(山西路橋第一工程有限公司,山西 太原 030000)
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(shù),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(tái)階開挖法,通過有軌礦車實(shí)現(xiàn)隧洞出渣;錨塞體隧洞為錨桿與鋼結(jié)構(gòu)拱架實(shí)現(xiàn)支護(hù);大體積混凝土為水平分層澆筑模式。
該隧道洞內(nèi)管線分布主要包括接風(fēng)管、排水管、動(dòng)力線路及高壓水管等。其中送風(fēng)管為軟質(zhì)風(fēng)管,設(shè)于邊墻一側(cè),與之相連的為高壓水管和排水管等設(shè)備,同時(shí)在隧道洞內(nèi)的另一側(cè)墻設(shè)置動(dòng)力線路和照明線路。
首先,隧道洞內(nèi)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(fēng)管的安裝需與地面保持一定距離(離地4.5m),而動(dòng)力線路與地面的距離為4.0m。
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(yīng)選擇隧洞上方設(shè)置截水溝,同時(shí)基坑內(nèi)部設(shè)置排水溝,控制地表水流入。同時(shí),在基坑內(nèi)部應(yīng)建立集水井,通過水泵及時(shí)排出積水,建立一套可行的隧洞外部集水與排水系統(tǒng)。
2.隧道洞內(nèi)排水
沿隧道洞內(nèi)側(cè)墻設(shè)置排水溝,并在隧道洞內(nèi)前錨室與后錨室端部設(shè)置集水井,利用水泵及時(shí)地排出積水,建立有效的隧道洞內(nèi)截水與排水系統(tǒng)。
隧道洞口開挖之前開展超前支護(hù),在超前支護(hù)的輪廓外側(cè)建立1.2m護(hù)拱。該隧道洞口護(hù)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。
該隧道洞內(nèi)集渣與出渣等主要選擇挖掘機(jī)作業(yè)方式,利用有軌礦車實(shí)現(xiàn)出渣運(yùn)輸,最后通過自卸卡車運(yùn)輸至指定場所。
該隧道工程隧洞開挖選擇了“機(jī)械+人工+爆破”相融合的施工模式。因?yàn)樽笏矶磁c右隧洞之間的距離較短,為了防止彼此影響,隧洞掘進(jìn)施工必須錯(cuò)開。同時(shí),在隧洞開挖施工中必須嚴(yán)格貫徹“短開挖”“快支護(hù)”“爆破規(guī)模嚴(yán)格把控”的基本原則,進(jìn)一步提高隧洞圍巖支護(hù)強(qiáng)度,防止造成隧洞圍巖擾動(dòng)。該隧洞開挖工程先開左隧洞,選擇微臺(tái)階開挖施工方式,將前錨室劃分成上臺(tái)階、中臺(tái)階及下臺(tái)階,分臺(tái)階開挖施工。由于全斷面開挖施工方式斷面較大,且支護(hù)難度系數(shù)高,為保證錨塞體與后錨室圍巖的安全性和穩(wěn)定性,需選擇上臺(tái)階、中臺(tái)階及下臺(tái)階的分臺(tái)階開挖方式,各臺(tái)階的長度控制在2.5m~5m。同時(shí),必須注意當(dāng)爆破開挖結(jié)束后應(yīng)及時(shí)完成支護(hù)作業(yè)。后開右隧洞,同樣選擇開挖施工方式,主要分為3個(gè)微臺(tái)階6個(gè)部分分次爆破,最后一次性出渣。
隧洞前錨室和錨塞體的前段應(yīng)采用超前小導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)超前支護(hù),其類型是鋼花管,規(guī)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(huán)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。
爆破開挖隧洞成型后,需及時(shí)完成聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土噴射(厚度是4cm,級別是C35)。然后完成鋼支架和鋼筋網(wǎng)的有效安裝,并實(shí)現(xiàn)超前錨桿和小導(dǎo)管的注漿作業(yè)。最后依次噴射混凝土,直到混凝土厚度滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求,在噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)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(yīng)采用“I12鋼拱架+中空注漿錨桿+鋼筋網(wǎng)噴射混凝土”的模式實(shí)現(xiàn)初期支護(hù)施工,混凝土的厚度是30cm。
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(jié)構(gòu),難以通過隧道臺(tái)車實(shí)現(xiàn)二次襯砌施工,因此選擇腳手架實(shí)現(xiàn)混凝土的澆注施工。同時(shí),為防止二次襯砌混凝土發(fā)生開裂問題,應(yīng)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(yǎng)護(hù)措施。在混凝土澆注施工結(jié)束后,模板拆除時(shí)必須保證內(nèi)部與外部溫度差控制在18℃以內(nèi)。
1.前錨室
錨塞體施工結(jié)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(yīng)控制在8.0m左右,各段之間的接縫和隧洞軸線應(yīng)保證互相垂直,具體施工如圖1所示。
2.后錨室
在初期支護(hù)施工結(jié)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(fù)合襯砌鋼筋、預(yù)埋件的綁扎和安裝,由于后錨室的復(fù)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。
圖1 ?前錨室二次襯砌施工
圖2 ?錨塞體混凝土澆注技術(shù)規(guī)格
圖3 ?預(yù)應(yīng)力管道定位支架
該隧道工程中錨塞體沿隧道軸線長40m,設(shè)計(jì)了左錨塞體與右錨塞體。因?yàn)殄^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(dá)16885m3,被歸為大體積混凝土結(jié)構(gòu)范疇。為防止出現(xiàn)溫度裂縫問題,必須嚴(yán)格控制溫度應(yīng)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(shí)木模板需根據(jù)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(jù)標(biāo)準(zhǔn)層厚度20cm分層澆注,具體規(guī)格如圖2所示。
為保證錨固面和錨拉索相互垂直,需在預(yù)應(yīng)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(xué)放樣,將其加工為定型模板,同時(shí)完成標(biāo)號歸類。
該隧道工程的預(yù)應(yīng)力管和連接管為無縫鋼管,壁厚規(guī)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(jié)束后,錨塞體的內(nèi)部應(yīng)建立由角鋼焊接的預(yù)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(qū)別,對此需準(zhǔn)確計(jì)算角鋼長度,實(shí)現(xiàn)標(biāo)號堆放。在定位支架安裝施工結(jié)束后,需立刻開始錨墊板安裝施工。
散索鞍承臺(tái)大體積混凝土結(jié)構(gòu)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(yùn)輸至指定位置,最后泵送至施工點(diǎn)。為避免其結(jié)構(gòu)發(fā)生溫度裂縫,承臺(tái)需沿高度劃分為4層完成澆注施工。
橋梁隧道錨施工通過綜合考察與科學(xué)規(guī)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(zhì)按量實(shí)現(xiàn)了隧道錨旋施工,為懸索橋梁施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。