河道穿越桥梁方案设计与探讨

河道穿越桥梁方案设计与探讨

杨铎

河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司  天津市300220

摘要：以实际项目为例，介绍了河道开挖生态槽下穿现状桥梁的方案，对桥墩采用仰斜式挡墙防护，施工后效果良好。

关键词：穿越桥梁；仰斜式挡墙

1.概况

唐河生态水系在河道开挖生态槽，生态槽底宽不小于35m，可根据地形地质条件和生态景观要求，适当修改宽度，深1.5m，连接各采砂区，形成连续补水区域。

唐河生态水系穿越西坂桥主要方案为采用混凝土仰斜式挡墙对桥墩进行保护，对上下游进行防护，减少水流对桥墩、桩基冲刷。

根据桥梁竣工资料，西坂桥现状结构布置采用15×30m跨径组合，设计桥宽为净11.4m+2×0.5m，设计汽车荷载等级为公路-Ⅰ级，桥梁与河道正交。桥梁上部结构采用15×30m装配式预应力混凝土箱形连续梁，全桥5孔一联布置，共三联。桥梁全宽12.4m，桥面双向横坡2%，桥面横向布置为：0.5m（防撞护栏）+11.4m（行车道）+0.5m（防撞护栏）。桥梁下部结构桥台采用肋板式。盖梁下设下设2根直径1.3m墩柱，每根墩柱下接直径1.5m钻孔灌注桩，桩距7.1m，桩长因不同地质有所不同，桩柱之间设系梁，基础为摩擦桩。本次生态槽开挖设计桥梁5#、6#、7#桥墩。

2.工程设计

根据桥位处河道穿越西坂桥设计方案，本工程范围包括穿桥防护段和上下游防护段。穿桥防护段为对5#、6#、7#桥墩采用仰斜式挡墙进行防护。穿桥段总长160m。上、下游渐变段长50m，桥下防护长60m。穿桥段河底宽95m，采用混凝土护底，两岸采用混凝土护坡，坡比1:2.5。上、下游渐变段边坡采用格宾石笼防护，河底宽95m，采用浆砌石护底。仰斜式挡墙高5.3m，迎水侧边坡1:0.65，背水侧边坡1:0.45，底板厚0.9m。考虑到仰斜式挡墙建基面土质为细、中砂，难以形成设计开挖边坡，开挖前采用高喷防渗墙施工工艺固结土体，防渗墙设计深5m，以仰斜式挡土墙斜坡平面中心投影位置作为高喷防渗墙中心。

3工程施工

（1）土方开挖

本工程土方开挖主要为河道及建筑物基础开挖，开挖料中用于回填部分采用1m³挖掘机挖装10t卸汽车运输至临时堆土区，弃土采用1m³挖掘机挖装10t卸汽车运输至弃渣场。河道土方开挖时应注意对现有跨河建筑物进行保护，避免对跨河桥梁等造成不利影响，必要时桥墩等重要结构附近土方采用人工进行开挖。

（2）高喷桩工艺支护土体

为保证仰斜式挡土墙背坡开挖稳定，拟采用高喷桩施工工艺，支护土体，确保临时边坡稳定。

设计旋喷桩，单根长度10m，桩身进入开挖基础以下5m。桩径0.6m，间距0.6m。其施工过程为：

1）钻机就位

将钻机就位对准孔位中心，并作水平校正。喷射注浆管的允许倾斜度不得大于1%，钻机安放偏差≤1.5％。

2）钻孔

采用地质钻机钻孔。孔位偏差不得大于50mm。

3）插管

钻孔完毕后拔出岩芯管，并将喷射注浆管插入预定深度。

4）喷射注浆

由下至上进行喷射注浆。在桩底喷射1min后，再按预定的喷射压力、喷浆量进行提升喷浆。发生故障时停止作业。如发现浆液喷射不足影响桩体直径时，应进行复喷。

喷射时，技术人员注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并做好记录，绘制作业过程曲线。

当浆液初凝时间超过20h时，应及时停止使用该水泥浆（正常水灰比1：1，初凝时间为15h左右）。

5）注浆管提升

深层喷射先喷浆后旋转和提升，以防注浆管扭断；钻杆的旋转和提升必须连续不中断，注浆管分段提升的搭接长度不小于100mm。旋喷过程中，冒浆量应控制在注浆量的20%以下。对需要扩大加固范围或提高强度的，可采取复喷措施，即先喷一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。

6）冲洗

完工后迅速拔出注浆管，并用清水将管路冲洗干净。

7）移动机具

移动钻机进行下一根桩的施工。

待高喷防渗墙达到设计强度时，将防渗墙外土体换填为壤土，实现设计临时开挖边坡，为仰斜式挡土墙施工提供建基面。

（3）格宾石笼工程施工

格宾石笼施工根据设计要求开挖基坑，把格宾网绑扎成设计要求的尺寸，放置土工袋，人工回填河道开挖图，填筑密实后，将顶部铺筑平整并封盖，利用封盖夹先固定边角与相邻接点，并绑扎，一段完成后，依次向后延续。

格宾土石笼袋填料就近取材，分层回填并予以夯压，袋身内土方采用人工或机械夯实。土石笼内土石料填满夯实整平后，土石高出袋顶约3～5㎝。封口粘扣带（宽度不小于50mm）或专用缝口机械封口。封口后结构长度允许误差率±5%。土石笼袋与格宾石笼网组合时，土石笼袋需于袋口处先拉高10㎝再用同材质铅丝∮2.2mm双股于每一水平面及立面，每隔20厘米穿透袋身与边框结合固定，底部四方平均撑开，向内填充土料时，立方袋子需分两次填满，填满1/2时，用同材质铅丝∮2.2mm拉一条水平拉力线，袋身设有两条水平拉力线支撑以防止袋身向前突出变形。

（4）混凝土工程

混凝土工程采用商品混凝土。

在混凝土施工中应注意以下几点：

（1）加强混凝土振捣，施工中应随填料随振捣，防止漏振，又要防止过振以致造成跑漏浆，保证混凝土均匀密实。

（2）严格控制拆模时间，应严格按《水工混凝土施工规范(SDL207-82)》要求，在达到70%强度后方可拆模。

（3）加强混凝土养护，以防止混凝土放热过程中产生温度裂缝。

4结论

工程设计方案合理，通过了桥梁主管部门的审查。目前穿桥方案已施工完成，并经过了汛期洪水考验，工程安全度汛，为后续类似工程设计积累了经验。