1工程概况金沙江大桥是一个大跨度的悬索桥,该桥隶属于G4216高速公路网项目中。该桥桥位起点桩号为K113+918~K115+599,设计采用华坪岸引桥(6×41 m)+单跨钢桁架悬梁(1 386 m)+丽江岸引桥(1×40 m)构造,主桥主跨为单跨简支钢桁架加劲梁悬索桥,长度有1 386 m。在引桥的设计中采用分幅设置,引桥使用的钢板存在差异,如华坪岸及丽江岸的引桥,其钢板采用6×41 m及1×40 m的钢板组合。两个引桥在锚碇的设计中采用隧道式锚碇,锚室采用左右两侧设计,在锚碇中有4个部分组成,分别为前锚室、锚块、后锚室、散索鞍。除了散索鞍外,前锚室半部分露出地面外,其余均埋入地下。主缆索股拉力主要的承受载体为锚塞体,通过锚固系统进行传递,散索鞍可承接散索鞍向其传递的压力。2锚洞掘进关键技术2.1掘进施工针对掘进施工,在锚洞洞口进行工作坑的开挖作业较为关键,锚碇利用仰坡开挖的方式,同时按照维护排水的边坡防护措施,自上而下,开挖、防护同时进行,挖一级护一级,依次交替进行。开挖方式根据开挖深度与岩性情况进行选择,可采用挖掘机等机械掘进,无法使用机械设备,可采用小药量松动爆破开挖。针对边坡的保护,可使用预应力锚索框格梁、挂网喷锚支护,在此过程中需要按照自上而下的顺序逐级削坡,完成一级削减相应的锚固一级,并设置碎落平台与截水沟,以避免施工期间地表水流入工作坑。洞口应与场地平整相结合,可方便工作人员进行安装卷扬机及出渣的活动。为了保证隧洞的正常施工与锚碇的施工平台相一致,需要优化锚碇洞口开挖、防护原设计,以开挖线散索鞍基础顶部为准,同时需要将隧洞前方挖除。2.2锚室开挖施工通过查询勘测的地质资料可知,金沙江大桥两岸的锚碇采用隧道式锚碇,该锚碇具备左右2个锚室,拥有4个组成部分,分别为前锚室、锚块、后锚室、散索鞍。前锚室隧道岩层为Ⅳ~Ⅴ级,主要运用短台阶法开挖;上台阶首先开挖,并一次开挖成形,再紧跟下台阶,台阶的长度为3~5 m。可采用风动凿岩机进行钻孔,通过人工进行装药,装药成功后挖掘机立即后退,待挖掘机到达安全位置时,在启动引爆。如果施工对象为已开挖后的断面,施工团队应立即利用打锚杆、挂钢筋网、初喷混凝土等施工工艺进行施工。为了防止岩石收敛过快而坍塌,需要及时封闭开挖后的岩石面,应迅速安装钢拱架,并连接钢筋,稳固锁脚锚杆,使钢拱桥受力均匀。之后再进行二次复喷,使喷射的混硬土达到设计标准。锚塞体与后锚室隧道岩层存在差异,其分别为Ⅳ、Ⅲ级,可采用全断面开挖,在开挖过程中应采取台阶开挖法,根据开挖断面分3~5个台阶,长度为3~5 m。在考虑对中、下台阶的开挖形式时,采用左右分开开挖,在开挖的施工中,锚室采用的循环进尺为1~1.5 m。2.3爆破控制单个锚室各部分截面尺寸不同,锚塞体断面尺寸前后变化较大,选择一个断面的锚塞体进行爆破控制,剩余的断面可根据相应的设计进行局部调整。根据隧道穿越围岩的紧固系数、岩石纵波波速等,可确定钻孔机械采用气腿式凿岩机,孔径与孔深分别为50 mm、5 m,深孔爆破孔径40 mm。选择具体的爆破器材时,岩石乳化炸药采用2#,导爆管雷管采用国产的Ⅱ系列非电毫秒延迟。在爆破过程中,应充分重视控制总装药规模、单一段的最大用药量,整体应控制在0.2 kg/m以内。2.4喷锚与衬砌施工根据设计与施工规范的原则,锚洞在爆破后需要及时清理场地,并立即进行初期支护,在初支中可采用中空锚杆(L=3.5、6 m)、砂浆锚杆(L=3.5、6 m)与网喷混凝体结合的方式,钻孔显示隧道围岩完整段与破碎带交错出现。开挖隧道时,为了保证施工安全,可采用超前导管注浆,并与型钢支架组成支护系统。支撑钢架应使用闭合式的钢支架,喷射混凝土采用湿喷机(TK-96),并按照湿喷工艺进行施工,混凝土采用C30聚丙烯合成纤维进行喷射,在开挖后进行初喷混凝土(厚度3~5 cm),再根据实际情况进行复喷,喷射由S形自上而下运动,距离设置为0.8~1.2 m。其应与岩面呈垂直角度,在喷射过程中,应注意其喷头处的用水量。针对二次衬砌施工,施工位置位于前后锚室,并在初期支护的基础上进行防水板、土工布等防水设置。隧道周边水平收揽速应低于0.2 mm/d,底板与拱顶垂直位移速度应小于0.1 mm/d,虽然垂直位移速度出现了明显的下降,但稳定性较为稳定。针对隧洞的二次衬砌采,该施工工艺可选用C30聚丙烯,以形成纤维喷射混凝土,并对衬砌厚度提出了较高的要求,厚度为45 cm。在二次衬砌施工中,可采用支架模板方案进行混凝土浇筑,支架为满堂脚手架,将其立柱与底板垂直,纵向水平杆可抵住前锚面混凝土,前锚室二次衬砌完成后方可拆除。3锚塞体施工关键技术3.1锚塞体模板及支架系统锚塞体模板由前、后锚面模板与前后锚面槽口构成,模板采用组合钢膜,后锚面平面布置间距为40 cm×40 cm,立杆步距为120 cm,以脚手管满堂脚手架进行支撑。前锚面模板利用后锚面模板,在前锚面下层混凝土内,每横向间隔100 cm预埋直径为22 mm的圆钢,作为前锚面模板的拉杆。预应力锚固位置应与前锚面模板预埋螺丝错开,水平加劲肋为[槽钢6.3,间距为30 cm,竖向加劲肋为[槽钢20a,间距为80 cm,可利用螺丝工具连接相邻的模板。定型模板应采用6 mm的钢板,以保证模板空间尺寸的精密度,尤其是前后锚面槽口。施工要求模板顶面和钢束的角度应始终维持垂直90° 。槽口与锚的垫板可通过螺丝进行连接,前锚面槽口应固定在前锚面模板上,后锚面槽口应固定在后锚面模板上,并填充间隙处,提高面板的整体刚度。在固定位置的预埋管及链接管均可采用8 mm的无缝钢管,避免采用手工制作的方式。工作人员应采用密封的方式处理钢管的焊接头,且应保证拉索预埋管的连接质量。3.2锚塞体预应力管道定位锚洞内预应力管理需要按照6 m一节进行现场焊接安装,每根管道均需要7节管。施工中应严格控制槽口模板等设施的位置,可降低施工误差,具体预应力管道在安装过程中允许出现的误差范围如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.10.068.T001表1预应力管道安装允许误差范围项目允许误差管道坐标梁长方向30梁高方向10管道间距同排10上下层10mm需要结合实际情况进行预应力管道的定位工作,且应在定位板上的中心位置上仔细对钢束进行测量,并将作为核心、中心,应力钢管半径应大于5 cm,并标出三条直线,分别通过半圆的左、右、下标识通过圆心的直线,并在端点进行标识,同时将其插入锚垫板内,不断调整钢管位置并进行反复校核,使最上端的钢管位置达到施工规定要求。与此同时,须明确固定管与焊锚垫板位置,并提前调整锚垫板方向,方可进行固定工作。3.3锚塞体混凝土浇筑施工锚塞体混凝土浇筑工艺的前锚段(4.5 m范围内)与后锚段(1.5 m范围内)采用C40微膨胀混凝土,其余采用C40膨胀混凝土。锚塞体最低点与洞口应具有54.8 m的落差,在此过程中,混凝土会出现离析现象。在施工过程中应控制原材料、混凝土搅拌质量、运输时间等。在浇筑环节中可通过布置冷却水管控制温控锚碇,可采用分层的实施工艺进行混凝土浇筑。在施工过程中,应制定完善的温控措施,确保混凝土内外部的温度差异低于25 ℃,可为锚塞体混凝土浇筑的顺利施工提供支撑。4结语从施工角度来看,隧道锚与普通隧道的施工过程存在差异,隧道锚应及时解决掉洞内坡度陡、机械进洞等问题。在实际的施工中,应加强控制岩体的稳定性、安全性,通过相应的措施降低对岩体的扰动。出渣运输系统的稳固使用,需要使用洞内的大坡道与频率变坡,可减少对相应工序的干扰,锚碇施工需要遵照其工艺流程,并结合实际情况进行施工,以保障锚碇施工的质量。
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