施工溜索在高山峽谷地區(qū)的應用

王 凱

中鐵十八局集團第二工程有限公司 河北 唐山 064000

1 工程概況

跨庫大橋是四川兩河口水電站移民復建工程的一部分，橋位區(qū)位于青藏高原東南部，地貌區(qū)劃屬川西高原，橋位展布于雅礱江兩岸岸坡，屬構造侵蝕深切割高中山地貌，溝谷深切，呈對稱“V”形，溝谷兩側下緩上陡，呈“谷中谷”地貌。

大橋全長628 m，橫跨雅礱江，其中5#、6#墩為大橋主墩，墩高172 m，分布于雅礱江兩岸，主橋為（120＋220＋120）m連續(xù)剛構，為預應力混凝土結構。采取先邊跨后中跨合龍方式，特有的高墩大跨結構形式，使得該橋施工周期長，5#、6#主墩及主梁施工是整個項目關鍵控制工程，兩岸主墩及主梁施工進度不宜相差過大，否則將直接導致工期延誤，如何同時同步開展江兩岸2個主墩的施工，解決物料運輸問題，開創(chuàng)工作面是關鍵。

2 物料運輸方案

2.1 原物料運輸方案

進場后，技術部門結合設計圖紙?zhí)峁┑膶砂渡襟w的特征描述，并對現(xiàn)場進行了查勘，決定采取常規(guī)修建施工便道這樣一個一勞永逸的方案，沿山體走勢“之”字形布置施工便道至2個主墩施工作業(yè)面，再通過車輛及塔式起重機實現(xiàn)物料的水平及垂直運輸。

大橋左岸山體相對平緩，6#主墩施工便道很快完成，機械設備能夠直接通過便道進入施工作業(yè)面，開始進行主墩基坑開挖施工。但是在右岸便道開挖過程中，由于山體巖層較左岸更為破碎，便道修建進度緩慢，還存在塌方風險，便道下方山體也逐漸被滑落的石頭揭露出來，地形、地貌狀況與設計所給存在較大差異，右岸施工便道很難修至5#墩施工作業(yè)面，這樣發(fā)展下去將會嚴重影響到5#墩的施工進度，使整個工程滯后。

2.2 調整后物料運輸方案

跨全橋纜索起重系統(tǒng)和跨江索道橋雖然都能夠解決現(xiàn)場物料水平或垂直運輸問題，但是由于施工周期較長，無法解決5#墩迫在眉睫的問題，由于機械設備無法到達5#墩，基坑開挖采取人工出渣進度緩慢，遠落后于6#墩基坑開挖，經(jīng)過多種方案比對，施工現(xiàn)場及時調整了施工方案，以5#、6#主墩盡可能同步施工為前提，先行施工臨時溜索，再通過臨時施工溜索由左岸雅新公路吊物點吊運小型挖掘機至5#主墩，解決5#主墩基坑出渣緩慢的難題。

3 施工溜索設計參數(shù)

所謂施工溜索，就是一種較為簡易的纜索起重系統(tǒng)，主要是用鋼絲繩這類柔性材料作為大跨度架空承載結構，供懸吊重物的行走天車在承重索上往返運行，具有垂直和水平運輸功能[1]。主要由錨索、承重索、起重索、牽引索、起重卷揚機、牽引卷揚機、行走天車和吊鉤組成，具有結構相對簡單、施工便捷、速度快等特點。

溜索修建的主要目的是解決右岸5#墩基坑邊坡開挖出渣困難的問題，首先確定施工溜索額定起重能力80 kN，能夠吊運小型挖掘機，再根據(jù)額定起重能力對其他設計參數(shù)進行確定[2]。施工溜索位于跨庫大橋縱向中線位置，左岸錨點絕對高程2 770.00 m，右岸錨點絕對高程2 740.00 m，布置位置如圖1所示。

圖1 施工溜索吊運示意

施工溜索長度328 m，額定起重能力80 kN，矢跨比1/16。施工溜索承重索錨固采用預應力鋼絞線束巖錨形式，每端錨固預應力2×1 000 kN。左右岸各2根錨索，采用6×φ15.24 mm高強度低松弛鋼絞線，鋼絞線標準強度1 860 MPa，錨索長度30 m，錨索孔內錨固段長25 m，自由段5 m，張拉控制力1 000 kN/索。承重索采用強度等級2 160 MPa，6×36W＋IWR-42鋼絲繩，最小破斷拉力1 360 kN。起重索采用強度等級1 770 MPa，4V×39S＋5FC-20鋼絲繩，最小破斷拉力255 kN。牽引索采用強度等級1 960 MPa，6×36W＋IWR-24鋼絲繩，最小破斷拉力402 kN。使用工況為風力6級以下，非雷電天氣，設備、物料調運，不允許人員乘坐。

4 施工溜索實施方案

4.1 施工準備

施工前進行兩岸錨碇位置測量放樣，之后進行地形、地質勘察，適當移動錨碇位置，以避開巖層破碎、地形有障礙位置，同時應保證兩點連線位于橋梁軸線附近，不宜偏移過多，否則影響吊物落點[3]。采購各種設備、材料并進場，各類技術文件進行報備，對施工人員進行安全與技術交底等工作。

4.2 錨索施工

鉆孔施工時，錨索孔直徑130 mm，孔深31 m，采用YQ100E型潛孔鉆成孔，嚴禁使用清水洗孔，錨孔下斜角度15°，外斜角度15°，兩錨孔間距600 m。

錨索采用6×φ15.24 mm高強度低松弛鋼絞線，錨索底端采用擠壓套形式的P錨，沿鋼絞線端頭每3 m用鐵絲綁扎（作為緊固件），并在每兩處緊固件之間用厚10 mm橡膠板制作的擴張件，將6根鋼絞線撐開使其均勻分布，如圖2所示。孔內自由段5.5 m，錨碇處0.5 m鋼絞線用鋼套管包裹，并注滿黃油。

圖2 預應力錨索構造

采用人工搬運的方法將編制好的鋼絞線錨索，放入孔內，孔口外側至少留1.5 m鋼絞線錨索，并在孔口處設置注漿塞，將孔口封堵好。

4.3 壓漿

漿液采用微膨脹水泥漿，水泥等級42.5，水灰比0.35，外加劑為膨脹型減水劑。

先用0.4 MPa壓力將注漿塞注滿，待水泥漿達到20 MPa強度后進行孔內高壓注漿，黏度控制在17 s以上，現(xiàn)場注漿時做好抗壓試塊。

4.4 錨碇施工

待漿體達到25 MPa強度后進行錨碇施工，錨碇尺寸為0.5 m×0.5 m×1.0 m，施工前先對孔口表面進行清理，并設置錨固筋，綁扎鋼筋，將錨碇內的鋼絞線用PVC管包裹好，支立模板，進行混凝土澆筑，混凝土強度等級采用C40。

4.5 錨板安裝、張拉

錨碇強度達到22 MPa后安裝錨板，分2次進行錨索張拉，施加預應力[4]。錨具型號為OVM15-6型錨具，錨索每根錨索張拉力1 000 kN。張拉前進行千斤頂、油表標定，得到張拉力-油表讀數(shù)回歸曲線公式。分別計算出200、400、1 000 kN張拉力對應的油壓，并計算出各階段理論伸長值。張拉后將理論伸長值與實際伸長值進行比較，找出誤差原因，確認張拉力無誤后鎖定，然后將錨頭用C20混凝土封閉起來。

4.6 安裝溜索承重索

采用拋繩器，將引導繩由雅礱江右岸錨碇位置拋射過江，至左岸，由引導繩將承重索由左岸向右岸牽引過江。

將承重索固定在兩岸錨板的滑輪上，通過倒鏈將承重索拉緊并反復調節(jié)，使溜索矢跨比滿足1∶16，再用馬蹄卡將承重鋼絲繩固定牢固，固定時卡扣應一正一反設置[5]。

4.7 安裝行走小車及起重、牽引裝置

在左岸將行走天車安裝在承重索上，如圖3所示。

圖3 行走天車安裝

在左岸（高）采用錨筋樁地錨固定2臺5 t卷揚機，防止卷揚機前移，其中一臺作為牽引設備索引行走小車，另一臺作為起重設備，將2臺卷揚機上的鋼絲繩分別固定在行走小車上，一根用于牽引行走小車，另一根通過行走小車上的滑輪組進行起重作業(yè)。牽引索采用φ24 mm鋼絲繩，起重索采用φ20 mm鋼絲繩。

4.8 起重能力實驗、溜索使用前驗收

溜索安裝完畢，需對各承重、轉向、牽引、連接的設備和機具進行全面檢查，確保符合設計要求。之后進行聯(lián)機運行調試，符合要求后進行吊重試驗[6]。起重試驗分60%額定荷載靜態(tài)起重→60%額定荷載吊重動態(tài)運行→100%額定荷載靜態(tài)吊重→100%額定荷載吊重動態(tài)運行4步進行，每一步測試過程中仔細觀察錨碇、鋼絲繩、轉向系統(tǒng)、卷揚機運行情況，進行調整，解決出現(xiàn)的問題后，再進行下一步實驗，如圖4所示。

圖4 起重能力檢驗

5 施工工期

從開始施工至投入運營僅需20 d，在項目建設過程中發(fā)揮了決定性作用，為項目按期合龍?zhí)峁┝擞辛ΡＵ稀?/p>

6 結語

綜上所述，施工溜索在施工工藝上簡單方便，人、材、機投入相對較少，同時具有快速施工等特點，在高山峽谷地區(qū)極為適合工程規(guī)模小、工期短、投入不大的橋梁及其他工程項目，可以保障物料及部分小型機械正常運輸，迅速打開兩岸施工作業(yè)面。

在部分大型工程項目中，必要時也可作為應急措施，幫助拓展其他工作面。