山區(qū)懸索橋超大隧道錨施工工藝探討

向剛強(qiáng) 何藝 王潤(rùn)林

摘要：山區(qū)懸索橋的修建，因受山區(qū)特有的地形和地勢(shì)的影響，通常采用隧道錨形式來進(jìn)行懸索橋錨碇。與傳統(tǒng)的重力錨相比，隧道錨能有效減少土石方的開挖量和混凝土的工程量。然而，由于隧道錨施工過程中存在較多的風(fēng)險(xiǎn)性因素，整體施工進(jìn)度較慢，且地下開挖工藝的復(fù)雜性較高，因此，必須加強(qiáng)施工管理。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)山區(qū)懸索橋超大隧道錨施工工藝進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：山區(qū);懸索橋;隧道錨;施工工藝

1 工程概況

以某山區(qū)懸索橋工程為例，其主橋?yàn)槿L(zhǎng)1386m的單跨板銜結(jié)合鋼銜加勁粱懸索橋，整體工程主要包括有隧道式錨碇、索塔、索鞍、纜索和板銜結(jié)合加勁粱等。

錨碇主要由四部分組成，分別為前錨室、錨塊、后錨室和散索鞍，基礎(chǔ)主纜索股的固定方式為預(yù)應(yīng)力錨固體系。錨碇左右錨室與中心點(diǎn)的距離為27m，錨室沿主纜軸線方向長(zhǎng)73m。

錨碇在開挖過程中加鋪厚度為25cm左右的聚丙烯合成網(wǎng)狀纖維混凝土作為初期襯砌，同時(shí)沿錨碇周圍設(shè)置水泥砂漿錨桿，前錨室、錨塊和后錨室的襯砌均采用閉合型鋼支架加勁。

在錨碇開挖支護(hù)開展之前，應(yīng)采用壓漿對(duì)距離洞口10m內(nèi)的裂隙和溶洞進(jìn)行封堵，以提高巖體的整體性，同時(shí)分別在左右兩側(cè)錨碇加設(shè)一套排濕系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。

2? 隧道錨碇施工概述

隧道錨碇施工工藝流程為：1）超前支護(hù)進(jìn)洞;2）前錨室開挖及初支;3）散索鞍基礎(chǔ)開挖;4）散索鞍施工;5）錨塞體與后錨室開挖及初支;6）后錨室二次襯砌施工;7）前錨室二次襯砌施工;8）安裝預(yù)應(yīng)力錨索，并壓漿錨固;9）預(yù)應(yīng)力錨索管定位支架搭設(shè)施工;10）預(yù)應(yīng)力管道和錨墊板安裝;11）錨塞體混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù);12）安裝預(yù)應(yīng)力系統(tǒng);13）安裝散索鞍;14）安裝主纜;15）前錨室前墻與側(cè)墻施工。

2.1 隧洞開挖

隧洞開挖施工利用風(fēng)鉆打眼，非電毫秒雷管起爆，2#巖石乳化炸藥爆破。采用預(yù)裂爆破進(jìn)行隧洞爆破。采用挖掘機(jī)裝渣、絞車配礦車提升、自卸車運(yùn)輸?shù)姆绞綄?duì)洞渣進(jìn)行有軌運(yùn)輸。

2.2 洞身

將洞身分為上、中、下三部分，分層次開展。每一層進(jìn)行一次風(fēng)鉆打眼、多次爆破和一次出渣。根據(jù)巖石情況設(shè)定循環(huán)進(jìn)程，通常為1m。鉆爆法施工時(shí)，通過爆破控制來控制洞形，絞車提升軌道，小車出渣。

2.3 初期支護(hù)

在鋪設(shè)厚度為25cm的C30聚丙烯纖維網(wǎng)后加噴混凝土，即刻開展砂漿錨桿安裝和鋼拱架安裝，然后鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，反復(fù)噴射混凝土直至厚度滿足設(shè)計(jì)要求。

2.4 前、后錨室二次襯砌

二次襯砌支承為腳手管支架，側(cè)模支承為鋼模，頂模支承為木模。

2.5 錨塞體

預(yù)應(yīng)力管道經(jīng)角鋼定位架進(jìn)行準(zhǔn)確定位，預(yù)埋管選用無縫鋼管，錨塞體混凝土施工按照大體積混凝土施工工藝進(jìn)行，混凝土的運(yùn)送經(jīng)做地泵運(yùn)送至所需部位。

2.6 散索鞍支墩

散索鞍支墩混凝土的施工工藝與大體積混凝土施工工藝相同，采用泵送的方式輸送混凝土，模板支承為木模。

3 施工布置

3.1 管線布置

將送風(fēng)管、高壓風(fēng)管、高壓水管、排水管布置于隧洞內(nèi)的一側(cè)，各管道安裝層次不同，風(fēng)管距離地面4m;照明燈、照明線路和動(dòng)力線路布置于另一側(cè)，且各管道安裝層次不同，洞內(nèi)照明燈選用高壓汞燈，布置間隔為10m，如圖1所示。

3.2 隧洞排水

隧洞排水分為：（1）洞外排水。隧道上方設(shè)置截水溝，護(hù)拱上方設(shè)置排水溝、基坑內(nèi)沿洞口設(shè)置排水溝和集水井。（2）洞內(nèi)排水。隧洞內(nèi)沿側(cè)墻設(shè)置排水溝，前、后錨室兩端設(shè)置集水井。

3.3 洞口護(hù)拱

洞口經(jīng)超長(zhǎng)支護(hù)后，在洞口初期支護(hù)輪廓線外側(cè)開展長(zhǎng)約1m的護(hù)拱，作為安全當(dāng)湖，避免隧洞受滾石和洞外地表水的影響。

3.4 出渣設(shè)備

采用挖掘機(jī)裝渣、絞車配礦車提升、自卸車運(yùn)輸?shù)姆绞絹磉\(yùn)輸洞渣。

4 隧洞開挖

隧洞開挖通常需結(jié)合人工、機(jī)械和光面爆破開挖的方式。隧洞開挖的基本原則為：短開挖、快支護(hù)和控制一次爆破，降低對(duì)周圍巖石的干擾，提升巖石的整體性。因隧洞開挖面較大，通常采用微臺(tái)階或臺(tái)階開挖的方式來進(jìn)行開挖

5 支護(hù)施工

5.1 超前支護(hù)

超前支護(hù)施工過程中，前錨室、錨塞體的前段隧洞施工采用超前小導(dǎo)管（長(zhǎng)3m、規(guī)格為42×3.5mm的（鋼化管）來加強(qiáng)超前支護(hù)。超前小導(dǎo)管按照一定的傾斜角打入巖體，拱部環(huán)向間距為50cm，鋼管尾部焊接至鋼拱架。

5.2 初期支護(hù)

按照短開挖、快支護(hù)和快封閉的原則開展初期支護(hù)施工。經(jīng)爆破施工后，立即噴射厚度為3-5cm的混凝土，再開展超前小導(dǎo)管注漿和錨桿施工，并安裝鋼筋網(wǎng)和鋼支撐，進(jìn)行第二次混凝土噴射（厚度超過5cm），接著逐層噴射混凝土直至滿足設(shè)計(jì)厚度要求。

前錨室與錨塞體前段初期支護(hù)選用孔注漿錨桿與110鋼拱架結(jié)合鋼筋網(wǎng)噴射混凝土的形式，混凝土為C30聚丙烯纖維網(wǎng)噴射混凝土，厚度為25cm，

5.3 二次襯砌

前、后錨室均需二次襯砌，襯砌采用厚度為45cm的C30鋼筋混凝土。因錨隧洞的傾斜結(jié)構(gòu)，二次襯砌的混凝土澆筑選用支架模板。前錨室二次襯砌需在錨塞體施工結(jié)束后開始，前錨面與洞口的距離為36m，二次襯砌混凝土施工按5段施工，每段施工長(zhǎng)度為7m。后錨室二次襯砌在初期支護(hù)結(jié)束后開始，按照設(shè)計(jì)要求安裝復(fù)合襯砌層的鋼筋綁扎和預(yù)埋件，混凝土施工按3層澆筑，澆筑高度為8m。

6 防水施工

經(jīng)噴射混凝土基面清理后，首先將300kg/㎡無紡布固定于噴射混凝土基面上，然后采用熱合法將1.2mm厚EVA防水板粘貼至無紡布?jí)|層的塑料墊片上，EVA防水板鋪設(shè)需超過二次襯砌的1-2個(gè)循環(huán)。防水鋪層應(yīng)環(huán)向銜接，避免出現(xiàn)縱向接縫。

7 錨塞體施工

7.1 混凝土工程

錨塞體施工采用C40微膨脹混凝土，在施工過程中應(yīng)注意混凝土的溫度應(yīng)力，避免出現(xiàn)溫度裂縫。錨塞體前、后錨面模板采用定型小塊模板，連接方式采用專用螺栓連接。拱頂圓弧模板選用木模，根據(jù)實(shí)際需求切割成洞內(nèi)所需的大小和形狀。錨塊混凝土按照2m厚度進(jìn)行分層澆筑。

7.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力管道和連接管均選用壁厚為3mm的無縫鋼管，焊接接頭進(jìn)行專門密封處理。前、后錨室二次襯砌結(jié)束后，在錨塞體內(nèi)設(shè)置由角鋼焊接而成的預(yù)埋鋼管定位架。

因錨塞體的鍥形狀態(tài)，其形體變化致使各排角鋼的長(zhǎng)度各不相同，因此，需對(duì)所有角鋼的尺寸進(jìn)行精確計(jì)算，經(jīng)加工成單件后進(jìn)行編號(hào)堆放。

在安裝錨固拉索預(yù)埋管道時(shí)，應(yīng)按照每段6m的焊接長(zhǎng)度進(jìn)行焊接，為有效控制偏差，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制槽口模板、錨墊板、定位板和預(yù)埋管道的定位。

8 散索鞍基礎(chǔ)

散索鞍基礎(chǔ)承臺(tái)為11.6×14.2×9.5m的矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，在施工過程中，為有效避免出現(xiàn)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫，通常情況下將承臺(tái)沿高度方向分3層澆筑。

散索鞍基礎(chǔ)混凝土采用集中拌制的方式，經(jīng)混凝土罐車運(yùn)送至指定位置，再由汽車泵直接將混凝土輸送至所需部位。

9 結(jié)語

由上可知，山區(qū)懸索橋超大隧道錨施工過程中應(yīng)重視各個(gè)環(huán)節(jié)的施工工藝，采用合理科學(xué)的施工工藝、施工材料和施工方式，確保隧道錨施工的質(zhì)量，以提高懸索橋的安全性和穩(wěn)定性。

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