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1、隧道式錨碇系統施工工藝1前言懸索橋主纜錨碇有重力式和隧道式兩種形式，其中隧道式錨碇可細分為隧道式預應力巖錨錨碇和隧道式普通混凝土錨碇。隧道式普通混凝土錨碇在前期是我國山區懸索橋的主纜重要錨碇結構，隧道式預應力巖錨作為懸索橋主纜錨碇在我國西藏角籠壩大橋初次采用，由于其改善了錨碇混凝土的受力情況，減少了圬工量，減少了造價等優點，將成為隧道式錨碇的主流。本文重點在隧道式預應力巖錨錨碇。 2合用范圍懸索橋主纜隧道式錨碇作為懸索橋主纜的重要受力結構，通過錨碇自重和錨碇隧道圍巖共同承擔主纜強大的錨固力，其地形地貌適于隧道的設計和施工，故隧道式錨碇一般合用于山區，又因隧道縱斷面形式為喇叭形變截面形式，隧道口2、斷面較小，錨塞體斷面很大，規定巖體整體穩定性好，在施工過程中不易坍塌的地質條件采用。如采用隧道式預應力巖錨錨碇，因預應力可分擔一部分錨固力，錨塞體相對要小一些，合用范圍也就要大一些。3錨碇結構及作用3.1 洞室結構錨碇重要作用是平衡主纜拉力，主纜由錨碇錨固，錨碇由洞室圍巖與錨塞體摩擦力、自重和預應力來錨固。一般洞室結構為傾斜的倒喇叭形，如圖1（圖例為西藏角籠壩大橋主纜隧道式預應力巖錨洞室結構）所示。3.2 錨塞體錨塞體是隧道式式錨碇錨塊,錨塞體為變截面楔形體，錨塞體尾部設立預應力巖錨，以便將主纜拉力傳入巖體，增長結構的安全度及 防止錨塞混凝土的開裂。 圖1 隧道式錨碇構造示意圖3.3 散索鞍基3、座散索鞍重要功能是改變主纜索股的方向，把主纜索股在水平和豎直方向分散開來，然后把這些索股引入各自的錨固位置。4錨碇施工工藝流程圖（見圖2）施工準備洞門邊坡刷坡及掛網噴射混凝土進行邊坡支護錨洞開挖錨洞二襯砌施工錨塞體底部掌子面用沙漿抹面平整，預應力錨索鉆孔放樣，搭設鉆孔平臺，進行預應力鉆孔施工預應力錨索管定位支架搭設施工錨塞體混凝土澆筑養護安裝錨杯，張拉預應力錨索安裝預應力錨索，并壓漿錨固預應力管道和錨墊板安裝安裝主纜澆筑封錨混凝土（鋼纖維砼）圖2 錨碇施工工藝流程圖工藝流程圖是隧道式預應力巖錨施工工藝流程,相對隧道式普通混凝土錨碇施工工藝多了錨索鉆孔,錨索、錨墊板安裝及預應力張拉工序。5隧道式4、錨碇施工工藝5.1錨洞開挖因錨洞縱斷面呈倒喇叭形，錨塞底板坡度較大，一般最大坡度達45以上，不利于大型機械作業，適合小型機械配合人工施工。適合鉆爆法施工:按照“短開挖、弱爆破”的原則施工,采用風鉆打眼，小藥量預裂爆破全斷面法開挖，周邊孔與錨洞設計開挖輪廓線相距0.5m，剩余部分由人工或機械進行開挖，以保證周邊圍巖的整體性。（1）引爆：炮眼采用7655型手持式風鉆進行鉆眼作業,周邊孔外插角度按錨洞設計坡率進行控制（與坡率相符）。每次鉆眼完畢后，由爆破工程技術人員對照鉆爆設計逐孔對孔位、孔深進行檢查，發現不符合者，應補鉆。采用高壓風射風清孔。清孔后由專業爆破員嚴格按照有關規定進行裝藥作業。孔內裝藥5、量、雷管段別按鉆爆設計執行，周邊預裂采用空氣間隔裝藥法，導爆索起爆。炮孔采用粘土進行堵塞，每個炮孔堵塞長度不得小于30cm。炮孔堵塞和爆破網路連接完畢后，人員撤離至安全地點，開始引爆。（2）出碴:出碴采用無軌運送，采用卷揚機拖拉輪式翻斗車出碴，裝碴采用人工。（3）通風排煙:起爆后，采用壓入式通風排煙15分鐘，作業人員方可進入工作面。（4）找頂:派兩名年青力壯有找頂工作經驗的人員進入工作面進行找頂，找頂應徹底、所有松散巖體均應清除。5.2初期支護出碴完畢之后及時施作初期支護，初期支護采用徑向砂漿錨桿、鋼筋網、鋼架、噴射混凝土聯合支護。徑向砂漿錨桿采用風鉆鉆眼，藥包砂漿浸泡后裝入孔內，錨桿安裝由人6、工用錘擊入內。鋼筋網人工搭架現場綁扎成型，鋼筋綁扎時應保證鋼筋網緊貼巖面，為保證其整體穩定性，鋼筋網與錨桿端部焊接連成整體。鋼架在鋼筋加工場加工成型后，運入洞內人工進行安裝栓接連成整體。混凝土噴射采用潮噴工藝，人工上料，人工噴射至設計厚度，噴射混凝土時，噴頭與受噴面之間的距離保持1.5m為宜，為保證噴射質量，噴射料中加入適量的速凝劑。5.3洞身襯砌（1）支架及模型：支架采用碗扣式鋼管支架搭設。模板先涂刷脫模劑，然后安裝。模板安裝由拱頂向拱腳，邊墻由墻趾向上排列，剎尖處采用木模進行調整。（2）混凝土灌注：灌注混凝土按先墻后拱法進行。混凝土采用泵送入模，人工用插入式搗固器搗固密實。 圖3 巖錨施工7、圖（3）壓漿管預埋及壓漿：由于錨洞縱坡陡，從上往下分節澆注混凝土接頭處不易密實，加之混凝土的收縮徐變，容易導致二次襯砌與初期支護之間產生縫隙，從而影響錨洞質量。為解決上述問題，施工過程中在每次施工接縫處和襯砌拱頂部分預埋42熱扎無縫鋼管作為注漿管，管間距縱向及環向均按2.0m設立。注漿在襯砌混凝土施工完畢并達一定強度后進行。5.4巖錨施工當錨塞體開挖、錨桿、網噴混凝土及二襯等工序完畢后，進行巖錨施工。巖錨詳見圖3。（1）鉆孔：采用地質鉆機進行鉆孔，鉆孔深度及角度滿足設計規定。成孔后對孔位、孔深、角度等方面進行檢查，符合規定后，用高壓風進行清孔作業。（2）安裝預應力束：巖錨鋼束由4-j15.248、mm鋼絞線組成，自由段的鋼絞線外套防銹護套,形成無粘結區域,穿束按規定進行。（3）孔內壓漿：采用壓力壓注,以保證壓漿密實。使用的水泥砂漿應添加適量微膨脹劑。5.5定位支架及錨塞體內預應力鋼束安裝定位支架由角鋼互相焊接而成。定位支架固定措施由于每排角鋼定位支架由豎直角鋼，水平角鋼焊接而成，每排定位支架間采用如下的加固措施：（1）在每排角鋼支架的斜平面位置，錨洞頂部設立32mm鋼筋與圍巖可靠連接。32mm錨筋與圍巖上錨孔壁內的縫隙用砂漿填充。（2）在錨洞底面與每排角鋼定位架之間設立強有力的斜撐。（3）每排定位支架內設立必要的聯結桿件。定位支架加工由于混凝土錨體呈楔形體，楔形體變化使得每一排角鋼長度9、均不一致，因此每一根角鋼都必須通過精確的坐標計算，擬定角鋼的長度，下料加工時按順序編號。定位支架安裝環節（1）安裝前，先將角鋼按從下至上的安裝順序在洞外堆放好，以便安裝時按需要對號入座，吊滑至工作面上。（2）將每排豎直角鋼用垂線調整至設計位置，上端固定在32mm錨筋上，下端焊接在底部錨筋上。（3）每排豎直角鋼安裝完畢后，進行水平角鋼安裝，水平角鋼安裝前應精確測量，以保證其位置準確。水平角鋼自下而上，焊接在豎直角鋼上。（4）設立錨洞底與每排角鋼支架的斜撐。安裝下一排角鋼。每排角鋼定位支架，設立聯結桿件。錨塞體內預應力鋼束安裝根據錨塞體內預應力鋼束設計長度和工作長度進行下料,將錨固端擠壓鐓頭,用錨10、墊板、錨下加強筋和鋼套管與其組成成品待用。在定位支架上測放預應力鋼束安裝位置,然后安裝固定。5.6錨塞體混凝土施工錨塞體屬大體積混凝土,采用泵送混凝土方法，并應采用低水灰比，低水泥用量，適當摻入合用于泵送的外加劑，以滿足緩凝、早強、高強的泵送規定。施工前28d將施工方案和施工組織計劃報監理工程師批準。在進行泵送混凝土配合比設計時，對使用的各種材料應優化選擇。正式使用前，還應再經工地實驗室實驗，并報監理工程師認可，以保證泵送混凝土的施工質量。施工控制措施（1）選用低熱量水泥，摻粉煤灰或冰水，以減少水化熱，防止混凝土開裂。（2）混凝土中摻緩凝減水劑，延長混凝土終凝時間，保證混凝土的整體性。（3）摻11、入微膨脹劑，為防止混凝土硬化收縮，同時為防止由于拱頂部分混凝土灌注不密實，導致拱部與二次襯砌面之間分離。施工中在拱頂處設立預留壓漿管，錨塞體混凝土灌注完畢并達成一定強度后運用預留壓漿管進行二次壓漿封錨解決。（4）加強養護，減少洞內空氣與混凝土內部溫差，養護時間不得少于15天。（5）混凝土水平分層灌注，每層厚度3m，并在每層混凝土中設立循環冷卻管，每層灌注完畢且混凝土接近初凝時，向埋入的冷卻管中開放冷水進行循環冷卻。（6）根據施工的不同季節、不同緩凝時間泵送混凝土的規定，擬定泵送混凝土的施工工藝。（7）錨塞混凝土的澆筑應連續進行，若因故必須中斷時，中斷時間不得超過有關規定，否則應按施工縫解決。錨12、碇混凝土檢查項目（見表1）表1 錨碇混凝土檢查項目項次檢 查 項 目規定值或允許偏差檢查方法和頻率1混凝土強度（Mpa）在合格標準內按JtJ071-98附錄D檢查2塊體尺寸（mm）30用尺量，每邊2-3處3塊體偏差（mm）10經緯儀測量，縱、橫向各2點4塊體傾角（秒）底面10經緯儀測量，頂、底面各2點頂面5預埋件位置（mm）5經緯儀測量6錨面槽口位置坐標（mm）10經緯儀和水準儀測量，南北各測4塊，每塊測4點角度（秒）105.7巖錨預應力束張拉施工當錨塞體混凝土灌注完畢,且達95%以上強度后，開始進行巖錨預應力束張拉并壓漿，然后澆灌錨塞體前端0.6m鋼纖維封錨混凝土, 當其達95%以上強度時,13、張拉錨塞體內巖錨預應力束。采用單端張拉工藝，采用伸長量和張拉力進行雙控，以張拉力控制為主，以伸長量控制為輔。預應力筋張拉溫度不宜低于-15C。張拉設備、儀表和液壓工作系統油液應根據環境溫度選用，并應在使用溫度條件下進行配套校驗。6安全措施6.1錨碇爆破施工安全技術措施（1）爆破設計前，對周邊環境進行認真仔細調查，選擇優化合理的鉆爆參數，保證地表及地下建筑物的安全，并相對固定爆破作業時間，爆破施工前向居民宣傳有關事宜，讓居民有一定的思想準備。（2）爆破作業必須嚴格遵守爆破安全規程，做到有組織、有領導、有明確分工，爆破工程技術人員、爆破員、爆破安全員等爆破作業人員持證上崗。（3）爆破作業必須有爆破14、工程技術人員在場指導，驗收炮孔參數，進行裝藥量計算，做到爆破原始資料的收集、整理和技術總結。6.2 出碴施工安全技術措施（1）每班開工前檢查卷揚機、閘刀、配電箱、漏電開關、電源線破損和其它缺陷，鋼絲繩斷絲不超過斷面的十分之一，鋼絲繩麻蕊不能露出。（2）輪式翻斗掛鉤磨損不超過截面的三分之一，門閘開關無明顯銹蝕缺陷。（3）裝碴不超過斗車頂線下10cm。斗車碴面要拍緊、無松碴，以免上坡滾落傷人。6.3 預應力張拉施工安全技術措施（1）千斤頂安裝完畢，張拉前，檢查張拉設備安裝情況。千斤頂軸線不垂直錨墊板，須調整垂直，否則不得進行張拉作業。錨板要完全落臼于錨墊板，否則不得張拉。工作錨工作夾片已塞緊，并保15、持同一平面，否則不得張拉。（2）油泵操作人員、伸長值測量人員須通過安全培訓合格，方可參與張拉作業，否則不能進行張拉作業。（3）張拉控制技術人員在現場指揮，否則不能進行張拉作業。7質量控制措施7.1 組織措施（1）成立以項目經理為組長質量控制小組，加強組織領導。（2）工序質量分解，質量責任貫徹到人。（3）建立健全質量創優體系。（4）開展質量記錄分析，掌握工程質量動態。開展工人和班組的自檢和互檢，設立專職人員進行專門檢查。為了充足發揮施工過程中質量控制的防止作用，必須系統地、經常地掌握各施工點、施工班組在一定期間（月、季等）內產品質量或工作質量的現狀及發展動態。為此，就必須開展質量狀況的記錄分析。16、記錄分析的指標有以下兩類：工程質量指標。重要有優良品率、合格率及其他情況，用以考核分部（項）工程的質量水平。工作質量指標。重要有廢品率、返修率等。7.2 技術措施（1）施工方案和施工組織設計的質量保證為了保證施工方案和施工組織設計的質量，第一，要科學的編制程序和方法；第二，編制時，要進行技術經濟分析和比較，做到設計優化。（2）做好技術交底使施工人員熟悉工程情況，了解設計意圖、規定、質量標準和施工方法，做到人人心中有數。7.3資源保障措施（1）嚴格按質量標準訂貨、采購。（2）物資進場要按技術驗收標準進行檢查和驗收。（3）按規定的條件和規定進行加工堆存和保管。（4）按進度計劃及時地配套供應現場。（5）做到機械設備無隱患，技術性能良好。8結束語隧道式錨碇把懸索橋的主纜引入地層深處錨于基巖之內，把主纜拉力傳給基巖。相對重力式錨碇，成本較低，但規定基巖完整，有較好的穩定性，適合于山谷地形。近年來，隧道式錨碇引入了預應力巖錨，減少隧道開挖深度，增大了基巖受力范圍，又減少了混凝土數量，更進一少減少大橋的造價，有較好的推廣應用價值。