在“地下石林”上架桥修路,你能想象吗?但他们做到了

科技日报记者 赵汉斌通讯员 李昌伦

若要问桥梁建设者们

最头痛的是什么?

答案多半会是:复杂的地质情况

要说什么地质最复杂,喀斯特地貌首当其冲

图为昆明宜良九乡地下溶洞 (资料图)

我国云贵高原地区属于典型的喀斯特地貌区,地下形成众多独立的、大小不同且各具特点的可溶岩体。对于逢山开路、遇水架桥,经验十分丰富的建设者们来说,这还是相当棘手的。

常见的复杂地质情况多在山里、野外,在大城市遇到这样的难题可不多,但偏偏还是给中铁八局的汉子们给碰上了。在云南昆明的一项重点工程——呈黄公路项目施工中,中铁八局一公司的工程师们就遭遇了“地下石林”,这里地下孤石、笋石错综交叉,险象环生。

工人在桥梁施工中绑扎、焊接钢筋。科技日报记者赵汉斌 摄

在空港经济区施工遭遇“无底洞”

溶蚀地质基坑支护结构示意图(资料图)

“近20年的桥梁施工,我还是头一次遇到!”项目经理张列东说,2016年7月10日,根据工期安排,他们项目部开始浇筑该工程的第一根桩基混凝土。开始进展非常顺利,但在浇筑至桩顶约2米的位置时,孔桩内的混凝土急遽下降,然后就凭空消失了。“浇筑工人和工程技术人员那时都懵了”。

原来,呈黄路是空港经济区联系经济开发区及呈贡新城的重要通道,也是昆明东部产业带的主要通道。根据设计,这根桩基只需要浇铸30立方米混凝土,但当天现场竟然浇筑了130立方。超出的100立方混凝土哪儿去了呢?

施工人员选取有代表性的桩基进行试验性钻孔,收集现场施工情况资料,选取最优处理方案,为桩基施工技术的可行性提供依据。(图片:受访者提供)

项目部很快请来了多名地质、桥梁方面的专家进行咨询,同时请业主、设计、监理、地勘等单位作了现场踏勘。根据踏勘和地质资料,呈黄路工程所经过的地质带属昆明构造断陷大板桥盆地,广泛分布红粘土,有岩溶发育,是典型的喀斯特地貌。

由于基岩垂向节理裂隙发育,地下岩石表面多见有“虫孔状”的溶蚀孔隙,岩溶作用较强烈,因而构造裂隙、溶沟、溶槽、岩溶漏斗等分布密集,给桥梁的基础施工带来了非常大的干扰。

技术攻坚 地质雷达探测地下奥秘

图为吊装桩基钢筋笼。(图片:受访者提供)

项目总工程师付德华回顾说,当时,项目部通过反复实验和技术攻关,结合桩基试验性钻孔及专家咨询意见,确定了一个新的施工方案。

在钻孔成孔进入圆砾、溶洞层后,付德华他们开始回填按1:4比例混合的片石加红粘土进行护壁和溶洞填充,并且重复冲孔,将孔壁松散的圆砾层及溶洞填充挤压密实,达到护壁的目的,防止钻孔过程中出现漏浆和孔壁坍塌。

“回填红粘土和片石重复冲孔也不是万能钥匙”。张列东介绍,对于厚度6m及以上的圆砾层、孔径2米及以上的较大溶洞或串珠式岩溶时,就必须采用钢护筒跟进法施工,并浇筑C20及以上强度的早强浇筑混凝土进行护壁、封堵和孤石纠偏,以保证桩基施工安全及成孔质量。

呈黄路施工正加紧进行。科技日报记者赵汉斌 摄

当问及在施工过程中遇到的最深溶洞有多深时,付德华如数家珍:“最长的一处有26米。”在这样的地质条件下钻孔桩施工,极易出现偏孔、漏浆、塌孔、护筒塌陷,甚至有钻机倾覆的危险。

2017年8月,项目部在PXZS38-2桩基钻孔施工中,就因为多次塌孔导致钻机倾覆。由于地质多变,项目部随后采用了桩基逐桩超前钻孔+地质雷达探测,根据不同的地质情况,不断调整施工方法,确保了工程进度、安全和质量。

先进技术托底 支撑精准施工

建在“地下石林”之上的呈黄路已初现雏形。科技日报记者赵汉斌摄

据了解,为避免混凝土超耗,这个项目部根据工程特点,还引进了简称“灌无忧”的灌注桩超灌管理物联云设备,通过安装在预定标高处的传感器,实现“物与物”的交流,当灌注桩浇灌达到设计标高时,设备会立即提醒停止浇灌,误差可控制在3%以内,避免混凝土超灌浪费。为此,项目部还形成了一项关于“岩溶地质降低冲击钻施工混凝土充盈系数”研究的科技成果。

呈黄路北起于机场高速公路大板桥立交,止于空港经济区南部规划范围线,全长约4.485千米,双向6车道。

如今,站在这座一度“卡脖子”的大型公路桥上放眼四望,公路、铁路纵横交错,流线型的桥体已雏形初现。根据计划,这项重点工程预计今年12月底达到通车条件。

“到那时,当你开车经过呈黄路的时候,你一定想不到,你是行驶在一座‘地下石林’之上。” 付德华说。

来源:科技日报

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