一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥及其施工技术方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥及其施工技术方法，属于岩溶区隧道工程领域，连续梁桥的上部结构包括：支座(盆式橡胶支座)、梁板(现浇梁板)、桥面结构(桥面铺装层、防水层、伸缩缝等)、桥面附属结构(防撞护栏、隔离墩、隔音屏等)；下部结构包括：桥墩(轻型桥墩)、桥台(轻型桥台)、基础(钢管桩基础)、承台(高桩承台)。本发明专利技术采用的微型钢管桩组合桥墩基础，钢管桩结构简单、方便施工，可大大减少施工量与施工时间，更加经济和安全。本发明专利技术的施工方法解决了传统溶洞处置方法不当，成本造价高昂和对隧道结构及运营安全造成隐患的问题，方便为以后的巨型溶洞施工提供借鉴经验。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥及其施工技术方法
本专利技术属于岩溶区隧道工程领域，具体涉及一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥施工技术。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。随着国家经济发展对高铁建设需求的不断提高，穿越山区岩溶地层的隧道工程将越来越多，特别是在中国西南地区修建的高铁隧道，已经揭露了多个巨型溶洞，这类溶洞体量巨大，动辄上百万立方空间，施工难度极大，随着川藏铁路等重难点工程开工建设，此类溶洞数量将不断增多。现有的溶洞处理技术大多针对大中小型溶洞，对于巨型溶腔处置缺乏成熟的施工处置方法。对于无水巨型干溶洞已经有个别施工案例，对于有地下暗河通过的巨型溶洞，隧道通过时应尽可能保持原有地下水排泄通道，若采用回填溶洞则可能导致岩溶管道堵塞，最终形成新的水患，对隧道结构及运营安全会造成隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥施工技术，该技术方案可解决隧道结构及桥梁跨越溶洞问题，能够保证隧道结构及桥梁运营安全，能减少对溶洞内自然环境的破坏，不影响地下水通过，经济合理，施工可行，为隧道跨越溶洞施工提供借鉴经验。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面，提供了一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，包括：上部结构、下部结构，所述包括：支座、梁板、桥面结构、桥面附属结构；下部结构包括：桥墩、桥台、基础、承台；所述基础上依次设置有承台、桥墩、支座、梁板；所述梁板两端设置有桥台，所述梁板由至少两个桥墩支撑；所述梁板上设置有桥面结构、桥面附属结构。本专利技术采用桥跨处置技术效果较好，根据目前已在溶洞内施工的桥跨方案来看，共有钢筋混凝土框架桥、简支梁桥、T形刚构桥和拱桥四种桥跨方案。这四种桥梁结构都适合隧道高位穿越的溶洞处置，但与钢筋混凝土框架桥、简支梁桥和拱桥相比，连续梁桥底部施工量小，能缩短施工时间，提高施工安全性，并且连续梁桥主要是两侧桥台受力，对桥墩受力要求小，更适用于地基条件差的溶洞。但是目前没有适用于巨型溶洞处置的连续梁桥案例，没有具体参数供参考，本专利针对以上不足，提出一种适用于巨型溶洞处置的连续梁桥，并给出施工方法。本专利技术的第二个方面，提供了一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥的施工方法，包括：施工前勘察以及桥梁放线定点；桥台位置处理，若地基承载力满足要求，正常施工；若地基承载力不满足强度要求，在开挖基坑时开挖至基岩层，然后浇筑混凝土，并植入锚筋，使浇筑的混凝土与岩层形成整体，再进行桥台施工；溶洞底部处理，采用微型钢管混凝土膨胀挤密桩，在开挖台阶上插入不少于20根组合钢管，组成微型钢管桩作为桥墩基础，组合钢管穿过底部塌落体插到基岩上，先在第一钢管内灌注混凝土，待浇灌至快接近顶面时，往第一钢管和模袋之间灌注混凝土，一直灌注到模袋紧贴第二钢管外壁形成膨胀挤密桩；桥墩置于承台上，采用定型钢模板，进行砼浇筑成型；桥梁及其他结构施工。本专利技术的施工方法解决了传统溶洞处置方法不当，成本造价高昂和对隧道结构及运营安全造成隐患的问题，方便为以后的巨型溶洞施工提供借鉴经验。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术提出了一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥的结构组成与施工技术，解决了传统溶洞处置方法不当，成本造价高昂和对隧道结构及运营安全造成隐患的问题，方便为以后的巨型溶洞施工提供借鉴经验。(2)本专利技术提出了一种微型钢管桩组合桥墩基础，钢管桩结构简单、方便施工，可大大减少施工量与施工时间，更加经济和安全。(3)本专利技术提出了一种为保证桥梁安全施工的防护棚架技术，可以防止溶洞顶板岩石落到桥面上，适用于巨型溶洞，能减少溶洞内施工的危险。(4)本专利技术的施工方法简单、操作方便、实用性强，易于推广。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术实施例1的连续梁桥示意图，1-钢管桩基础、2-承台、3-桥墩、4-桥台、5-箱梁、6-盆式橡胶支座、7-防护棚架；图2为本专利技术实施例1的防护棚架示意图，8-钢筋混凝土基础、9-钢管拱架、10-连杆；图3为本专利技术实施例1的组合钢管示意图，其中，11-194*10mm钢管、12-108*5mm钢管、13-模袋、14-焊点。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本专利技术提出一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥施工技术，其关键点为连续梁桥结构，微型钢管桩组合桥墩基础，防护棚架和施工方法。(1)连续梁桥结构本专利技术提出一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，连续梁桥的上部结构包括：支座(盆式橡胶支座)、梁板(现浇梁板)、桥面结构(桥面铺装层、防水层、伸缩缝等)、桥面附属结构(防撞护栏、隔离墩、隔音屏等)；下部结构包括：桥墩(轻型桥墩)、桥台(轻型桥台)、基础(钢管桩基础)、承台(高桩承台)。(2)微型钢管桩组合桥墩基础本专利技术采用了一种全新的微型钢管混凝土膨胀挤密桩，具体为将194*10mm的钢管按直径均匀分成三份切割成三片，再采用点焊的方式焊接成一个钢管，再准备一个108*5mm的钢管，将其放入模袋中，然后一同放入194*10mm的钢管中形成一个组合钢管，如图3所示。本专利技术的上述结构与现有的壁后注浆微型钢管混凝土桩基础相比，最显著的优点就是成桩后承载力大大提高，因为溶洞底部地质条件复杂，底部多为溶洞塌落的碎石组成的堆积体，其间孔隙率太大，若采用壁后注浆，如果注浆太少，浆液会随孔隙扩散，那加固效果会大打折扣，起不到预期效果，如果注浆太多，可能会出现钢管上浮的情况，对施工造成危害。而采用本专利技术的微型钢管混凝土膨胀挤密桩，则可以大大提升内部微型钢管混凝土的承载力，且对地基造成的影响更小，并且模袋混凝土有很强的防水作用，能进一步保证成桩的承载能力，在施工上也更加便捷，能有效缩短工期。选择隧道洞壁和溶洞洞底相对安全的位置，修建施工导洞让人员和设备进入洞底。测量找到具体的桥墩施工的位置，通过钻探测得塌落体厚度及地质情况，通过原位测试法测出基岩承载力，然后清除溶洞底部堆积的塌落体和黏土层，对陡坡地层进行台阶开挖。在开挖台阶上插入不少于20根组合钢管，组成微型钢管桩作为桥墩基础，组合钢管穿过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，其特征在于，包括：上部结构、下部结构，所述包括：支座、梁板、桥面结构、桥面附属结构；下部结构包括：桥墩、桥台、基础、承台；所述基础上依次设置有承台、桥墩、支座、梁板；所述梁板两端设置有桥台，所述梁板由至少两个桥墩支撑；所述梁板上设置有桥面结构、桥面附属结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，其特征在于，包括：上部结构、下部结构，所述包括：支座、梁板、桥面结构、桥面附属结构；下部结构包括：桥墩、桥台、基础、承台；所述基础上依次设置有承台、桥墩、支座、梁板；所述梁板两端设置有桥台，所述梁板由至少两个桥墩支撑；所述梁板上设置有桥面结构、桥面附属结构。


2.如权利要求1所述的适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，其特征在于，所述基础采用微型钢管混凝土膨胀挤密桩。


3.如权利要求2所述的适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，其特征在于，所述微型钢管混凝土膨胀挤密桩由多根组合钢管排布后注浆而成；优选的，所述组合钢管采用如下方法制成：将钢管沿直径方向切割为多片，再将各片通过电焊焊接成一个钢管，向钢管内插入一个由膜袋包覆的钢管，形成组合钢管。


4.如权利要求3所述的适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，其特征在于，所述电焊从端部开始每隔1m～1.5m焊一个焊点。


5.如权利要求1所述的适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，其特征在于，所述桥墩采用轻型桥墩；
所述桥台为轻型桥台；
或所述承台为高桩承台。


6.如权利要求1所述的适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，其特征在于，所述支座为盆式橡胶支座；
或所述梁板为单箱单室梁板。


7.如权利要求1所述的适用于隧道穿越巨型溶洞的连续梁桥，其特征在于，所述桥面结构包括：桥面铺装层、防水...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国森，于明洋，孙亚飞，王孝波，王伟伟，
申请(专利权)人：中铁十四局集团建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37