隧道錨技術在大型懸索橋中的應用

（山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030000）

一、工程介紹

某大橋是雙索面索橋，其中主橋的長度1500m，橋北岸施工為隧道錨技術，而錨旋隧道長75m，錨塞體41m，水平方向高度差27m。該工程中錨塞體隧洞的開挖施工為三臺階開挖法，通過有軌礦車實現隧洞出渣；錨塞體隧洞為錨桿與鋼結構拱架實現支護；大體積混凝土為水平分層澆筑模式。

二、施工方案設計

（一）洞內管線分布

該隧道洞內管線分布主要包括接風管、排水管、動力線路及高壓水管等。其中送風管為軟質風管，設于邊墻一側，與之相連的為高壓水管和排水管等設備，同時在隧道洞內的另一側墻設置動力線路和照明線路。

首先，隧道洞內的照明方式以高壓汞燈為主，布局方式沿照明線路邊墻布置，各高壓汞燈間距離控制在8m；其次，送風管的安裝需與地面保持一定距離（離地4.5m），而動力線路與地面的距離為4.0m。

（二）隧道洞內排水設計

1.隧道洞外排水

為了控制降雨對隧道施工帶來不利影響，有效攔截地表水，應選擇隧洞上方設置截水溝，同時基坑內部設置排水溝，控制地表水流入。同時，在基坑內部應建立集水井，通過水泵及時排出積水，建立一套可行的隧洞外部集水與排水系統。

2.隧道洞內排水

沿隧道洞內側墻設置排水溝，并在隧道洞內前錨室與后錨室端部設置集水井，利用水泵及時地排出積水，建立有效的隧道洞內截水與排水系統。

（三）隧道洞口護拱設計

隧道洞口開挖之前開展超前支護，在超前支護的輪廓外側建立1.2m護拱。該隧道洞口護拱施工順序是：選擇隧洞洞口的外圍位置、超支一榻鋼架、建立腳手架、完成支模與混凝土的噴射施工。

（四）隧洞出渣

該隧道洞內集渣與出渣等主要選擇挖掘機作業方式，利用有軌礦車實現出渣運輸，最后通過自卸卡車運輸至指定場所。

三、錨碇隧洞開挖

該隧道工程隧洞開挖選擇了“機械+人工+爆破”相融合的施工模式。因為左隧洞與右隧洞之間的距離較短，為了防止彼此影響，隧洞掘進施工必須錯開。同時，在隧洞開挖施工中必須嚴格貫徹“短開挖”“快支護”“爆破規模嚴格把控”的基本原則，進一步提高隧洞圍巖支護強度，防止造成隧洞圍巖擾動。該隧洞開挖工程先開左隧洞，選擇微臺階開挖施工方式，將前錨室劃分成上臺階、中臺階及下臺階，分臺階開挖施工。由于全斷面開挖施工方式斷面較大，且支護難度系數高，為保證錨塞體與后錨室圍巖的安全性和穩定性，需選擇上臺階、中臺階及下臺階的分臺階開挖方式，各臺階的長度控制在2.5m～5m。同時，必須注意當爆破開挖結束后應及時完成支護作業。后開右隧洞，同樣選擇開挖施工方式，主要分為3個微臺階6個部分分次爆破，最后一次性出渣。

四、隧洞洞內支護

（一）超前支護施工

隧洞前錨室和錨塞體的前段應采用超前小導管實現超前支護，其類型是鋼花管，規格是φ43mm×3.6mm×3.2m，選擇外傾角（9°至11°）的方式打入隧洞圍巖，通過環向形式布局拱部，間隔距離是46cm，尾部以焊接的方式連接工鋼拱架。

（二）初期支護施工

爆破開挖隧洞成型后，需及時完成聚丙烯纖維網混凝土噴射（厚度是4cm，級別是C35）。然后完成鋼支架和鋼筋網的有效安裝，并實現超前錨桿和小導管的注漿作業。最后依次噴射混凝土，直到混凝土厚度滿足設計規定要求，在噴射混凝土強度達標后，方可開始下一輪爆破開挖施工。

此外，前錨室和錨塞體的前段應采用“I12鋼拱架+中空注漿錨桿+鋼筋網噴射混凝土”的模式實現初期支護施工，混凝土的厚度是30cm。

（三）前錨室和后錨室二次襯砌施工

隧道前錨室與后錨室的二次襯砌施工，選擇厚度48cm、級別C35的鋼筋混凝土。由于隧道錨是傾斜結構，難以通過隧道臺車實現二次襯砌施工，因此選擇腳手架實現混凝土的澆注施工。同時，為防止二次襯砌混凝土發生開裂問題，應選用水灰比相對偏低、骨灰比相對較大的混凝土合劑，然后采用一系列的養護措施。在混凝土澆注施工結束后，模板拆除時必須保證內部與外部溫度差控制在18℃以內。

1.前錨室

錨塞體施工結束后，緊接著開展前錨室的二次襯砌施工，隧道洞口與前錨面間距離需控制在35m左右，然后將二次襯砌混凝土施工劃分為4段完成，各段澆注長度應控制在8.0m左右，各段之間的接縫和隧洞軸線應保證互相垂直，具體施工如圖1所示。

2.后錨室

在初期支護施工結束后，需立刻開始后錨室二次襯砌施工。從后錨室方面分析，二次襯砌施工要依次完成復合襯砌鋼筋、預埋件的綁扎和安裝，由于后錨室的復合襯砌層斷面相對比較大，因此需要把混凝土順著高度方向劃分為3層，然后逐層完成混凝土澆注，沿隧洞軸向的各段混凝土澆注長度是8.0m。

五、錨塞體設計

（一）混凝土施工

圖1 ?前錨室二次襯砌施工

圖2 ?錨塞體混凝土澆注技術規格

圖3 ?預應力管道定位支架

該隧道工程中錨塞體沿隧道軸線長40m，設計了左錨塞體與右錨塞體。因為錨塞體體積較大，且對混凝土等級要求高，所以該工程施工選擇了C35微膨脹混凝土，澆注總體積達16885m3，被歸為大體積混凝土結構范疇。為防止出現溫度裂縫問題，必須嚴格控制溫度應力。

錨塞體的前錨面與后錨面混凝土澆筑施工選用定型小塊模板，利用螺栓有效連接小塊模板。同時木模板需根據拱頂圓弧具體形狀和尺寸等因素完成切割，作為拱頂圓弧的模板。在完成模板搭建施工后，需根據標準層厚度20cm分層澆注，具體規格如圖2所示。

為保證錨固面和錨拉索相互垂直，需在預應力管道錨固槽口建立正方形的錨固面，此舉將增加錨固槽口模板定位難度。因此必須高度重視模板加工，選擇厚度是5mm的鋼板，通過科學放樣，將其加工為定型模板，同時完成標號歸類。

（二）預應力管道設計

該隧道工程的預應力管和連接管為無縫鋼管，壁厚規格為4mm，焊接方式為密封焊接。在前錨室與后錨室的二次襯砌施工結束后，錨塞體的內部應建立由角鋼焊接的預埋鋼管定位架，如圖3所示。

由于錨塞體的外形呈楔形，定位架中各排角鋼長度有所區別，對此需準確計算角鋼長度，實現標號堆放。在定位支架安裝施工結束后，需立刻開始錨墊板安裝施工。

六、散索鞍設計

散索鞍承臺大體積混凝土結構的形狀為長方體，具體尺寸為11.8m×14.4m×9.6m。首先需集中拌制大體積混凝土，然后利用罐車運輸至指定位置，最后泵送至施工點。為避免其結構發生溫度裂縫，承臺需沿高度劃分為4層完成澆注施工。

七、結語

橋梁隧道錨施工通過綜合考察與科學規劃，不同工種的有效配合，有效解決了隧道錨施工問題，提前按質按量實現了隧道錨旋施工，為懸索橋梁施工提供了寶貴經驗。