悬索桥隧道式锚碇施工及质量控制要点

悬索桥隧道式锚碇施工及质量控制要点覃宗华1、隧道式锚碇简述2、隧道式锚碇施工3、隧道式锚碇质量控制要点内容提纲1、隧道式锚碇简述

悬索桥锚碇是主缆锚固装置的总称。锚碇是将主缆的拉力传递给地基基础，是支承主缆拉力的重要结构部分。通常悬索桥采用的锚碇型式有重力式和隧道式，重力式锚碇依靠其巨大的自重及其与地基之间的摩擦力和嵌固力来抵抗主缆的拉力，如润扬大桥、阳逻大桥、西侯门大桥等；隧道式锚碇则是将主缆中的大部分拉力直接传递给周围山体的基岩，如四渡河大桥、坝陵河大桥、矮寨大桥等。隧道式锚碇的造价明显低于重力式锚碇。隧道式锚碇将主缆中的拉力直接传递给周围山体的基岩，因而要求桥位处必须有良好的地质条件。但因其传力机理不明确,受力条件要求、开挖施工要求高等,隧道锚的施工难度较大，是悬索桥施工的重点和难点之一。1、隧道锚简述隧道式锚碇由锚室结构、锚体结构及散索鞍支墩结构组成。1、隧道锚简述复合式锚碇：隧道式锚碇的锚体后方增加一定数量岩锚的隧道式锚碇（万州二桥）1、隧道锚简述2、隧道式锚碇施工2.1施工特点结构受力不同于一般的隧道，也不同于隧道辅助坑道斜井，隧道锚周边岩体和锚体一起承受主缆传递的拉力。开挖过程中的岩体保护尤其重要。

开挖方案、围岩稳定分析、爆破设计和施工结构断面洞内坡度大，断面变化频繁，作业空间小，施工难度大。开挖及出渣动态设计、动态施工；出渣设备及方式合理。监控三维动态变形位移监控、支护结构应力监测2、隧道锚施工

西岸锚碇采用隧道式锚碇结构，锚碇规模世界第一。锚洞轴线总长74.34m，后锚室左、右洞室最小间距7m；锚洞断面尺寸：洞口10m×10.8m，洞底21m×25m；锚洞轴线倾斜度45°，锚碇洞室总开挖量3.4万m3。2、隧道锚施工坝陵河大桥隧道锚结构及施工特点2、隧道锚施工大断面小间距陡倾角岩溶发育群洞效应洞室开挖特点前锚室室围岩岩级别别：Ⅳ、Ⅲ级，采采用短短台阶阶法开开挖。。上台阶阶先行行开挖挖，一一次开开挖成成形，，下台台阶紧紧跟，，台阶阶长度度3～5m。采用用风动动凿岩岩机钻钻孔、、人工工装药药，挖挖掘机机退至至安全全地带带时起起爆，，开挖挖后的的断面面立即即施作作锚杆杆、挂挂钢筋筋网初初喷混混凝土土，及及时封封闭岩岩面，，防止止岩石石收敛敛过快快发生生坍塌塌，钢钢拱架架快速速安装装就位位，连连接钢钢筋，，锁脚脚锚杆杆稳固固，使使钢拱拱架连连成整整体受受力均均匀，，再进进行第第二次次复喷喷，使使喷射射混凝凝土达达到设设计厚厚度。。开挖挖循环环进尺尺0.8～1.5m。2、隧道道锚施施工2.2洞室开开挖施施工施工方方法：：前锚室室左、、右洞洞室开开挖掌掌子面面错开开10-15m，避免免相互互扰动动。洞口施施工根根据地地质情情况采采用超超前小小导管管注浆浆（超超前管管棚））、设设置洞洞口安安全套套拱，，确保保进洞洞安全全。锚塞体体及后后锚室室围岩岩级别别：Ⅲ、Ⅱ级,可采用用全断断面开开挖，，考虑虑开挖挖断面面过大大，开开挖时时同样样采用用台阶阶开挖挖方法法。根据开开挖断断面情情况分分3～5个台阶阶，台台阶长长度3～5m。中、、下台台阶采采用左左右分分部开开挖。。开挖挖循环环进尺尺取1.0～1.5m。掌子面面距离离错开开40m。单洞洞室开开挖掘掘进。。2、隧道道锚施施工出渣运运渣方方式：：选用100型小型型反铲铲挖掘掘机，，有轨轨运输输方式式出渣渣，设设置20t绞车、、6.0m3自卸运运渣车车。2、隧道道锚施施工2、隧道道锚施施工

炮眼钻设2、隧道道锚施施工钢拱架安装锚杆施作2、隧道道锚施施工2、隧道道锚施施工喷射混凝土施工2、隧道道锚施施工装渣卸渣挖机机上上下下2、隧道道锚施施工2、隧道道锚施施工洞室成型左洞右洞2、隧道道锚施施工2.3关键施施工技技术1)围岩稳稳定性性计算算及仿仿真反反演分分析根据围围岩特特性及及拟定定的开开挖施施工方方案，，对隧隧道锚锚开挖挖各工工况条条件下下的围围岩净净空收收敛、、拱顶顶下沉沉及应应力应应变变变化进进行定定性和和定量量仿真真分析析，优优化洞洞室开开挖施施工工工艺，，及时时提出出围岩岩加固固措施施；同同时依依据开开挖过过程中中的围围岩监监控数数据对对围岩岩分析析和理理论计计算进进行验验证。。隧洞开挖完成后位移及变形矢量图隧洞与夹层位置关系图双洞掘进VonMises等效应力分布2、隧道道锚施施工1）开挖顺顺序对对围岩岩塑性性变形形影响响显著著，特特别是是对中中间岩岩墙，，因此此施工工中必必须避避免双双洞平平行推推进的的施工工顺序序，左左、右右洞室室开挖挖掌子子面需需错开开20-40m；2）开挖进进尺对对围岩岩变形形的影影响，，随着着开挖挖进尺尺的减减小，，塑性性区的的体积积也随随之逐逐渐变变小，，开挖挖进尺尺与塑塑性区区的体体积成成正比比关系系，因因此施施工中中应采采用“短进尺尺，分分台阶阶”进行开开挖；；3）初期支支护时时效要要求高高，围围岩整整体性性较差差，自自稳性性较弱弱，岩岩溶发发育，，支护护滞后后对塑塑性区区的影影响很很大，，开挖挖后初初期支支护需需及时时跟进进；4）锚杆支支护优优化及及岩墙墙加固固措施施对比比分析析。单单独采采用锚锚杆或或锚索索，对对塑性性区的的控制制都不不理想想，而而锚杆杆和锚锚索联联合支支护效效果较较好。。围岩分分析主主要成成果2、隧道道锚施施工施工措措施1）降低低单循循环开开挖进进尺，，控制制在1.0～1.2m；2）错开开左右右洞开开挖掌掌子面面距离离，在在错开开距离离不能能满足足40m的前提提下为为确保保洞室室安全全，采采取单单洞开开挖；；3）加强强支护护，及及时支支护。。技术措措施1）增设设中间间岩墙墙45°°斜向固固结灌灌浆；；2）增设设中间间岩墙墙φ32精扎螺螺纹钢钢对拉拉预应应力锚锚杆，，预拉拉力值值150kN。监测措措施1）加强强爆破破监测测，控控制爆爆破振振动速速度，，确保保满足足安全全振动动速度度（7cm/s）要求求；2）加强强围岩岩三维维位移移、拱拱架应应力监监测，，信息息化施施工；；3）加强强掌子子面前前方围围岩的的地质质超前前预报报。2、隧道道锚施施工中间岩岩墙加加固技技术措措施2、隧道道锚施施工现场测试分析HSP声波反射法隧道锚碇开挖面前方岩溶地质预报测线图锚碇围岩高密度电法探测测线平面布置图2、隧道道锚施施工围岩断面周边三维位移时态曲线开挖阶段钢拱架应力监测曲线2、隧道道锚施施工2）爆破专专项研研究和和设计计请南京京解放放军工工程兵兵学院院爆破破专家家进行行专项项洞室室爆破破方案案研究究和设设计，，分析析研究究爆破破震动动效应应，拟拟定合合理的的爆破破参数数，确确保围围岩稳稳定。。爆破设设计要要求采采用减减震、、光面面爆破破，遵遵循浅浅钻孔孔、弱弱爆破破、短短进尺尺、多多循环环、分分台阶阶开挖挖原则则。爆爆破震震速控控制在在7cm/s，减少少对围围岩和和已完完成结结构的的扰动动。2、隧道道锚施施工炸药单单耗：：上台台阶：：1.5kg/m3；中、、下台台阶：：0.55kg/m3。对于于Ⅲ级围岩，，周边边眼间间距E取0.45m，周边眼眼抵抗抗线Wm取0.60m，相对距距离E/W为0.75，装药集集中度度q（kg/m）取0.20。研究隧隧道锚锚洞室室与关关岭1#公路隧隧道以以及周周边岩岩体被被探明明的大大型溶溶洞群群的相相互作作用关关系，，分析析施工工干扰扰，采采用控控制爆爆破，，确定定合理理的防防范措措施。。3）群洞效效应监监测及及措施施2、隧道道锚施施工净空水水平收收敛监监测成成果：左、右右洞净净空收收敛累累积值值均较较小，，左洞洞最大大累积积值为为6.91mm，右洞洞最大大累积积值为为8.91mm，收敛敛变形形趋势势趋于于稳定定；三维位位移变变形监监测成成果：左、右右洞大大部分分测点点的三三维位位移变变形X方向向向洞内内变形形，Z方向向向下变变形，，Y方向向向洞内内方向向变形形，但但变形形数值值不大大，变变形趋趋于稳稳定；；X方向：－10.1286mm～6.3346mm；Y方向：－8.4834mm～7.2735mm；Z方向：－6.7832mm～0.3726mm；2、隧道锚施施工坝陵河大桥桥西岸隧道道式锚碇洞洞室开挖施施工中左、、右洞室围围岩的净空空水平收敛敛变形和三三维位移变变形的累积积值均较小小，围岩变变形量不大大，从时态态曲线上看看，围岩变变形累积值值呈台阶状状，符合围围岩变形性性质，初期期支护结构构工作状态态正常，围围岩基本稳稳定。施工工全过程处处于安全、、稳定、优优质的可控控状态，克克服了多处处溶沟、溶溶槽、溶隙隙、溶洞、、塌方等不不良地质状状况，也克克服了该区区群洞效应应引起的不不良安全状状况，完成成世界上第第一大隧道道式锚碇，，得到业界界各方的好好评。型钢拱架应应力监测成成果：左、右洞型型钢拱架大大部分处于于受压状态态。最大压应力力值91.15MPa，最大拉应应力值为7.7MPa。拱架应力和和变形均处处于安全范范围以内；；2、隧道锚施施工2.4锚体施工锚体结构图图2、隧道锚施施工锚固系统布布置图2、隧道锚施施工施工关键点点：预应力管道道精确定位位分层浇筑、、分节支撑撑、分段接接管、实时时监控大体积混凝凝土温控锚塞体和散散索鞍支墩墩都是大体体积混凝土土，混凝土土施工前进进行行专题温控控设计，采采取有效的的控制措施施，确保混混凝土不产产生有害裂裂缝。2、隧道锚施施工分层绑扎锚塞体钢筋锚固系统定位架分层安装分层架立锚塞体模板

施工准备分层浇筑锚塞体砼

锚塞体预应力施工主缆索股锚固连接构件安装锚塞体施工工工艺流程程施工流程：：2、隧道锚施施工定位架2、隧道锚施施工定位架2、隧道锚施施工锚塞体砼施施工分层分层编号分层厚度（cm）砼数量（m3）1600585.02300713.03300836.943001356.65200909.06200923.57250081.983001187.193001072.810300963.611300860.112300754.013557.3830.52、隧道锚施施工温控措施2、隧道锚施施工温控