大跨度懸索橋隧道錨施工技術(shù)分析

■鮑慶偉 ■中國(guó)中鐵九局集團(tuán)有限公司，吉林 吉林 132000

懸索橋也被稱為吊橋，大跨度懸索橋的受力體系較為復(fù)雜，纜索的幾何形狀主要由受力條件決定，為保證纜索與勁梁、吊桿、橋面之間形成平衡受力體系，并保障大跨度懸索橋的安全運(yùn)行，則應(yīng)注意合理應(yīng)用隧道錨施工工藝［1］。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)大跨度懸索橋的隧道錨施工工藝進(jìn)行了探討，旨在減小橋梁活載及防止橋梁出現(xiàn)撓度變形現(xiàn)象。

1 工程概況

某大跨度懸索橋工程的主跨度為1000m，橋梁主體結(jié)構(gòu)為箱梁?jiǎn)慰缍冉Y(jié)構(gòu)，隧道錨位于北岸，長(zhǎng)度為68．7m，錨洞的下游及上游之間設(shè)置了分離裝置。錨洞洞室被設(shè)置為喇叭形，洞口較小，洞內(nèi)深度較大，洞口處為5．8m×5．3m，洞口內(nèi)部最深處為20．6m ×25．1m。對(duì)該工程的地質(zhì)狀況進(jìn)行考察后發(fā)現(xiàn)懸索橋隧道抗壓強(qiáng)度均＜6MPa，存在軟弱夾層及節(jié)理裂隙，隧道中濕度較大，在潮濕環(huán)境下隧道巖石軟化及風(fēng)化現(xiàn)象較為明顯，為了滿足建設(shè)需要，采用了隧道錨施工技術(shù)。

2 大跨度懸索橋隧道錨施工技術(shù)分析

2．1 掘進(jìn)施工技術(shù)

在掘進(jìn)錨洞的過(guò)程中，本工程所采用的施工技術(shù)如下:先利用挖掘機(jī)清理洞口土段坡表面的積土，隨后對(duì)洞口邊坡進(jìn)行修整。在平整洞口場(chǎng)地后，及時(shí)安裝好卷?yè)P(yáng)機(jī)，以方便出渣。清理干凈洞口的土段坡后按照設(shè)計(jì)要求修建洞門，同時(shí)準(zhǔn)備好進(jìn)洞施工的機(jī)械設(shè)備。進(jìn)洞后先進(jìn)行人工掘進(jìn)，每次掘進(jìn)的長(zhǎng)度為5m左右;如人工掘進(jìn)困難，則采用鑿巖設(shè)備以短臺(tái)階法繼續(xù)向前掘進(jìn)，在掘進(jìn)時(shí)將臺(tái)階的縱向長(zhǎng)度控制在3．5m～4．5m之間。如采用爆破施工工藝，則將循環(huán)進(jìn)尺控制在1．0m左右，爆破時(shí)采用預(yù)裂爆破工藝;對(duì)于隧道中的軟巖部位，在爆破時(shí)盡量設(shè)置淺孔，并以短掘進(jìn)及快支護(hù)的方法完成施工［2］。為保證順利運(yùn)輸棄渣，本工程在前3個(gè)循環(huán)中實(shí)施無(wú)軌運(yùn)輸，每次掘進(jìn)后利用部分巖渣在隧道底部填成平面場(chǎng)地，從第4個(gè)循環(huán)開始采用有軌運(yùn)輸方式，規(guī)矩為805mm。運(yùn)輸棄渣的設(shè)備為5臺(tái)側(cè)卸礦車，礦車的容積為1．8m3，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將礦車提升到洞口，隨后在洞外10m處卸渣。

2．2 初期支護(hù)與襯砌施工技術(shù)

掘進(jìn)施工完成后及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，先將基巖表面存在的松動(dòng)巖塊清除，同時(shí)清掃巖面。完成上述工作后在掘進(jìn)巖面噴射混凝土，在噴射混凝土?xí)r確保受噴巖面與噴嘴相互垂直，兩者之間的距離宜控制在1．0m～1．5m之間，注意按照螺旋狀軌跡勻速移動(dòng)噴嘴?；炷恋暮穸葢?yīng)為6cm，以便將巖面封閉，封閉巖面后在錨洞中設(shè)置鋼拱架。確定鋼拱架處于牢固狀態(tài)后將鋼筋網(wǎng)綁扎好，利用錨桿支好鋼筋網(wǎng)，繼續(xù)噴混凝土，當(dāng)混凝土的厚度為30cm左右時(shí)可停止施工。噴射施工結(jié)束后及時(shí)清理干凈拱鉸部位的回彈物，混凝土終凝2h后開始進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，噴水養(yǎng)護(hù)的時(shí)間應(yīng)≥14d。完成洞身掘進(jìn)工作后便可以進(jìn)行襯砌施工，本工程采用的是分節(jié)澆筑工藝，在澆筑混凝土前需要設(shè)置防水層;先澆筑錨塞與錨洞的交界面，隨后逐節(jié)向上澆筑［3］。為增強(qiáng)襯砌的支護(hù)強(qiáng)度，在錨洞段的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后利用注漿泵在襯砌背后進(jìn)行注漿，注入的漿液為水泥漿，采用由下至上及由內(nèi)向外的注漿順序，并將注漿壓力控制在0．4MPa～0．6MPa之間，注漿速度為15L/min～25L/min。如在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)注漿壓力達(dá)到0．6MPa或注漿孔中流出漿液，則可以停止注漿。完成注漿后將清水壓入注漿設(shè)備。及時(shí)清洗注漿管路。

2．3 錨固系統(tǒng)施工技術(shù)

在開始巖錨施工前先檢查鉆孔的孔深、地質(zhì)狀況、傾斜度、孔位及孔徑等是否符合要求，安裝錨索時(shí)先組裝好承載體、定位架及壓漿管等，隨后將錨索插入到錨孔中，須確保錨索進(jìn)入巖體的深度＞10．0m，安裝好錨索后及時(shí)密封管道及錨具的巖面端，以避免澆筑錨塞體的過(guò)程中出現(xiàn)漏漿或混凝土結(jié)構(gòu)位移現(xiàn)象。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力體系施工的過(guò)程中本工程采用了定位架、鋼束及管道等設(shè)備，定位架由角鋼組成。在焊接定位架時(shí)采用豎向與橫向搭接工藝，連接圍巖與定位架后采用砂漿將錨孔壁與鋼筋之間的縫隙填充好。安裝定位架時(shí)先按照設(shè)計(jì)要求找出中心點(diǎn)，并在中心點(diǎn)周圍設(shè)置橫向及縱向錨桿，以確保定位架處于穩(wěn)定狀態(tài)。安裝好定位架后便可以進(jìn)行管道施工工作。采用滿焊工藝連接管道，避免管道出現(xiàn)漏油、變形現(xiàn)象，且保證鋼束可以在管道中順利通過(guò)。在張拉錨索時(shí)采用分組張拉技術(shù)，先張拉最長(zhǎng)鋼束，隨后是次長(zhǎng)束及標(biāo)準(zhǔn)束，正式張拉整束時(shí)分5級(jí)進(jìn)行，第1級(jí)為荷載的25%，第2級(jí)為50%，第3級(jí)為75%，第4級(jí)為100%，第5級(jí)為110%。張拉好1級(jí)后先觀察15min左右，確認(rèn)荷載滿足要求后再?gòu)埨?級(jí)。完成5級(jí)張拉后鎖定2d，如2d后預(yù)應(yīng)力符合要求，則可封錨［4］。封錨后可在錨塞體中澆筑混凝土，本工程采用分塊、分層澆筑法，澆筑前將適量微膨脹劑加入混凝土中，以避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)硬化收縮現(xiàn)象，澆筑時(shí)采用直徑為100mm～120mm的振動(dòng)器強(qiáng)化振搗，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的密實(shí)性及均勻性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。澆筑施工完成后需進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隧道錨的施工質(zhì)量可對(duì)懸索橋的結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響，為了提高隧道錨的質(zhì)量，則應(yīng)注意合理應(yīng)用施工技術(shù)。在選擇隧道錨施工工藝的過(guò)程中需要結(jié)合工程地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求，以便保證隧道錨能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

［1］韓建中，白濤，孫錦麗．論為橋梁及結(jié)構(gòu)工程安全、創(chuàng)新、發(fā)展服務(wù)的38SiMnVBE鋼技術(shù)數(shù)據(jù)平臺(tái)［J］．城市道橋與防洪，2013(10):150-154．

［2］戰(zhàn)家旺，夏禾，張楠，盧洋．一種基于沖擊振動(dòng)響應(yīng)分析的橋梁橡膠支座病害診斷方法［J］．振動(dòng)與沖擊，2013，32(8):153-157．

［3］楊京帥，雷景敏．基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的橋梁安全監(jiān)測(cè)與評(píng)估關(guān)鍵問(wèn)題研究［J］．公路，2012(9):70-73．

［4］田豐，咸麗敏．兩港之脊，遠(yuǎn)山的呼喚——兩港公路大治河橋梁工程中橋梁建筑專業(yè)的設(shè)計(jì)和研究［J］．中外建筑，2013(6):87-88．