懸索橋隧道式錨碇施工及質(zhì)量控制要點

懸索橋隧道式錨碇施工及質(zhì)量控制要點覃宗華1、隧道式錨碇簡述2、隧道式錨碇施工3、隧道式錨碇質(zhì)量控制要點內(nèi)容提綱1、隧道式錨碇簡述

懸索橋錨碇是主纜錨固裝置的總稱。錨碇是將主纜的拉力傳遞給地基基礎(chǔ)，是支承主纜拉力的重要結(jié)構(gòu)部分。通常懸索橋采用的錨碇型式有重力式和隧道式，重力式錨碇依靠其巨大的自重及其與地基之間的摩擦力和嵌固力來抵抗主纜的拉力，如潤揚大橋、陽邏大橋、西侯門大橋等；隧道式錨碇則是將主纜中的大部分拉力直接傳遞給周圍山體的基巖，如四渡河大橋、壩陵河大橋、矮寨大橋等。隧道式錨碇的造價明顯低于重力式錨碇。隧道式錨碇將主纜中的拉力直接傳遞給周圍山體的基巖，因而要求橋位處必須有良好的地質(zhì)條件。但因其傳力機理不明確,受力條件要求、開挖施工要求高等,隧道錨的施工難度較大，是懸索橋施工的重點和難點之一。1、隧道錨簡述隧道式錨碇由錨室結(jié)構(gòu)、錨體結(jié)構(gòu)及散索鞍支墩結(jié)構(gòu)組成。1、隧道錨簡述復(fù)合式錨碇：隧道式錨碇的錨體后方增加一定數(shù)量巖錨的隧道式錨碇（萬州二橋）1、隧道錨簡述2、隧道式錨碇施工2.1施工特點結(jié)構(gòu)受力不同于一般的隧道，也不同于隧道輔助坑道斜井，隧道錨周邊巖體和錨體一起承受主纜傳遞的拉力。開挖過程中的巖體保護尤其重要。

開挖方案、圍巖穩(wěn)定分析、爆破設(shè)計和施工結(jié)構(gòu)斷面洞內(nèi)坡度大，斷面變化頻繁，作業(yè)空間小，施工難度大。開挖及出渣動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工；出渣設(shè)備及方式合理。監(jiān)控三維動態(tài)變形位移監(jiān)控、支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測2、隧道錨施工

西岸錨碇采用隧道式錨碇結(jié)構(gòu)，錨碇規(guī)模世界第一。錨洞軸線總長74.34m，后錨室左、右洞室最小間距7m；錨洞斷面尺寸：洞口10m×10.8m，洞底21m×25m；錨洞軸線傾斜度45°，錨碇洞室總開挖量3.4萬m3。2、隧道錨施工壩陵河大橋隧道錨結(jié)構(gòu)及施工特點2、隧道錨施工大斷面小間距陡傾角巖溶發(fā)育群洞效應(yīng)洞室開挖特點前錨室室圍巖巖級別別：Ⅳ、Ⅲ級，采采用短短臺階階法開開挖。。上臺階階先行行開挖挖，一一次開開挖成成形，，下臺臺階緊緊跟，，臺階階長度度3～5m。采用用風(fēng)動動鑿巖巖機鉆鉆孔、、人工工裝藥藥，挖挖掘機機退至至安全全地帶帶時起起爆，，開挖挖后的的斷面面立即即施作作錨桿桿、掛掛鋼筋筋網(wǎng)初初噴混混凝土土，及及時封封閉巖巖面，，防止止巖石石收斂斂過快快發(fā)生生坍塌塌，鋼鋼拱架架快速速安裝裝就位位，連連接鋼鋼筋，，鎖腳腳錨桿桿穩(wěn)固固，使使鋼拱拱架連連成整整體受受力均均勻，，再進進行第第二次次復(fù)噴噴，使使噴射射混凝凝土達達到設(shè)設(shè)計厚厚度。。開挖挖循環(huán)環(huán)進尺尺0.8～1.5m。2、隧道道錨施施工2.2洞室開開挖施施工施工方方法：：前錨室室左、、右洞洞室開開挖掌掌子面面錯開開10-15m，避免免相互互擾動動。洞口施施工根根據(jù)地地質(zhì)情情況采采用超超前小小導(dǎo)管管注漿漿（超超前管管棚））、設(shè)設(shè)置洞洞口安安全套套拱，，確保保進洞洞安全全。錨塞體體及后后錨室室圍巖巖級別別：Ⅲ、Ⅱ級,可采用用全斷斷面開開挖，，考慮慮開挖挖斷面面過大大，開開挖時時同樣樣采用用臺階階開挖挖方法法。根據(jù)開開挖斷斷面情情況分分3～5個臺階階，臺臺階長長度3～5m。中、、下臺臺階采采用左左右分分部開開挖。。開挖挖循環(huán)環(huán)進尺尺取1.0～1.5m。掌子面面距離離錯開開40m。單洞洞室開開挖掘掘進。。2、隧道道錨施施工出渣運運渣方方式：：選用100型小型型反鏟鏟挖掘掘機，，有軌軌運輸輸方式式出渣渣，設(shè)設(shè)置20t絞車、、6.0m3自卸運運渣車車。2、隧道道錨施施工2、隧道道錨施施工

炮眼鉆設(shè)2、隧道道錨施施工鋼拱架安裝錨桿施作2、隧道道錨施施工2、隧道道錨施施工噴射混凝土施工2、隧道道錨施施工裝渣卸渣挖機機上上下下2、隧道道錨施施工2、隧道道錨施施工洞室成型左洞右洞2、隧道道錨施施工2.3關(guān)鍵施施工技技術(shù)1)圍巖穩(wěn)穩(wěn)定性性計算算及仿仿真反反演分分析根據(jù)圍圍巖特特性及及擬定定的開開挖施施工方方案，，對隧隧道錨錨開挖挖各工工況條條件下下的圍圍巖凈凈空收收斂、、拱頂頂下沉沉及應(yīng)應(yīng)力應(yīng)應(yīng)變變變化進進行定定性和和定量量仿真真分析析，優(yōu)優(yōu)化洞洞室開開挖施施工工工藝，，及時時提出出圍巖巖加固固措施施；同同時依依據(jù)開開挖過過程中中的圍圍巖監(jiān)監(jiān)控數(shù)數(shù)據(jù)對對圍巖巖分析析和理理論計計算進進行驗驗證。。隧洞開挖完成后位移及變形矢量圖隧洞與夾層位置關(guān)系圖雙洞掘進VonMises等效應(yīng)力分布2、隧道道錨施施工1）開挖順順序?qū)鷰r巖塑性性變形形影響響顯著著，特特別是是對中中間巖巖墻，，因此此施工工中必必須避避免雙雙洞平平行推推進的的施工工順序序，左左、右右洞室室開挖挖掌子子面需需錯開開20-40m；2）開挖進進尺對對圍巖巖變形形的影影響，，隨著著開挖挖進尺尺的減減小，，塑性性區(qū)的的體積積也隨隨之逐逐漸變變小，，開挖挖進尺尺與塑塑性區(qū)區(qū)的體體積成成正比比關(guān)系系，因因此施施工中中應(yīng)采采用“短進尺尺，分分臺階階”進行開開挖；；3）初期支支護時時效要要求高高，圍圍巖整整體性性較差差，自自穩(wěn)性性較弱弱，巖巖溶發(fā)發(fā)育，，支護護滯后后對塑塑性區(qū)區(qū)的影影響很很大，，開挖挖后初初期支支護需需及時時跟進進；4）錨桿支支護優(yōu)優(yōu)化及及巖墻墻加固固措施施對比比分析析。單單獨采采用錨錨桿或或錨索索，對對塑性性區(qū)的的控制制都不不理想想，而而錨桿桿和錨錨索聯(lián)聯(lián)合支支護效效果較較好。。圍巖分分析主主要成成果2、隧道道錨施施工施工措措施1）降低低單循循環(huán)開開挖進進尺，，控制制在1.0～1.2m；2）錯開開左右右洞開開挖掌掌子面面距離離，在在錯開開距離離不能能滿足足40m的前提提下為為確保保洞室室安全全，采采取單單洞開開挖；；3）加強強支護護，及及時支支護。。技術(shù)措措施1）增設(shè)設(shè)中間間巖墻墻45°°斜向固固結(jié)灌灌漿；；2）增設(shè)設(shè)中間間巖墻墻φ32精扎螺螺紋鋼鋼對拉拉預(yù)應(yīng)應(yīng)力錨錨桿，，預(yù)拉拉力值值150kN。監(jiān)測措措施1）加強強爆破破監(jiān)測測，控控制爆爆破振振動速速度，，確保保滿足足安全全振動動速度度（7cm/s）要求求；2）加強強圍巖巖三維維位移移、拱拱架應(yīng)應(yīng)力監(jiān)監(jiān)測，，信息息化施施工；；3）加強強掌子子面前前方圍圍巖的的地質(zhì)質(zhì)超前前預(yù)報報。2、隧道道錨施施工中間巖巖墻加加固技技術(shù)措措施2、隧道道錨施施工現(xiàn)場測試分析HSP聲波反射法隧道錨碇開挖面前方巖溶地質(zhì)預(yù)報測線圖錨碇圍巖高密度電法探測測線平面布置圖2、隧道道錨施施工圍巖斷面周邊三維位移時態(tài)曲線開挖階段鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測曲線2、隧道道錨施施工2）爆破專專項研研究和和設(shè)計計請南京京解放放軍工工程兵兵學(xué)院院爆破破專家家進行行專項項洞室室爆破破方案案研究究和設(shè)設(shè)計，，分析析研究究爆破破震動動效應(yīng)應(yīng)，擬擬定合合理的的爆破破參數(shù)數(shù)，確確保圍圍巖穩(wěn)穩(wěn)定。。爆破設(shè)設(shè)計要要求采采用減減震、、光面面爆破破，遵遵循淺淺鉆孔孔、弱弱爆破破、短短進尺尺、多多循環(huán)環(huán)、分分臺階階開挖挖原則則。爆爆破震震速控控制在在7cm/s，減少少對圍圍巖和和已完完成結(jié)結(jié)構(gòu)的的擾動動。2、隧道道錨施施工炸藥單單耗：：上臺臺階：：1.5kg/m3；中、、下臺臺階：：0.55kg/m3。對于于Ⅲ級圍巖，，周邊邊眼間間距E取0.45m，周邊眼眼抵抗抗線Wm取0.60m，相對距距離E/W為0.75，裝藥集集中度度q（kg/m）取0.20。研究隧隧道錨錨洞室室與關(guān)關(guān)嶺1#公路隧隧道以以及周周邊巖巖體被被探明明的大大型溶溶洞群群的相相互作作用關(guān)關(guān)系，，分析析施工工干擾擾，采采用控控制爆爆破，，確定定合理理的防防范措措施。。3）群洞效效應(yīng)監(jiān)監(jiān)測及及措施施2、隧道道錨施施工凈空水水平收收斂監(jiān)監(jiān)測成成果：左、右右洞凈凈空收收斂累累積值值均較較小，，左洞洞最大大累積積值為為6.91mm，右洞洞最大大累積積值為為8.91mm，收斂斂變形形趨勢勢趨于于穩(wěn)定定；三維位位移變變形監(jiān)監(jiān)測成成果：左、右右洞大大部分分測點點的三三維位位移變變形X方向向向洞內(nèi)內(nèi)變形形，Z方向向向下變變形，，Y方向向向洞內(nèi)內(nèi)方向向變形形，但但變形形數(shù)值值不大大，變變形趨趨于穩(wěn)穩(wěn)定；；X方向：－10.1286mm～6.3346mm；Y方向：－8.4834mm～7.2735mm；Z方向：－6.7832mm～0.3726mm；2、隧道錨施施工壩陵河大橋橋西岸隧道道式錨碇洞洞室開挖施施工中左、、右洞室圍圍巖的凈空空水平收斂斂變形和三三維位移變變形的累積積值均較小小，圍巖變變形量不大大，從時態(tài)態(tài)曲線上看看，圍巖變變形累積值值呈臺階狀狀，符合圍圍巖變形性性質(zhì)，初期期支護結(jié)構(gòu)構(gòu)工作狀態(tài)態(tài)正常，圍圍巖基本穩(wěn)穩(wěn)定。施工工全過程處處于安全、、穩(wěn)定、優(yōu)優(yōu)質(zhì)的可控控狀態(tài)，克克服了多處處溶溝、溶溶槽、溶隙隙、溶洞、、塌方等不不良地質(zhì)狀狀況，也克克服了該區(qū)區(qū)群洞效應(yīng)應(yīng)引起的不不良安全狀狀況，完成成世界上第第一大隧道道式錨碇，，得到業(yè)界界各方的好好評。型鋼拱架應(yīng)應(yīng)力監(jiān)測成成果：左、右洞型型鋼拱架大大部分處于于受壓狀態(tài)態(tài)。最大壓應(yīng)力力值91.15MPa，最大拉應(yīng)應(yīng)力值為7.7MPa。拱架應(yīng)力和和變形均處處于安全范范圍以內(nèi)；；2、隧道錨施施工2.4錨體施工錨體結(jié)構(gòu)圖圖2、隧道錨施施工錨固系統(tǒng)布布置圖2、隧道錨施施工施工關(guān)鍵點點：預(yù)應(yīng)力管道道精確定位位分層澆筑、、分節(jié)支撐撐、分段接接管、實時時監(jiān)控大體積混凝凝土溫控錨塞體和散散索鞍支墩墩都是大體體積混凝土土，混凝土土施工前進進行行專題溫控控設(shè)計，采采取有效的的控制措施施，確?；旎炷敛划a(chǎn)產(chǎn)生有害裂裂縫。2、隧道錨施施工分層綁扎錨塞體鋼筋錨固系統(tǒng)定位架分層安裝分層架立錨塞體模板

施工準備分層澆筑錨塞體砼

錨塞體預(yù)應(yīng)力施工主纜索股錨固連接構(gòu)件安裝錨塞體施工工工藝流程程施工流程：：2、隧道錨施施工定位架2、隧道錨施施工定位架2、隧道錨施施工錨塞體砼施施工分層分層編號分層厚度（cm）砼數(shù)量（m3）1600585.02300713.03300836.943001356.65200909.06200923.57250081.983001187.193001072.810300963.611300860.112300754.013557.3830.52、隧道錨施施工溫控措施2、隧道錨施施工溫控