水高填路堤邊坡安全穩(wěn)定的成功經(jīng)驗可以參考,也沒有相應的專門的海上高等級道路施工、設計技術(shù)規(guī)范。本課題經(jīng)過研究開發(fā)與應用,形成了以上海上吹填路基高等級公路綜合施工技術(shù),具體如下所述。一、海底鋪排和管袋鋪設本工程深海路段水深15m,給施工定位、軟體排沉放、管袋吹填等帶來了很大的技術(shù)難題。通過多次試驗,最終制定了路基全寬范圍內(nèi)通鋪軟體排和吹填整體管袋的施工方案。(1)清淤:利用吸泥船把深坑內(nèi)淤泥全部清除干凈。(2)滿鋪軟體排:采用專用鋪排船進行深海路基水下軟體排和管袋鋪設,鋪排時測量人員采用GPS進行跟蹤校核。鋪排時采取系物、加筋條、牽引等措施,使排布慢慢下沉,控制鋪排平整度,保證所沉排體緊貼床面。(3)吹填整體管袋:鋪設管袋時把管袋卷到鋪排船專用滾軸上,一邊慢慢下放管袋,一邊充灌砂,管袋借用袋內(nèi)砂的自重慢慢下沉。鋪排船根據(jù)管袋下沉情況一邊充灌砂、一邊下沉,然后采用船上絞盤收放船艏和船尾八字纜進行鋪排船移位。當圍堰管袋施工到人工能夠鋪設時,采用人工鋪設。(4)超載預壓:為加速吹砂路基沉降,提高路基穩(wěn)定性,防止路基成型后產(chǎn)生較大沉降,采用山皮石超載預壓的方法。該施工技術(shù)就地取材,節(jié)約成本,施工速度快,取得了良好的效果,保證了深海段路基吹填質(zhì)量并有效控制了工后沉降。二、模袋混凝土的施工本項目路基邊坡大部分在海水中,海浪對路基邊坡的沖刷非常嚴重,為避免浪潮對路基的破壞,必須采用安全可靠的防護措施。本工程利用而模袋砼防風浪、抗沖刷性能,路基兩側(cè)外邊坡初期防護采用防滲土工膜與模袋砼相結(jié)合的復合結(jié)構(gòu)型式;而大型永久性模袋混凝土的定位及灌注屬本技術(shù)的難點和重點。本課題通過對4×10×0.15m規(guī)格模袋混凝土的施工總結(jié),解決了以上難題,主要做法如下。(1)清理邊坡:先用袋裝砂圍堰管袋填角,再用15cm厚袋裝砂墊層進行找平;(2)鋪設土工膜:砂墊層完成后鋪設防滲土工膜;(3)澆筑模袋混凝土:灌筑15cm模袋砼,其中模袋鋪設流程為卷鋪模袋→設定位樁→張緊裝置安裝→鋪展模袋→鋪設時壓載→拉緊上緣固定索。該技術(shù)施工效率高,可直接在水上或水下施工,三道工序——“砂墊層、防滲土工布、模袋混凝土”同步進行,邊坡成型速度快,縮短了工期。三、高潮時鋼棧橋設計根據(jù)日常漁民通航要求,本項目在設計主航道溯河大橋主跨通航前,原航道不得間斷,始終保持通航要求;路基合攏口位于K36+500-K36+700處,為方便施工車輛通行,在此我們自主設計了3孔12m可提升式鋼棧橋。該處最低潮水位時深度6m,高潮時水位10m,浪高0.5~1m;且漲潮落潮時航道口水流急,沖力大,破壞力極強。主要措施如下:(1)落潮位時突擊從路基兩端同時向中間拋填大塊石,直至露出水面,然后用山皮石填出一條通道,通道頂寬不小于10m,一次填筑接攏,高程按路床頂高控制,保證車輛正常通行;(2)然后進行臨時剛棧橋拆除;(3)最后按照路基寬度及邊坡坡率全寬填筑,最后強夯、沖擊碾壓,保證路基填筑密實穩(wěn)定;(4)最后分層填筑路床山皮石。本技術(shù)施工簡單快速,路基整體穩(wěn)定性良好。四、海上高層次施工控制網(wǎng)放樣技術(shù)唐山濱海大道不同與一般公路,測量放線成為本項目的另一個難題;在陸地上,通常采用定樁方法進行測量放樣;而在茫茫的海面上,既沒有參照物,也沒有固定點,還有無休止的風浪干擾,顯然靠傳統(tǒng)的測量方法很難實現(xiàn)。本工程采用了RTK-GPS測量系統(tǒng),總結(jié)出了海上高等級公路施工控制網(wǎng)建立技術(shù)和海上高等級公路施工放樣技術(shù)。RTK-RPS系統(tǒng)在公路工程設計、施工測量中的開發(fā)應用,使淺海水域公路建設中路線定位、測量中的難題迎刃而解,同時,使水下拋石、拋沙、水下柵欄板、嵌連預制塊塊安裝、水下模袋混凝土澆筑等工程施工控制,進入了自動化、程序化和科學化實施階段。五、沉降觀測方法在淺海水域修筑公路路堤,最突出的問題是穩(wěn)定和沉降。為掌握路堤在施工期間的變形動態(tài),必須進行沉降觀測。因此,海上高等級公路沉降監(jiān)測與控制技術(shù)也就成為了施工中的一項重要技術(shù)。無論在施工中,還是工后觀測路堤沉降,須在施工前在所要觀測路堤中埋設沉降設施等標志作為觀測點。根據(jù)路堤施工沉降觀測的目的,要求每間隔100~200m設置一個觀測點,在路堤中心布設一個,兩側(cè)路肩布置三個,跨度超過30m的樁基結(jié)構(gòu)物兩端各設置一個。施工期每填一層觀測一次,當路堤出現(xiàn)異常情況或失穩(wěn),應停止填筑并采取措施,待路堤恢復穩(wěn)定后再填筑。預壓期間,第一個月每三天觀測一次,第二個月至第三個月每七天觀測一次,從第四個月起每半個月觀測一次,直到鋪筑路面前。運營期間,每半個月觀測一次,直到鋪筑路面完工后第三個月。根據(jù)設計要求,吹砂路基的施工中沉降不超過55cm,經(jīng)監(jiān)測,實際沉降穩(wěn)定在47cm左右,滿足47/55=0.85,大于0.75的規(guī)范要求。而施工后沉降全部控制在15mm之內(nèi),穩(wěn)定情況良好。全長728m23孔的唐山第一跨海大橋——溯河大橋,通過沉降觀測僅下沉3mm,創(chuàng)造了海域施工中橋涵結(jié)構(gòu)物沉降率最低的奇跡。六、創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟效益該技術(shù)是海上高等級公路施工實踐經(jīng)驗的總結(jié),是對各種安全施工技術(shù)的綜合,對日益發(fā)展的海上高等級公路安全施工有一定的借鑒價值。該研究成果通過在本項目上的成功實施,有效地加快了施工進度,保證了施工質(zhì)量、安全、節(jié)能和環(huán)保,實現(xiàn)了現(xiàn)場管理科學化、規(guī)范化、標準化、信息化,創(chuàng)造了明