淺談淺埋偏壓隧道錨索施工

摘要：通過對大源1#隧道錨索施工實例，系統地介紹了淺埋偏壓隧道錨索施工技術及施工中應該注意的事項，確保了隧道安全順利的貫通。

關鍵詞：淺埋偏壓隧道；錨索；施工技術

1.工程概況

樂昌至廣州高速公路T3合同段大源1號隧道左洞起訖里程ZK32+222～ZK32+312，全長90m，右洞起訖里程YK32+243～YK32+282，全長39m，位于廣東省樂昌市大源鎮。隧道洞口地形較陡，邊仰坡穩定性較差，受施工干擾易滑塌，該隧道的特點為淺埋、偏壓、小凈距、強風化。洞口局部上覆坡積含碎塊石的粉質黏土，偶夾碎石土層，厚度小于2.0m，主要巖土組合為粉質黏土、強風化淺變質砂巖夾板巖；隧道巖石裂隙發育，巖體破碎，完整性差，圍巖分級為Ⅴ級，成洞條件較差，圍巖易坍塌，處理不當可能出現大體積坍塌及冒頂。裂隙發育，不利于邊坡穩定，邊坡施工易產生掉塊、坍塌；頂板后0～34.2m， 左右線測設線之間間距為13～15m

該隧道曾于2012年3月開始施工，也正是由于其自身的特點——淺埋、偏壓、小凈距、強風化，該隧道多次停工，業主、設計院、監理單位及我們施工單位多次采取措施對其進行加固處理，也曾要它變為路基，但經過一系列的討論研究、方案比選與論證，最終還是采取加固措施進行隧道開挖，在左右洞偏壓側增加22根樁基，樁基之間設置樁板墻，左洞出口地表增加21根錨索，左右洞地表增加5m長的地表錨桿，在有管棚處依然設置超前小導管，以確保隧道開挖的完全。

2.技術參數

大源1#隧道左洞出口，共設錨索21根，起止里程為ZK32+305.31～ZK32+290.31，21根錨索的覆蓋范圍為：長16.38m，寬6.38m；沿線路方向布置3排，每排7根，共21根，每根長30m，由于位于半山腰上，而吊車又不能將所用的設備材料吊到位，因而只能用人工進行搬運。

預應力錨索采用4φj15.24高強度低松弛鋼絞線，鋼絞線標準強度不小于1860MP，每孔設計錨固力為500KN，對應采用OVM15-4型錨具。錨頭采用C25混凝土封閉，錨墩采用C30鋼筋混凝土澆筑，錨墩為正四棱臺型上口寬0.8m，下口寬1.38m，封錨頭后上口為38cm的矩形。錨墊板尺寸為22cm*22cm，厚度為3cm。

3.預應力錨索施工方法

3.1施工工序

每根錨索施工工序為：1整理坡面→2測放孔位→3鉆孔→4清孔→5錨索制做安裝→6注漿→7錨墩制作→8張拉鎖定→9封錨。

3.2施工方法

3.2.1整理坡面：錨索施工前先將修整坡面，將坡面的雜草及虛土清除，對超挖較少的地方用土回填并夯實，對超挖較多的地方用漿砌片石回填，修整后坡面平順。

3.2.2測放孔位： 根據設計圖紙進行放線，確定錨索的孔位，拉線量出每個錨孔的位置，孔位誤差不得超過±50mm。

3.2.3鉆孔：根據錨固地層的類別、錨索孔徑、錨索深度、以及施工場地條件等采用不同的鉆孔設備，但是鉆孔必須采用風動干鉆法，嚴禁采用水鉆。利用φ50mm腳手架桿搭設平臺。錨索孔鉆進施工，搭設滿足相應承載能力和穩固條件的腳手架，根據坡面測放孔位，準確安裝固定鉆機，并嚴格認真進行機位調整，確保錨索孔開鉆就位縱橫誤差不得超過±50mm（錨索長度為L+0.8m，L為錨孔長度），錨索與水平面的角度為30度，巖隧道橫斷面方向，鉆孔速度根據使用鉆機性能和錨固地層嚴格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。鉆進過程中對每個孔的地層變化，鉆進狀態（鉆壓、鉆速）、地下水及一些特殊情況作好現場施工記錄。如遇塌孔縮孔等不良鉆進現象時，須及時作好現場施工記錄，鉆孔孔徑、孔深要求不得小于設計值。

3.2.4清孔：錨索表面的清潔、清孔達到要求是影響錨索成功的關鍵，清孔機具必須有足夠的功率來確保清孔的質量，清孔前必須報檢，清孔后技術員驗收合格后方可經行下一道工序。

3.2.5錨索制作與安裝

a.錨索材料采用高強度、低松弛預應力鋼絞線，單根錨索由四股φ15.2mm預應力鋼絞線組成，強度1860級（要求順直、無損傷、無死彎），單錨索設計錨固力500KN，錨固端采用OVM15-4錨具。擴張件用10mm厚鋼板或橡膠板制作，外徑φ110mm。

b.錨固段必須除銹、除油污，按設計要求綁扎架線環和箍線環（箍線環采用φ8鋼筋焊接成內徑為4.0cm的園環，鋼絞線由其內穿過）；架線環與箍線環間距0.75m， 箍線環僅分布在錨固段，與架線環相間分布，自由段除銹后，涂抹黃油并立即外套波紋管，兩頭用鐵絲扎緊，并用電工膠布纏封，以防注漿時漿液進入波紋管內。

c.錨索下料采用砂輪切割機切割，避免電焊切割。下料前，先將鋼絞線放置于水平地面，量測好鋼絞線長度后逐根切割，避免切割長度超出規范允許偏差范圍。

d.錨索安裝前，清孔質量必須有現場技術員驗收合格后方可經行。按設計將錨索與導向頭、注漿管固定好，然后一起插到孔底，再按要求提起30cm，保證導向頭距離孔底的距離滿足設計要求。

3.2.6注漿：

錨索孔內注漿M30水泥砂漿，水灰比0.45，灰砂比1∶1，砂漿體強度不低于30Mpa。采用從孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力不小于0.6 Mpa，并應與錨索拉拔試驗結果一致。當砂漿體強度達到設計強度80%后，方可進行張拉鎖定。

3.2.7錨墩制作

用φ80mm、長720mm的薄壁鋼管插入孔口內，鋼管用人字型鋼筋進行固定，且要使鋼管軸線與錨索孔軸線重合，孔外部分與錨墩混凝土頂面平齊，并預留注漿孔和排氣孔。定位鋼管與鋼墊板正交焊接后，綁扎錨墩鋼筋、立模，然后澆筑C30混凝土。澆筑前注意不要堵塞預留的二次補注漿所用進漿管和出漿管。澆注時錨索必須與錨墩頂面垂直，墊板的平面與錨索的軸線垂直，以保證施加張拉力方向的正確。錨墩施工極其艱難，混凝土方量小，工人覺得賺錢少，但錨墩要求基本與鋼絞線垂直，要求混凝土的塌落度要小 ，才能做出斜坡，在山坡的小平臺上人工攪拌混凝土，然后人工小簸箕搬上去，五六個人一天干的滿頭大汗，才能施工兩三個錨墩。

3.2.8張拉鎖定

a.索框架放線時，按豎肋對應公路里程放線，并使豎肋投影垂直于路線，橫梁與豎肋垂直，每片框架上的錨索孔應以第一根豎肋最上部的孔為基準，（按錨索框架結構圖確定），然后再確定其余孔位，第二根豎肋的上、下自由端長度可根據路線縱坡進行確定。

b.砼墊板強度大于22MPa后方可施加錨索預應力。錨索張拉作業前必須對張拉設備進行標定。正式張拉前先對錨索進行1～2次試張拉，荷載等級為0.1倍的設計拉力。錨索張拉時用設計預應力值的1.05～1.1倍進行預張拉，最后按設計值鎖定。

3.2.9封錨

補充張拉后立即進行封孔注漿，注漿后從錨具量起，留出長30mm鋼絞線，其余部分截去，然后按照設計尺寸，用砼對錨頭進行封錨。待坡面整治完畢并清理后即可對錨頭刷漆并在其上噴涂錨索編號。

4.結束語

該隧道施工難度大，施工成本高，影響全線的工期，通過各參與單位的討論研究，最終采取錨索、地表錨桿、樁板墻等對隧道加固處理的方式，節約了成本，縮短了工期，確保了隧道的順利貫通。

參考文獻：

[1] 中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技術規范（JTG F60-2009）.

[2] 唐大雄、李天斌.工程巖土學.北京：地質出版社.

[3] 李永林、李天斌、王蘭生 隧道圍巖大變形類型與機制研究2004

[4] DL/T 5083-2010 預應力錨索施工規范

作者簡介：

黨飛鵬，男，1984.10，助理工程師，土木工程專業道路橋梁方向。