本发明涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种拱桥拱座开挖施工方法。
背景技术：
随着我国公路建设事业的迅猛发展，作为公路建设重要组成部分的桥梁建设得到蓬勃发展。桥梁的结构形式一般包括拱桥、悬索桥、斜拉桥和梁板桥等，其中又以拱桥诸多。拱桥的拱上建筑荷载由上部结构传递给排架，通过排架传递给主拱圈，再由主拱圈传递至拱座，最后通过拱座将力传递给大地。因此，拱座作为拱桥受力的最后一道接力结构，对于整个拱桥来说是至关重要的。
现有技术中，对于拱座的开挖施工均采用明挖，如全断面台阶法开挖，直接在坡面上逐级开挖台阶，这种开挖方式需要将坡面每级台阶的土体全部清除以形成拱座，不仅开挖方量巨大、施工周期长，同时对拱桥位区原始地貌破坏严重，不符合国家提出的环境保护要求。
因此，如何提供一种尽可能不破坏原始地形、地貌且减少挖掘方量的拱桥拱座开挖施工方法，是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种拱桥拱座开挖施工方法，能够尽量不破坏原始地形、地貌，同时减少施工时的挖掘方量。
本发明提供一种拱桥拱座开挖施工方法，包括：
在坡面沿竖向向下挖掘至拱座设计顶标高位置，形成竖向通道；
在所述拱座设计顶标高位置沿拱桥纵向向前挖掘至拱座后缘线位置，并按照拱座断面继续向前挖掘至拱座前缘线位置，形成纵向通道；
分别在所述拱座后缘线位置和所述拱座前缘线位置沿竖向向下挖掘至拱座设计底标高位置，形成拱座通道；
在所述拱座前缘线位置沿拱圈起步段方向倾斜向上挖掘至穿透所述坡面，形成斜向通道。
优选地，在所述在坡面沿竖向向下挖掘至拱座设计顶标高位置，形成竖向通道之前，所述方法还包括：
在所述坡面进行孔口场地处理，做好防排水以及安装吊装系统。
优选地，所述竖向通道的宽度为所述拱座通道的宽度的2/5-3/5。
优选地，在挖掘形成所述纵向通道时，采用新奥法施工工艺。
优选地，所述纵向通道的宽度比所述拱座通道的宽度宽0-1m。
优选地，在挖掘形成所述拱座通道时，采用分两层台阶挖掘的方式进行。
优选地，所述斜向通道的底部截面为矩形，顶部截面为矩形或半圆形。
本发明提供的拱桥拱座开挖施工方法，包括在坡面沿竖向向下挖掘至拱座设计顶标高位置，形成竖向通道，在拱座设计顶标高位置沿拱桥纵向向前挖掘至拱座后缘线位置，并按照拱座断面继续向前挖掘至拱座前缘线位置，形成纵向通道，分别在拱座后缘线位置和拱座前缘线位置沿竖向向下挖掘至拱座设计底标高位置，形成拱座通道，在拱座前缘线位置沿拱圈起步段方向倾斜向上挖掘至穿透所述坡面，形成斜向通道，由于整体采用洞式开挖方式，因此无需在坡面上逐级开挖台阶并清除土体，与现有技术相比，能够尽量不破坏原始地形、地貌，同时减少施工时的挖掘方量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供方法在开挖施工时的模型示意图；
图2为本发明实施例所提供方法所得到拱座的模型示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
请参阅图1和图2，图1为本发明实施例所提供方法在开挖施工时的模型示意图；图2为本发明实施例所提供方法所得到拱座的模型示意图。
本发明实施例提供的拱桥拱座开挖施工方法，包括：
在坡面1沿竖向向下挖掘至拱座设计顶标高位置2，形成竖向通道100；
在拱座设计顶标高位置2沿拱桥纵向向前挖掘至拱座后缘线位置3，并按照拱座断面继续向前挖掘至拱座前缘线位置4，形成纵向通道200；
分别在拱座后缘线位置3和拱座前缘线位置4沿竖向向下挖掘至拱座设计底标高位置5，形成拱座通道300；
在拱座前缘线位置4沿拱圈起步段方向倾斜向上挖掘至穿透坡面1，形成斜向通道400。
本发明实施例中，在挖掘竖向通道100时，可以从坡面1靠近引桥一侧且位于拱座后方一定距离开始竖向向下挖掘，并做好支护，方便后续施工，且在施工完成后竖向通道100可以作为游客参观拱桥内部结构的观光通道。竖向通道100向下挖掘至拱座设计顶标高位置2后，转为沿拱桥的长度方向纵向向前挖掘至拱座后缘线位置3，然后按照拱座断面继续向前挖掘至拱座前缘线位置4，形成纵向通道200。挖掘纵向通道200后，既可以同时从拱座后缘线位置3和拱座前缘线位置4开始竖向向下挖掘拱座后部，也可以单独从拱座后缘线位置3或拱座前缘线位置4挖掘，直至挖掘至拱座设计底标高位置5，形成拱座通道300。最后从拱座前缘线位置4沿着拱圈起步段方向倾斜向上挖掘，直至挖掘至穿透坡面1，形成斜向通道400。其中，挖掘施工完成后，在拱座通道300内挂钢筋网并进行喷砼施工，即可浇筑得到拱桥的拱座6；相应的，在斜向通道400内挂钢筋网并进行喷砼施工，即可浇筑得到拱桥的拱圈起步段7。具体实施时，拱座设计顶标高位置2、拱座后缘线位置3、拱座前缘线位置4和拱座设计底标高位置5均可以根据拱桥的设计参数确定，由测量人员进行测量定位。
以上可知，本发明实施例提供的拱桥拱座开挖施工方法，包括在坡面沿竖向向下挖掘至拱座设计顶标高位置，形成竖向通道，在拱座设计顶标高位置沿拱桥纵向向前挖掘至拱座后缘线位置，并按照拱座断面继续向前挖掘至拱座前缘线位置，形成纵向通道，分别在拱座后缘线位置和拱座前缘线位置沿竖向向下挖掘至拱座设计底标高位置，形成拱座通道，在拱座前缘线位置沿拱圈起步段方向倾斜向上挖掘至穿透所述坡面，形成斜向通道，由于整体采用洞式开挖方式，因此无需在坡面上逐级开挖台阶并清除土体，与现有技术相比，能够尽量不破坏原始地形、地貌，同时减少施工时的挖掘方量。
进一步地，在上述实施例的基础上，在坡面1沿竖向向下挖掘至拱座设计顶标高位置2，形成竖向通道100之前，该方法还包括：在坡面1进行孔口场地处理，做好防排水以及安装吊装系统。
本发明实施例中，在挖掘竖向通道100之前，可以先在坡面1清表，进行孔口场地处理，做好防排水工作以及安装吊装系统，方便后续挖掘施工，同时保证施工安全。
具体的，在上述实施例的基础上，竖向通道100的宽度为拱座通道300的宽度的2/5-3/5。本发明实施例中，竖向通道100的宽度根据拱座6的大小而定，一般取拱座通道300的宽度的2/5-3/5，既保证足够的施工空间，同时尽量减少挖掘方量。
具体的，在上述实施例的基础上，在挖掘形成纵向通道200时，采用新奥法施工工艺。本发明实施例中，新奥法施工工艺即新奥地利隧道施工工艺的简称，由奥地利学者拉布西维兹教授于50年代提出的，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工工艺。由于新奥法施工工艺采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。
具体的，在上述实施例的基础上，纵向通道200的宽度比拱座通道300的宽度宽0-1m。本发明实施例中，为方便后续拱座通道300的挖掘施工，纵向通道200的宽度需要大于拱座通道300的宽度0-1m，即纵向通道200的单侧边线距离拱座通道300的边线0-0.5m，以留出足够的施工空间。具体实施时，纵向通道200的挖掘与隧道挖掘施工类似，包括掌子面开挖、出渣、初期支护或喷射混凝土等。
作为本发明可选的实施例，在挖掘形成拱座通道300时，采用分两层台阶挖掘的方式进行。本发明实施例中，拱座通道300的挖掘深度根据地质条件决定，竖向挖掘时可以分两层台阶挖掘，其中上层台阶纵向从拱座后缘线位置3延伸至拱座前缘线位置4，下层台阶的纵向挖掘长度可适当减小。拱座通道300挖掘施工完成后，在拱座通道300内挂钢筋网并进行喷砼施工，即可浇筑得到台阶形的拱座6。
具体的，在上述实施例的基础上，斜向通道400的底部截面为矩形，顶部截面为矩形或半圆形。本发明实施例中，可以从拱座前缘线位置4沿着拱圈起步段方向倾斜向上挖掘底部截面和顶部截面均为矩形的门式矩形斜向通道400，也可以挖掘底部截面为矩形、顶部截面为半圆形的斜向通道400，倾斜向上挖掘至穿透坡面1后，继续完成洞口洞门的施工。斜向通道400挖掘施工完成后，在斜向通道400内挂钢筋网并进行喷砼施工，即可浇筑得到拱圈起步段7。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种拱桥拱座开挖施工方法，其特征在于，包括：
在坡面沿竖向向下挖掘至拱座设计顶标高位置，形成竖向通道；
在所述拱座设计顶标高位置沿拱桥纵向向前挖掘至拱座后缘线位置，并按照拱座断面继续向前挖掘至拱座前缘线位置，形成纵向通道；
分别在所述拱座后缘线位置和所述拱座前缘线位置沿竖向向下挖掘至拱座设计底标高位置，形成拱座通道；
在所述拱座前缘线位置沿拱圈起步段方向倾斜向上挖掘至穿透所述坡面，形成斜向通道。
2.根据权利要求1所述的拱桥拱座开挖施工方法，其特征在于，在所述在坡面沿竖向向下挖掘至拱座设计顶标高位置，形成竖向通道之前，所述方法还包括：
在所述坡面进行孔口场地处理，做好防排水以及安装吊装系统。
3.根据权利要求1所述的拱桥拱座开挖施工方法，其特征在于，所述竖向通道的宽度为所述拱座通道的宽度的2/5-3/5。
4.根据权利要求1所述的拱桥拱座开挖施工方法，其特征在于，在挖掘形成所述纵向通道时，采用新奥法施工工艺。
5.根据权利要求4所述的拱桥拱座开挖施工方法，其特征在于，所述纵向通道的宽度比所述拱座通道的宽度宽0-1m。
6.根据权利要求1所述的拱桥拱座开挖施工方法，其特征在于，在挖掘形成所述拱座通道时，采用分两层台阶挖掘的方式进行。
7.根据权利要求1所述的拱桥拱座开挖施工方法，其特征在于，所述斜向通道的底部截面为矩形，顶部截面为矩形或半圆形。
技术总结