龍巖大橋是龍巖市區(qū)首座高架橋,不僅是龍巖市中軸線關(guān)鍵橋梁,還是一座景觀橋。主橋全長340m,設(shè)計(jì)為190+150m非對(duì)稱獨(dú)塔雙索面鋼箱梁斜拉橋,主塔為“寶石”型橋塔,塔柱高度為118m,大橋跨越龍津河、兩條城市主干道和兩條鐵路干線。
龍巖大橋建成后效果圖
龍巖大橋主塔樁基自2016年4月17日灌注第一根樁基礎(chǔ),至今已經(jīng)灌注13根樁。龍巖大橋主塔樁基礎(chǔ)共21根樁基礎(chǔ)、樁徑2.5m、最大樁長86m、最大鉆孔深度97m。其樁基施工時(shí)間之長、施工難度之大在國內(nèi)罕見。
俗話說外行看熱鬧,內(nèi)行看門道
不知道具體情況人們會(huì)問
為什么要施工這么久?
為什么比其他橋梁樁基施工慢?
難點(diǎn)一:周圍環(huán)境復(fù)雜、狹小
上圖中間為主塔承臺(tái)位置,共設(shè)置五排計(jì)21根樁基(樁直徑2.5m)。承臺(tái)北側(cè)已部分侵入龍津河,東側(cè)鄰近龍廈高鐵線,南側(cè)侵占部分羅龍路,西側(cè)緊挨商鋪。施工空間極其狹小,還必須保證鐵路安全(離鐵路最近處僅15m),不能影響南側(cè)道路的通行,還肩負(fù)龍津河的環(huán)保重任,也就是說除了主體結(jié)構(gòu)空間之外,周圍只有極少空間可用來施工。
難點(diǎn)二:地下溶洞地質(zhì)復(fù)雜、國內(nèi)罕見
圖中圓圈為溶洞位置及大小,從上圖可以看出,各種大小的溶洞幾乎遍布整個(gè)地下空間,溶洞最多的為21號(hào)樁,共九個(gè)溶洞。溶洞最大的為10號(hào)樁的第二個(gè)溶洞,近30m高。這些溶洞根據(jù)上下位置,在距地面30m內(nèi),稱為一層溶洞,30m-60m范圍內(nèi)為二層溶洞,60m-100m范圍內(nèi)稱為三層溶洞。
東側(cè)鐵路樁深度大概在40m左右,位于一層溶洞和二層溶洞之間,也就是說鐵路的重量全部壓在二層溶洞的頂板上,龍巖大橋的樁要全部貫穿二層溶洞到達(dá)三層溶洞頂或者到達(dá)三層溶洞底,還要對(duì)二層溶洞頂板進(jìn)行保護(hù),施工難度極大。
樁基礎(chǔ)位置溶洞極其發(fā)育,不僅多而且溶腔大,且與旁邊龍津河底的溶洞有聯(lián)通部位,形成地下暗河,這種情況在國內(nèi)都屬罕見。
難點(diǎn)三:巖層堅(jiān)硬、入巖深度國內(nèi)僅有
取出的巖樣以石灰?guī)r和花崗巖為主,要么是溶洞區(qū)的月牙狀(地下極容易坍塌),要么是微風(fēng)化的巖石(巖石極硬,硬度達(dá)到115mpa),每米基本要用掉6至10個(gè)合金牙輪鉆頭。國內(nèi)大型橋梁入巖深度一般在設(shè)計(jì)樁基的4~5倍,2.5m樁基入巖只需10m左右即滿足要求,由于需要穿越溶洞,本橋樁基礎(chǔ)入巖達(dá)到70m左右,是正常入巖深度的7~8倍,在國內(nèi)僅有。
困難多,辦法更多
國內(nèi)首創(chuàng)施工工藝攻克難題
由于龍巖大橋特殊的地質(zhì)情況,其樁基礎(chǔ)施工的技術(shù)難度非常大,故此,六局所屬中建橋梁建設(shè)者采用了分級(jí)鉆孔分級(jí)下鋼護(hù)筒的施工工藝,施工工藝復(fù)雜,在國內(nèi)也是首創(chuàng)。
考慮到地下溶洞極其發(fā)育,我們采用全護(hù)桶跟進(jìn)方式進(jìn)行施工,護(hù)桶最多時(shí)候?yàn)?層,分別為(直徑)3.6m,3.3m,3.05m,2.86m,2.65m,2.42m。
首先項(xiàng)目部用大直徑鉆頭鉆至一層溶洞頂,然后下放3.6m或3.3m護(hù)桶,封住一層溶洞,保證護(hù)桶內(nèi)的安全。
然后采用中型鉆頭鉆至二層溶洞底,下放2.86m或者3.05m護(hù)桶,封住二層溶洞。
接著采用不小于設(shè)計(jì)樁徑的鉆頭鉆至三層溶洞底,下放2.65m護(hù)桶。
最后采用2.5m鉆頭鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高成孔,考慮到三層溶洞底還存在部分裂隙,項(xiàng)目部還準(zhǔn)備了2.42m的護(hù)桶,套在鋼筋籠上,下放到指定位置,到此為止就可以放心地成樁灌注了。
根據(jù)現(xiàn)場平面布置和地質(zhì)環(huán)境,項(xiàng)目引進(jìn)了兩臺(tái)中車460旋挖鉆和一臺(tái)德國寶峨460旋挖鉆(在國內(nèi)均屬于領(lǐng)先地位,能施工120m深入巖樁基)。
左為寶峨460旋挖鉆機(jī),右為中車460旋挖鉆機(jī)
由于需要下放不同直徑的護(hù)桶和處理不同巖質(zhì)需求,項(xiàng)目部準(zhǔn)備了三十多種鉆頭,有不同直徑的鉆頭,有不同作用的鉆頭(如取芯鉆頭,全斷面鉆頭,撈渣鉆頭,導(dǎo)正鉆頭等等)。
各式各樣的鉆頭
僅有上述技術(shù)和設(shè)備仍然無法攻克超高溶腔問題,鉆進(jìn)過程中溶洞內(nèi)一旦出現(xiàn)坍塌,極有可能卡住鉆桿和鉆頭,使鉆機(jī)動(dòng)彈不得。項(xiàng)目根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù),攻堅(jiān)克難,改進(jìn)設(shè)計(jì)出了15m和30m長的牙輪桶鉆。
霸氣!超長桶鉆
有了這個(gè)超長桶鉆,在鉆進(jìn)過程中,鉆頭上下口均處在非溶洞區(qū)的安全地質(zhì)環(huán)境中,有效的防止了坍塌引起的一系列問題。
至此,樁基施工關(guān)鍵難題被攻克。