公路隧道洞口錨索防護(hù)施工技術(shù)

1、公路隧道洞口錨索防護(hù)施工技術(shù)海外項(xiàng)目總承包施工通常面臨在國(guó)內(nèi)所意想不到的一些困難，尤其是在相對(duì)欠發(fā)達(dá)的非洲阿爾及利亞進(jìn)行高等級(jí)公路工程施工。必要的機(jī)械設(shè)備保障不足，材料供貨周期長(zhǎng)，執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、過程驗(yàn)收理 念差異性大，高素質(zhì)專業(yè)人才欠缺等等都是項(xiàng)目施工過程中所要克服 的難題。一般的項(xiàng)目從前期準(zhǔn)備到進(jìn)場(chǎng)至少需要 36個(gè)月時(shí)間，加 上阿爾及利亞510月為旱季，11月至來年4月為雨季。按照傳統(tǒng) 的施工方法，逐級(jí)刷坡，逐級(jí)施工錨索，錨索注漿完成后再施工錨索 框架梁的施工順序，基本不能按照計(jì)劃目標(biāo)完成。一是因?yàn)檫M(jìn)口設(shè)備 材料的采購(gòu)不能及時(shí)交付到位；二是無法在雨季前完成邊坡防護(hù)，雨 季進(jìn)行邊坡開挖及防護(hù)施

2、工安全風(fēng)險(xiǎn)加大。因此進(jìn)行必要支護(hù)技術(shù)創(chuàng) 新，滿足進(jìn)度和安全的要求成為項(xiàng)目順利開展的關(guān)鍵。1工程概況阿爾及利亞南北高速53km公路T2隧道設(shè)計(jì)為分離式雙線隧道， 隧道為雙向六車道，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h,左線長(zhǎng)2418m右線長(zhǎng)2432m 總長(zhǎng)4850m為阿爾及利亞目前在施最長(zhǎng)的公路隧道。T2隧道出口左 洞和右洞之間平面距離26m為小間距隧道。洞口處是較大的不穩(wěn)定 坡體，坡度較大，傾角3040° ,表層坡積土厚度較大，坡體材質(zhì) 為砂質(zhì)礫石，穩(wěn)定性差，隧道洞口施工勢(shì)必會(huì)開挖坡腳，形成高陡臨 空面，坡腳應(yīng)力集中，加之該處巖層傾向坡外，為順層邊坡，結(jié)構(gòu)面 不利于邊坡穩(wěn)定，在降雨、擾動(dòng)等不利條件下

3、易產(chǎn)生滑塌甚至工程滑坡，嚴(yán)重威脅此段路基及隧道洞口的施工安全。在詳細(xì)分析 T2隧道 洞口的地質(zhì)情況基礎(chǔ)上，項(xiàng)目部采取四級(jí)仰坡洞口防護(hù)設(shè)計(jì)， 采用兩 級(jí)錨索框架梁、土釘墻、雙排抗滑樁、地表徑向注漿、錨噴防護(hù)及坡 腳反壓回填等組合坡面防護(hù)形式。綜合防護(hù)中的錨索工程屬于T2隧道出口洞口防護(hù)工程的一部分。共兩級(jí)錨索框架布置在洞口仰坡中 部，仰坡坡率均為1 ： 1,坡高9m錨索選用意大利DSI公司P2錨索 系統(tǒng)，主要采用8束 s15.2mm- 1860Mp就粘結(jié)鋼絞線式錨索，錨 索縱橫向間距均為2.5m,錨索長(zhǎng)度為3242m傾角為15°共計(jì)錨 索315束，總長(zhǎng)度11577m每?jī)韶Q肋錨索組成一組

4、框架組，計(jì)34組。 按照傳統(tǒng)的施工方法，先逐級(jí)刷坡刷出一排錨索作業(yè)空間， 然后施工 完首排錨索，待同平臺(tái)的五排錨索全部施工完成后，再整體施工錨索框架梁。但針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，面臨多重困難。主要鉆機(jī)短缺，錨索供 應(yīng)不及時(shí)的問題；施工場(chǎng)地狹小，框架梁與錨索施工交叉干擾大 ； 坡面無法及時(shí)封閉，排水系統(tǒng)無法完善，無法在雨季前完成邊坡防 護(hù)，施工風(fēng)險(xiǎn)大大增加。2框架梁施工要點(diǎn)2.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化在分析各種不利因素的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目部進(jìn)行綜合比選，最終確定 了較成熟的歐洲D(zhuǎn)SI公司生產(chǎn)的P2錨索系統(tǒng)，并根據(jù)實(shí)際裝備水平， 對(duì)該系統(tǒng)做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，將原系統(tǒng)錨索孔直徑由160mmM整為130mm通過張拉試驗(yàn)結(jié)果顯示，孔徑

5、調(diào)整后滿足設(shè)計(jì)要求。施工中將框架梁由半嵌入土體，變更為全部外露，壓住錨噴防護(hù)，以增加坡 面的穩(wěn)定性，同時(shí)極大的降低了施工難度，獲得了業(yè)主和監(jiān)理的認(rèn)可。2.2 工序調(diào)整為解決傳統(tǒng)的逐級(jí)刷坡，逐級(jí)施工錨索的方式，耗時(shí)長(zhǎng)，施工干 擾大的問題，對(duì)工序進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整：先施工截水天溝；然后至上而下 進(jìn)行仰坡刷坡，每刷一級(jí)進(jìn)行噴錨防護(hù)并完善排水系統(tǒng)后繼續(xù)往下刷 坡；繼續(xù)噴錨防護(hù)及完善排水系統(tǒng)，為兩級(jí)錨索框架梁施工提供作業(yè) 工作面。由于錨索作業(yè)缺乏鉆機(jī)及錨索等關(guān)鍵性資源，且框架梁施工 周期長(zhǎng)，后期施工對(duì)鉆孔干擾大，張拉作業(yè)需要框架梁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì) 強(qiáng)度70%B方可施工，因此框架梁施工先于錨索施工。2.3 施工組

6、織從側(cè)面修筑便道至兩級(jí)錨索平臺(tái)，便于大型機(jī)械 （裝載機(jī)、挖掘 機(jī)、混凝土罐車、輸送泵車等）作業(yè)。將兩級(jí)錨索平臺(tái)按照左線、右 線、兩隧道中間為施工段劃分作業(yè)平臺(tái)，然后段間平行、段內(nèi)流水進(jìn) 行框架梁施工?？蚣芰菏┕ね瓿珊箝_始錨索的鉆孔、裝索、注漿、張 拉、封錨作業(yè)。2.4 方法3.1 仰坡施工施工順序：隧道洞口頂部采用四級(jí)邊仰坡（二級(jí)錨索框架梁、一級(jí) 土釘墻、一級(jí)錨桿防護(hù)），施工順序，測(cè)量放線一邊仰坡范圍內(nèi)灌木 清除一開挖截水天溝一邊仰坡范圍內(nèi)清表（不小于50cm）臺(tái)階劃分 一分層開挖一分層支護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)平臺(tái)開挖高度。施工前先進(jìn)行測(cè)量放線，根據(jù)測(cè)量放線成果范圍進(jìn)行清表，并進(jìn)行排水設(shè)施施工。做好仰 坡

7、開挖輪廓線和截水天溝，以利截排水，相關(guān)的防滲漏工程要及時(shí)跟 進(jìn)，保證邊坡穩(wěn)定。土石方采用人工配合機(jī)械臺(tái)階法分層進(jìn)行開挖。 底部圍巖較硬段少量石方，采用破碎錘破碎裝載機(jī)裝延后直接作為洞 口作業(yè)平臺(tái)。開挖過程中經(jīng)常檢查坡角位置，防止超挖和欠挖；邊坡部位預(yù)留厚度不小于20cm的土層，采用人工配合機(jī)械進(jìn)行邊坡修整， 該工序要緊跟開挖進(jìn)行；施工中及時(shí)測(cè)量，開挖至邊坡平臺(tái)時(shí)，預(yù)留 不小于20cm的保護(hù)土層，待人工施做平臺(tái)及其上截水溝時(shí)開挖，表 面做成向外側(cè)4%勺排水坡。開挖完成至設(shè)計(jì)標(biāo)高后及時(shí)采用錨噴防 護(hù)，并打設(shè)仰斜排水孔。采用單層6, 15cmx 15cm鋼筋網(wǎng)片，噴射混凝土標(biāo)號(hào)R N3S仰斜排水孔長(zhǎng)

8、度630m3.2 框架梁施工錨索框架梁為受壓構(gòu)件，負(fù)責(zé)將錨具的集中荷載傳遞到巖面。 此 外，由于一般情況下孔中巖面不能保證與錨索軸線垂直，所以錨索框架梁還兼有調(diào)整巖面受力方向的作用。為了使錨索框架梁表面與錨索 軸線垂直，預(yù)先將一根外徑與鉆頭直徑稍大的 PVCf與墊板正交，固 定牢固。梁體及錨索孔的位置、間距、尺寸應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求在刷好 的坡面上進(jìn)行測(cè)放?？蚣芰翰捎肦 N35鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，澆筑前 必須將錨墊板固定在錨梁鋼筋上并預(yù)埋孔口 PVCf。每片框架梁（寬 度5m,沿坡面斜向長(zhǎng)12m）應(yīng)整體澆筑，一次完成，兩片梁之間設(shè)置 2cm的伸縮縫，縫內(nèi)用瀝青填塞。灌注前控制方向與錨孔方向一致，

9、擺放平整，再進(jìn)行澆灌、振搗，尤其在錨孔周圍，應(yīng)嚴(yán)格振搗，保證質(zhì)量。澆注框架梁硅要自坡腳開始向坡頂澆注，嚴(yán)格控制硅坍落度, 以免於向下流動(dòng)。錨墊板安裝必須與錨索垂直。3.3 鉆孔采用潛孔沖擊式鉆機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形搭設(shè)雙立柱式腳手架用于鉆 機(jī)行走及安放，鉆孔孔徑130mm深度應(yīng)超出錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.5m,以 防巖土屑沉落孔底而使孔深不夠；根據(jù)鉆進(jìn)情況和吹出的巖粉作好詳 細(xì)的施工記錄，主要內(nèi)容包括：巖性、巖體完整性；地下水、裂隙、巖 粉顏色、顆粒大小、數(shù)量、孔深、事故情況等。鉆進(jìn)中應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行高 壓風(fēng)吹孔，堆積層可采用填充粘性土進(jìn)行護(hù)壁，土夾石地層，可上下 來回掃孔，防止掉塊堵孔。鉆孔結(jié)束，拔出鉆桿鉆頭，

10、并用高壓風(fēng)清 孔，用土工布塞好孔口。特殊情況的處理：滲水：吹孔時(shí)吹出的都是一 些大顆粒而無粉塵，說明孔內(nèi)有滲水，巖粉已貼附于孔壁。此時(shí)若孔 深已夠，則注入清水用高壓風(fēng)洗孔，洗凈孔壁。若孔深不夠，為防止 巖粉堵塞鉆桿，應(yīng)立即停鉆，并拔出鉆桿，洗孔后再鉆。有時(shí)孔內(nèi)滲 水量大，吹出的是泥漿和碎石，只要沖擊器工作，可以繼續(xù)鉆，如果 沖擊器受淹不工作，應(yīng)采取壓力注漿堵水后再鉆。坍孔：鉆孔遇強(qiáng)風(fēng) 化巖層或巖體破碎帶時(shí)，常發(fā)生坍孔，坍孔的標(biāo)志是孔中吹出黃色巖 粉夾雜原狀的，非鉆頭擊碎的、非新鮮的、無光澤的石塊，這時(shí)應(yīng)立 即停鉆，拔出鉆具，壓漿固壁。注漿前用清水和高壓風(fēng)將孔內(nèi)泥漿洗 出，注漿壓力取0.4MPa

11、漿液為水泥玻璃雙液注漿，24小時(shí)后重鉆。3.4 制作錨索錨索由8股鋼較線、PVC套管、錨頭、波紋管、內(nèi)側(cè)重力注漿管、 外側(cè)重力注漿管及外側(cè)高壓注漿管等組成。 每束錨索按孔號(hào)編號(hào)，懸 掛對(duì)應(yīng)標(biāo)簽存放。3.5 安放錨索安裝前孔內(nèi)需用高壓風(fēng)再次清孔一次，并檢查錨索的內(nèi)外注漿管 是否通暢，最好在鉆孔結(jié)束后，立刻放入錨索，應(yīng)防止錨索扭壓、彎 曲、外部重力注漿管及高壓注漿管應(yīng)隨錨索一同入孔，注漿管頭部距孔底510cmi安裝完畢后，再檢查一遍注漿管是否暢通。3.6 錨索注漿首先采用重力注漿，先注波紋管內(nèi)部分，漿液由孔底注入，空氣 由錨索孔排出后，再注波紋管外部分，直至孔口返漿。重力注漿壓力 0.40.6Mp

12、a,漿液嚴(yán)格按照配合比現(xiàn)場(chǎng)伴制，隨拌隨用，漿液在初 凝之前用完，并不得混入雜物。3.7 張拉框架梁及漿液達(dá)到70%雖度后，可進(jìn)行張拉，大面積張拉前應(yīng)選 擇有代表性的23根錨索進(jìn)行張拉實(shí)驗(yàn)。張拉設(shè)備儀表應(yīng)事先進(jìn)行 標(biāo)定，張拉前在錨索頭部套入墊板和錨具，然后安放張拉千斤頂，軸 線與錨索軸線一致，張拉采用整體分級(jí)張拉的程序，每級(jí)穩(wěn)定10min, 為確保預(yù)應(yīng)力部分損失后不低于設(shè)計(jì)值，應(yīng)進(jìn)行超張拉。3.8 封錨張拉完成后，通過預(yù)留注漿管，管口距原砂漿面30cmi進(jìn)行封孔注漿，孔中的空氣由排氣管排出，要求孔中注滿漿液，然后從錨具 量起留5cm鋼較線，截去多余部分，外覆 8cm厚的細(xì)石硅保護(hù)層。4主要技術(shù)創(chuàng)

13、新點(diǎn)（1）在進(jìn)行鉆機(jī)及錨索等專用機(jī)械及特種材料組織的同時(shí)，逐級(jí) 刷坡，并施做錨噴防護(hù)，并完善排水系統(tǒng)，將兩級(jí)松散的坡面封閉成 一個(gè)整體。（2）將框架梁由半嵌入土體變更為全部外露，壓住已完成 的錨噴防護(hù)，不僅增加了坡面的穩(wěn)定性，也大大降低了施工難度。（3） 將框架梁的施工時(shí)間調(diào)整在錨索施工之前。 錯(cuò)開了等待鉆機(jī)和錨索的 時(shí)間，也避免了框架梁施工與鉆孔作業(yè)的交叉干擾，縮短了張拉的等待時(shí)間。（4）兩級(jí)錨索平臺(tái)按照左洞、右洞、兩隧道之間劃分為多個(gè) 作業(yè)面，并修筑便道，方便罐車、混凝土泵車、吊車等大型設(shè)備直通 作業(yè)平臺(tái)，各作業(yè)面平行流水作業(yè)，加快了施工進(jìn)度。5實(shí)施效果隧道邊坡防護(hù)工程于2014年6月開始破土動(dòng)工，至2014年12 月完成全部錨索注漿及張拉。經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理驗(yàn)收，完全滿足設(shè)計(jì)要求。 有效地避免了鉆機(jī)及錨索供應(yīng)困難對(duì)施工造成的影響， 成功地避開了 雨季施工，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，并將隧道進(jìn)洞節(jié)點(diǎn)工期提前 6個(gè)月。6結(jié)語(yǔ)阿爾及利亞南北高速公路 T2隧道出口防護(hù)工程是目前阿國(guó)隧道 洞口防護(hù)工程中技術(shù)含量最高的防護(hù)工程，包含由 315束長(zhǎng)3242m 長(zhǎng)錨索加34組框架梁組成的兩級(jí)防護(hù)，以及雙排30根25m的抗滑樁,地表注漿，土釘墻，錨噴防護(hù)以及坡腳反壓回填等組合防護(hù)形式。如 此規(guī)模的大型洞口防護(hù)工程，在中建的海外基礎(chǔ)設(shè)施