山區懸索橋超大隧道錨施工工藝探討

向剛強 何藝 王潤林

摘要：山區懸索橋的修建，因受山區特有的地形和地勢的影響，通常采用隧道錨形式來進行懸索橋錨碇。與傳統的重力錨相比，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險性因素，整體施工進度較慢，且地下開挖工藝的復雜性較高，因此，必須加強施工管理。本文結合工程實例對山區懸索橋超大隧道錨施工工藝進行探討。

關鍵詞：山區;懸索橋;隧道錨;施工工藝

1 工程概況

以某山區懸索橋工程為例，其主橋為全長1386m的單跨板銜結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，基礎主纜索股的固定方式為預應力錨固體系。錨碇左右錨室與中心點的距離為27m，錨室沿主纜軸線方向長73m。

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

在錨碇開挖支護開展之前，應采用壓漿對距離洞口10m內的裂隙和溶洞進行封堵，以提高巖體的整體性，同時分別在左右兩側錨碇加設一套排濕系統和排水系統。

2? 隧道錨碇施工概述

隧道錨碇施工工藝流程為：1）超前支護進洞;2）前錨室開挖及初支;3）散索鞍基礎開挖;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）安裝預應力錨索，并壓漿錨固;9）預應力錨索管定位支架搭設施工;10）預應力管道和錨墊板安裝;11）錨塞體混凝土澆筑與養護;12）安裝預應力系統;13）安裝散索鞍;14）安裝主纜;15）前錨室前墻與側墻施工。

2.1 隧洞開挖

隧洞開挖施工利用風鉆打眼，非電毫秒雷管起爆，2#巖石乳化炸藥爆破。采用預裂爆破進行隧洞爆破。采用挖掘機裝渣、絞車配礦車提升、自卸車運輸的方式對洞渣進行有軌運輸。

2.2 洞身

將洞身分為上、中、下三部分，分層次開展。每一層進行一次風鉆打眼、多次爆破和一次出渣。根據巖石情況設定循環進程，通常為1m。鉆爆法施工時，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

在鋪設厚度為25cm的C30聚丙烯纖維網后加噴混凝土，即刻開展砂漿錨桿安裝和鋼拱架安裝，然后鋪設鋼筋網片，反復噴射混凝土直至厚度滿足設計要求。

2.4 前、后錨室二次襯砌

二次襯砌支承為腳手管支架，側模支承為鋼模，頂模支承為木模。

2.5 錨塞體

預應力管道經角鋼定位架進行準確定位，預埋管選用無縫鋼管，錨塞體混凝土施工按照大體積混凝土施工工藝進行，混凝土的運送經做地泵運送至所需部位。

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

將送風管、高壓風管、高壓水管、排水管布置于隧洞內的一側，各管道安裝層次不同，風管距離地面4m;照明燈、照明線路和動力線路布置于另一側，且各管道安裝層次不同，洞內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。隧道上方設置截水溝，護拱上方設置排水溝、基坑內沿洞口設置排水溝和集水井。（2）洞內排水。隧洞內沿側墻設置排水溝，前、后錨室兩端設置集水井。

3.3 洞口護拱

洞口經超長支護后，在洞口初期支護輪廓線外側開展長約1m的護拱，作為安全當湖，避免隧洞受滾石和洞外地表水的影響。

3.4 出渣設備

采用挖掘機裝渣、絞車配礦車提升、自卸車運輸的方式來運輸洞渣。

4 隧洞開挖

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

5 支護施工

5.1 超前支護

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

5.2 初期支護

按照短開挖、快支護和快封閉的原則開展初期支護施工。經爆破施工后，立即噴射厚度為3-5cm的混凝土，再開展超前小導管注漿和錨桿施工，并安裝鋼筋網和鋼支撐，進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計厚度要求。

前錨室與錨塞體前段初期支護選用孔注漿錨桿與110鋼拱架結合鋼筋網噴射混凝土的形式，混凝土為C30聚丙烯纖維網噴射混凝土，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。因錨隧洞的傾斜結構，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，每段施工長度為7m。后錨室二次襯砌在初期支護結束后開始，按照設計要求安裝復合襯砌層的鋼筋綁扎和預埋件，混凝土施工按3層澆筑，澆筑高度為8m。

6 防水施工

經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墊層的塑料墊片上，EVA防水板鋪設需超過二次襯砌的1-2個循環。防水鋪層應環向銜接，避免出現縱向接縫。

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，在施工過程中應注意混凝土的溫度應力，避免出現溫度裂縫。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，根據實際需求切割成洞內所需的大小和形狀。錨塊混凝土按照2m厚度進行分層澆筑。

7.2 預應力管道安裝

預應力管道和連接管均選用壁厚為3mm的無縫鋼管，焊接接頭進行專門密封處理。前、后錨室二次襯砌結束后，在錨塞體內設置由角鋼焊接而成的預埋鋼管定位架。

因錨塞體的鍥形狀態，其形體變化致使各排角鋼的長度各不相同，因此，需對所有角鋼的尺寸進行精確計算，經加工成單件后進行編號堆放。

在安裝錨固拉索預埋管道時，應按照每段6m的焊接長度進行焊接，為有效控制偏差，施工過程中應嚴格控制槽口模板、錨墊板、定位板和預埋管道的定位。

8 散索鞍基礎

散索鞍基礎承臺為11.6×14.2×9.5m的矩形鋼筋混凝土結構，屬于大體積混凝土結構，在施工過程中，為有效避免出現大體積混凝土結構的溫度裂縫，通常情況下將承臺沿高度方向分3層澆筑。

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

9 結語

由上可知，山區懸索橋超大隧道錨施工過程中應重視各個環節的施工工藝，采用合理科學的施工工藝、施工材料和施工方式，確保隧道錨施工的質量，以提高懸索橋的安全性和穩定性。

參考文獻

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