■鮑慶偉 ■中國中鐵九局集團有限公司,吉林 吉林 132000
懸索橋也被稱為吊橋,大跨度懸索橋的受力體系較為復(fù)雜,纜索的幾何形狀主要由受力條件決定,為保證纜索與勁梁、吊桿、橋面之間形成平衡受力體系,并保障大跨度懸索橋的安全運行,則應(yīng)注意合理應(yīng)用隧道錨施工工藝[1]。本文結(jié)合實踐經(jīng)驗對大跨度懸索橋的隧道錨施工工藝進行了探討,旨在減小橋梁活載及防止橋梁出現(xiàn)撓度變形現(xiàn)象。
某大跨度懸索橋工程的主跨度為1000m,橋梁主體結(jié)構(gòu)為箱梁單跨度結(jié)構(gòu),隧道錨位于北岸,長度為68.7m,錨洞的下游及上游之間設(shè)置了分離裝置。錨洞洞室被設(shè)置為喇叭形,洞口較小,洞內(nèi)深度較大,洞口處為5.8m×5.3m,洞口內(nèi)部最深處為20.6m ×25.1m。對該工程的地質(zhì)狀況進行考察后發(fā)現(xiàn)懸索橋隧道抗壓強度均<6MPa,存在軟弱夾層及節(jié)理裂隙,隧道中濕度較大,在潮濕環(huán)境下隧道巖石軟化及風(fēng)化現(xiàn)象較為明顯,為了滿足建設(shè)需要,采用了隧道錨施工技術(shù)。
在掘進錨洞的過程中,本工程所采用的施工技術(shù)如下:先利用挖掘機清理洞口土段坡表面的積土,隨后對洞口邊坡進行修整。在平整洞口場地后,及時安裝好卷揚機,以方便出渣。清理干凈洞口的土段坡后按照設(shè)計要求修建洞門,同時準(zhǔn)備好進洞施工的機械設(shè)備。進洞后先進行人工掘進,每次掘進的長度為5m左右;如人工掘進困難,則采用鑿巖設(shè)備以短臺階法繼續(xù)向前掘進,在掘進時將臺階的縱向長度控制在3.5m~4.5m之間。如采用爆破施工工藝,則將循環(huán)進尺控制在1.0m左右,爆破時采用預(yù)裂爆破工藝;對于隧道中的軟巖部位,在爆破時盡量設(shè)置淺孔,并以短掘進及快支護的方法完成施工[2]。為保證順利運輸棄渣,本工程在前3個循環(huán)中實施無軌運輸,每次掘進后利用部分巖渣在隧道底部填成平面場地,從第4個循環(huán)開始采用有軌運輸方式,規(guī)矩為805mm。運輸棄渣的設(shè)備為5臺側(cè)卸礦車,礦車的容積為1.8m3,利用卷揚機將礦車提升到洞口,隨后在洞外10m處卸渣。
掘進施工完成后及時進行初期支護,先將基巖表面存在的松動巖塊清除,同時清掃巖面。完成上述工作后在掘進巖面噴射混凝土,在噴射混凝土?xí)r確保受噴巖面與噴嘴相互垂直,兩者之間的距離宜控制在1.0m~1.5m之間,注意按照螺旋狀軌跡勻速移動噴嘴?;炷恋暮穸葢?yīng)為6cm,以便將巖面封閉,封閉巖面后在錨洞中設(shè)置鋼拱架。確定鋼拱架處于牢固狀態(tài)后將鋼筋網(wǎng)綁扎好,利用錨桿支好鋼筋網(wǎng),繼續(xù)噴混凝土,當(dāng)混凝土的厚度為30cm左右時可停止施工。噴射施工結(jié)束后及時清理干凈拱鉸部位的回彈物,混凝土終凝2h后開始進行噴水養(yǎng)護,噴水養(yǎng)護的時間應(yīng)≥14d。完成洞身掘進工作后便可以進行襯砌施工,本工程采用的是分節(jié)澆筑工藝,在澆筑混凝土前需要設(shè)置防水層;先澆筑錨塞與錨洞的交界面,隨后逐節(jié)向上澆筑[3]。為增強襯砌的支護強度,在錨洞段的混凝土強度達到設(shè)計要求后利用注漿泵在襯砌背后進行注漿,注入的漿液為水泥漿,采用由下至上及由內(nèi)向外的注漿順序,并將注漿壓力控制在0.4MPa~0.6MPa之間,注漿速度為15L/min~25L/min。如在施工過程中發(fā)現(xiàn)注漿壓力達到0.6MPa或注漿孔中流出漿液,則可以停止注漿。完成注漿后將清水壓入注漿設(shè)備。及時清洗注漿管路。
在開始巖錨施工前先檢查鉆孔的孔深、地質(zhì)狀況、傾斜度、孔位及孔徑等是否符合要求,安裝錨索時先組裝好承載體、定位架及壓漿管等,隨后將錨索插入到錨孔中,須確保錨索進入巖體的深度>10.0m,安裝好錨索后及時密封管道及錨具的巖面端,以避免澆筑錨塞體的過程中出現(xiàn)漏漿或混凝土結(jié)構(gòu)位移現(xiàn)象。在進行預(yù)應(yīng)力體系施工的過程中本工程采用了定位架、鋼束及管道等設(shè)備,定位架由角鋼組成。在焊接定位架時采用豎向與橫向搭接工藝,連接圍巖與定位架后采用砂漿將錨孔壁與鋼筋之間的縫隙填充好。安裝定位架時先按照設(shè)計要求找出中心點,并在中心點周圍設(shè)置橫向及縱向錨桿,以確保定位架處于穩(wěn)定狀態(tài)。安裝好定位架后便可以進行管道施工工作。采用滿焊工藝連接管道,避免管道出現(xiàn)漏油、變形現(xiàn)象,且保證鋼束可以在管道中順利通過。在張拉錨索時采用分組張拉技術(shù),先張拉最長鋼束,隨后是次長束及標(biāo)準(zhǔn)束,正式張拉整束時分5級進行,第1級為荷載的25%,第2級為50%,第3級為75%,第4級為100%,第5級為110%。張拉好1級后先觀察15min左右,確認荷載滿足要求后再張拉下1級。完成5級張拉后鎖定2d,如2d后預(yù)應(yīng)力符合要求,則可封錨[4]。封錨后可在錨塞體中澆筑混凝土,本工程采用分塊、分層澆筑法,澆筑前將適量微膨脹劑加入混凝土中,以避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)硬化收縮現(xiàn)象,澆筑時采用直徑為100mm~120mm的振動器強化振搗,確?;炷两Y(jié)構(gòu)的密實性及均勻性達到設(shè)計要求。澆筑施工完成后需進行灑水養(yǎng)護。
綜上所述,隧道錨的施工質(zhì)量可對懸索橋的結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響,為了提高隧道錨的質(zhì)量,則應(yīng)注意合理應(yīng)用施工技術(shù)。在選擇隧道錨施工工藝的過程中需要結(jié)合工程地質(zhì)條件及設(shè)計要求,以便保證隧道錨能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用。
[1]韓建中,白濤,孫錦麗.論為橋梁及結(jié)構(gòu)工程安全、創(chuàng)新、發(fā)展服務(wù)的38SiMnVBE鋼技術(shù)數(shù)據(jù)平臺[J].城市道橋與防洪,2013(10):150-154.
[2]戰(zhàn)家旺,夏禾,張楠,盧洋.一種基于沖擊振動響應(yīng)分析的橋梁橡膠支座病害診斷方法[J].振動與沖擊,2013,32(8):153-157.
[3]楊京帥,雷景敏.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的橋梁安全監(jiān)測與評估關(guān)鍵問題研究[J].公路,2012(9):70-73.
[4]田豐,咸麗敏.兩港之脊,遠山的呼喚——兩港公路大治河橋梁工程中橋梁建筑專業(yè)的設(shè)計和研究[J].中外建筑,2013(6):87-88.