溶洞施工技术难题被攻克 龙岩大桥实现新突破

图为龙岩大桥效果图。

图为龙岩大桥主塔施工现场图。
龙岩大道高架桥是龙岩中心城市连接南北、沟通新老城区的重要枢纽。主桥为非对称独塔双索面钢箱梁斜拉桥,是龙岩市的景观桥。但由于复杂的溶洞地质条件,主桥桩基施工困难重重,迟迟无进展。
经过不断努力和持续攻关,4月17日,随着龙岩大桥主桥第一根桩基Z2-13最后一方砼的浇注完成,标志着龙岩大桥项目的地下大型溶洞成桩技术难题已被成功攻克。
5月5日,记者在采访中了解到,目前施工单位正在进行3、11、19和21号桩基施工,主塔桩基施工正有序推进。
最大溶洞高达29.3米
龙岩大道高架桥是省、市重点建设项目,位于市南北交通中心轴和景观轴线龙岩大道上,全长3395米,包含桥梁和地面道路两大部分。其中,桥梁工程总长2329米,桥宽26米,设计为双向六车道,设计车速60公里/小时。在西陂路及人民路处各设置上下匝道,全线跨越6条城市主干道,3条次干道,2条铁路,1条河流。
根据工程建设需要,龙岩大道高架桥分四段施工,分别是南引桥(人民路往南)、中引桥(人民路至赣龙铁路)、主桥(赣龙铁路至双洋路)、北引桥(双洋路至爱亭路)。其中,主桥长340米(190+150)非对称独塔双索面钢箱梁斜拉桥,采用转体施工。
2013年5月,在地勘时发现下方存在巨大溶洞,且岩溶极其发育。“主要集中在主桥下面,这一部分的溶洞非常特殊和复杂。”施工单位中国建筑第六工程局有限公司(以下简称中建六局)执行经理兼总工程师张书良表示,其他地方的溶洞,用一般的施工方法就能解决问题。
根据地质勘探资料,主桥范围地面以下,岩层以上的覆盖层比较薄,且覆盖层内存在土洞;在覆盖层下面的石灰岩地层中,岩溶极其发育。“这些溶洞具有多层性,就像楼房一样,一层接着一层,而且溶洞非常大,最大溶洞的高度达29.3米,相当于10层楼高。”张书良告诉记者,在经过地质运动后,这些溶洞都被埋在地下、河下,一般来说溶洞里面应当会有泥土、石块等填充物,但在实际勘测中发现溶洞内无填充物或半填充。
此外,溶洞发育呈现贯通趋势,并沿着横向极有可能一路贯通到龙厦线龙门溪大桥及漳龙线桥梁桩基础桩底下。对此,张书良做了一个形象的比喻:“就像龙石空洞一样,那么多溶洞贯穿连成一片。”
准备了十几种型号的钻头
复杂的地质结构,使得龙岩大桥项目的施工难度大大增加。
为保证安全,主塔设计桩基21根,其中有16根需穿过多层溶洞。这21根桩基的长度普遍在60米以上,其中最长的桩基达84米。由于岩层以上的覆盖层比较薄,造成桩基入岩长度非常长。“84米的桩基,入岩长度就有79米左右,如此之深的入岩长度,我从来没有遇到过,一般桩基的入岩长度就是二三十米。”已有15年桥梁工程建设经验的张书良,对此也感到非常吃惊。入岩深度过长,造成施工周期和难度增加。为了确保桩基入岩,仅是钻头,施工单位就准备了十几种型号。
此外,在桩基施工的过程中,采用先进的德国进口设备宝峨旋挖钻机施工。与之相配套的旋挖钻入岩施工工艺,在国内最近几年才刚刚起步,因此没有太多可借鉴的经验。
多次召开地质专家研讨会
溶洞,已成为影响龙岩大桥建设的关键因素。解决溶洞问题,刻不容缓!
为此,自桩基施工以来,业主市城投公司、施工单位中建六局多次组织全国各地的地质专家召开专家会,反复研究探讨攻克溶洞难题的方案。
2014年10月25日,由设计、业主、监理、施工单位召开“龙岩大桥主桥桩基施工及溶洞处理方案研讨交流会”。要求溶洞处理原则上采用人工造壁的方式,并要求钻进采用旋挖钻,溶洞处理采用冲击钻。
2015年3月30日,各相关单位再次召开溶洞处理方案研讨会。要求原则上采用逐桩施工的方式,避免各桩施工相互影响,确保既有铁路安全。施工过程中注意优化抛填物的级配和组成,建议将袋装黏土改为块状黏土或球泥,可适当加大级配片石比例,并添加袋装水泥。进入岩面尤其是倾斜的岩面时,应采取重锤、轻打、快提,穿越溶洞时应采取反复造浆措施,并及时补浆。
2015年9月,在中心城市“一环一轴”指挥部及督查组的推动下,市住建局邀请贵州、深圳等岩溶发育地区多名岩溶处理专家,召集相关单位技术负责人,召开龙岩大道高架桥工程主桥桩基溶洞处理专家会,对主桥桩基施工遇到的溶洞问题进行技术论证。经过专家考察并与设计、施工单位充分交流讨论后,建议采用旋挖钻机逐级扩孔,钢护筒跟进施工方案。
2015年11月2日,施工单位按照计划进场作业。经过几个月的持续奋战,今年4月17日上午11时,龙岩大桥主桥第一根桩基Z2-13最后一方砼浇注完成。“这标志着龙岩大桥项目地下大型溶洞成桩技术难题已被成功攻克!”张书良激动地说,一直以来,困扰施工的溶洞问题终于得到有效处理。(记者 罗玉文 刘菲菲 通讯员 杨晓娜 文/图)