特大隧道式锚碇开挖及支护施工技术.docVIP

湖北省沪蓉西高速公路第16标四渡河特大桥施工阶段宜昌岸锚硐围岩工程地质勘察研究报告 湖北省神龙地质工程勘察院 第 PAGE 5页 共12页 总第 PAGE 5 页 四渡河特大桥隧道式锚碇开挖及支护施工技术 （路桥华南工程有限公司） 摘 要：本文重点介绍沪蓉西高速公路四渡河特大悬索桥隧道式锚碇开挖及支护施工技术，为国内外尚未成熟的隧道式锚碇在以后的施工中提供借鉴。 关键词：隧道锚碇 开挖 科研 施工技术 前言 悬索桥作为一种大跨河谷的桥型，具有其它桥型无法相比的大跨度优势，目前正在被大力推广及应用。而作为新兴的桥型，其施工技术也有待成熟和完善。悬索桥的锚碇有重力式及隧道式锚碇两种。而重力式锚碇，由于其土石方开挖量大，砼方量相应较大的不利因素影响，因此，在西部大开发的大环境下，针对西部特有的山区围岩较好的优势，隧道式锚碇的优化设计及科学化也是备受桥梁界关注。隧道式锚碇的开挖和支护具有常规隧道施工的特点，但又有着与常规隧道施工不同的地方-——倾斜且为变截面这一特定的结构形式，且具有较高的设计要求，使其施工难度远大于一般隧道的施工。 四渡河特大桥所处区域地质为典型的岩溶地质，结合祥勘地质数据，该桥宜昌岸设计采用隧道式锚碇，为了更好地将科技与实践的有机结合，成功地完成了国内目前最全面的模型拉拔试验，为优化设计变更提供了数据依据；也是第一次较完善地采用地质雷达，对隧道式锚碇开挖断面周围围岩进行探测，为围岩加固提供了科学依据；为了长期监测该桥的健康营运情况，隧道锚增设了健康监测设备，该部分设备正在随施工的进展而同步进行安装。 桥址所处位置为深切峡谷，地势陡峭，坡度达80°，桥面至谷底有500多米的高差。在隧道式锚碇的正下方约23米处为八字岭公路隧道，该区域地质围岩发育皆为与桥轴线呈25°竖向发育，岩层厚为30～50cm不等，裂隙较发育，为典型的岩溶地质，该隧道式锚碇的开挖坡度大，施工难度也随坡度的增大而变的十分困难 工程概况 四渡河特大桥宜昌岸锚碇设鞍室、锚体及后锚室三部分。锚碇开挖最小断面为9.8×10.9m，最大开挖断面为14×14m，洞轴线水平方向倾角为35°，洞斜向长度左锚为71.14m，右锚为66.2m，锚体都为40m，锚体后面设2.2m的后锚室，后锚室部分为水平开挖。整个锚碇开挖方量约为20400m3 鞍室及后锚室部分为恒截面开挖，锚体部分为变截面开挖，呈一喇叭形状，断面由小变大，尺寸各不相同，顶拱开挖坡度为33°，底板开挖坡度为37°，整个锚体为一急倾斜洞，开挖坡度较陡。 为了增大锚塞体与围岩的锚固应力，原设计较普通隧道增设了反向齿坎，每4m一道，一个锚塞体设置10道。齿坎尺寸为350cm×87.5cm，由于围岩裂隙发育，施工无法确保其齿坎尺寸，后变更设计为增设Φ32结构锚杆。 该锚碇的鞍室及后锚室部分的支护采用二次支护结合1mm厚EVA/ECB复合防水板（加300g/m2厚无纺布）及RH-5复合防水剂，初次支护为锚网喷加钢拱架柔性支护方式，二次支护为现浇钢筋砼支护，复合防水板及复合防水剂先于二次支护施工，二次支护设置纵横向排水管。锚体仅采取初次支护，且仅采用常规的锚网支护形式。在锚体开挖完成后，根据该典型的岩溶地质环境，在设计的要求下进行地质雷达、地质面波及地质CT探测，根据探测的结果进行4.5m（外露50cm）长的结构锚杆施工，以加强围岩的稳定性及增强锚体的受力能力。 开挖支护施工 四渡河特大桥宜昌岸隧道式锚碇开挖在开始阶段分上、中、下三个台阶开挖，施工过程中，由于该锚碇正处于公路隧道的正上方且竖向距离仅约23m，考虑到开挖爆破的相互影响，惟恐对结构间围岩造成扰动，将中下台阶合并成一个台阶开挖，以减少爆破次数，并形成一个10～15长的水平工作平台。整个拱圈部分为一个上台阶，开挖过程中先对上台阶超前引进，直墙部分落后4.5M跟进，开挖时采用短进尺钢拱架和锚网喷支护紧跟随的形式进行施工。工作面布置形式如图1所示。 图1锚碇开挖工作面示意图 锚碇的整个开挖均采用微台阶光面爆破开挖法。上台阶高度为3m（即整个拱部），每个循环为1.5m，上台阶在掘进4.5m后，开始中下台阶的开挖，中下台阶开挖的每个循环为3m，即在整个工作面展开后，上台阶在第二次循环钻孔时，同时进行中下台阶的钻孔布炮。 每个循环爆破后，立即进行危石及松动围石的清理，然后进行下一断面的控制测量，一为检测本次循环爆破的效果，二为下一循环的施爆布孔进行指导。在测量后，辅助风镐对个别未达到开挖尺寸的位置进行修整，以保证开挖尺寸。在保证了开挖尺寸后，即进行初喷5cm砼封闭围岩，防止围岩的进一步风化及保证施工安全。并开始下一步的锚网喷及钢架的安装架设。 整个锚碇设1.2m（横向）x1.0m（纵向）间距的Ф22钢筋锚杆，锚杆单根长为3m，在鞍室部位后