公路隧道錨索施工技術(shù)質(zhì)量控制要點

公路隧道錨索施工技術(shù)質(zhì)量控制要點四川省公路院工程技術(shù)有限公司 成都610000摘要：：蘭州至?？趪腋咚俟罚℅75）渭源至武都建設(shè)項目木寨嶺特長隧道施工中，引入了普通預(yù)應(yīng)力錨索替代中空錨桿來抑制隧道大變形，減少了初支變形和拱架拆換，保證了工程質(zhì)量進(jìn)度，取得顯著效果。本文就普通預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量控制要點，結(jié)合工程實例，從錨索加工、成孔、安裝、張拉、質(zhì)量檢測、驗收等方面開展質(zhì)量控制經(jīng)驗總結(jié)。關(guān)鍵詞： 木寨嶺隧道； 錨索施工； 質(zhì)量要點；概述1.1工法簡介隧道錨索施工技術(shù)是由設(shè)置于鉆孔內(nèi)，前端嵌入穩(wěn)定巖層中的鋼絞線與尾端夾具固定形成受拉桿體，前端錨固段采用樹脂錨固劑快速錨固，中部為自由端，采用黃油及橡膠包裹防腐，尾端通過鋼帶、鋼墊板、錨夾具實施錨固，作用在圍巖臨空面上，協(xié)同鋼拱架及噴射混凝土等措施組成初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)措施。通過施加高預(yù)緊力，對圍巖進(jìn)行反向約束，能夠在隧道圍巖發(fā)生大變形時抑制沉降、收斂變形，改善圍巖受力狀態(tài)，實現(xiàn)隧道軟巖大變形可控目標(biāo)。普通預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)主要設(shè)計參數(shù)為：錨索用普通防腐錨索，鋼絞線直徑21.8mm，強(qiáng)度等級1860Mpa;鉆孔直徑32mm，錨索長度為5m和10m兩種，間排布設(shè)，環(huán)向間距100cm,縱向間距160cm，正常斷面每環(huán)25根，，采用樹脂錨固劑端頭錨固；w型鋼帶材質(zhì)Q235，寬280mm、厚2.8mm，錨墊板為鋼板，尺寸300*300*16mm；錨索張拉力不小于300KN，錨索抗拔力不小于350KN。1.2項目概述渭源至武都高速公路定西段木寨嶺特長隧道全長15.2公里，設(shè)計有3個斜井，位于甘肅省定西市岷縣與彰縣交界。木寨領(lǐng)隧址區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，軟質(zhì)炭質(zhì)板巖為主，最大埋深629.1m，全隧V級圍巖，褶皺帶活動強(qiáng)烈，近東西走向斷層發(fā)育；3個背斜、3個向斜構(gòu)造、6處褶皺、12條斷層；地應(yīng)力主方向N34E，最大水平主應(yīng)力18.86MPa°Rc/omax值均小于4，屬極高應(yīng)力區(qū)；隧道融合了構(gòu)造交匯部位地應(yīng)力高度集中、活動斷層、強(qiáng)震活動、深埋非均質(zhì)軟巖大變形等各類風(fēng)險。圍巖主要是薄層狀灰黑色炭質(zhì)板巖，大部分圍巖扭曲嚴(yán)重，圍巖破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育；圍巖軟弱，斷層構(gòu)造明顯，層理呈壓扭性不規(guī)則狀；整體性差，自穩(wěn)能力弱，易掉塊坍塌、且易發(fā)生順層滑塌。木寨嶺隧道原設(shè)計按新奧法支護(hù)理論進(jìn)行設(shè)計，采用臺階法開挖，因為圍巖破碎松散、地應(yīng)力極大，導(dǎo)致初支變形剝落，拱架扭曲變形并侵限，施工進(jìn)度緩慢，其中2#和3#斜井總長3078m，施工期間共發(fā)生14處大變形，長度997m,占總長度32.4%，初支拱架拆換率分別達(dá)到30%和36%。隧道最大拱頂沉降214-513mm，最大累計水平收斂值637-1224mm。施工難度大、風(fēng)險高，項目施工進(jìn)度緩慢，高頻拆換也存在一定的安全隱患。錨索設(shè)計方案取消環(huán)向①25中空注漿錨桿，替換為普通預(yù)應(yīng)力錨索。施作錨索后初支變形絕大部分均控制在300mm以內(nèi)，極少數(shù)位于300?500mm，極大地扭轉(zhuǎn)了原來高頻初支拆換問題。普通預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程及質(zhì)量控制要點2.1普通預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝流程普通預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝流程：開挖后進(jìn)行必要的安全防護(hù)(如初噴、采用液壓支柱對掌子面進(jìn)行臨時支撐等)f確定錨索位置f鉆機(jī)就位，進(jìn)行鉆孔f清孔f安裝錨固劑…插入錨索f攪拌錨固f固定W型鋼帶f放置錨墊板f安裝錨具f張拉錨固f切割外露端錨索。2.2技術(shù)質(zhì)量控制要點材料準(zhǔn)備錨索規(guī)格型號、物理力學(xué)性能指標(biāo)外委檢測合格后，即可進(jìn)行錨索加工，按設(shè)計長度加上錨固端長度進(jìn)行下料，考慮到錨索張拉時千斤頂需要的自由工作長度，所以下料長度增加了30cm。鋼絞線的切割必須用砂輪切割機(jī)，不得采用電焊或用氧炔焰切割，且保證端頭平整，不得松散和滑絲。本項目錨索因中間端為自由端，且沒有注漿，為了保證鋼絞線耐久性，對鋼絞線先采用黃油包裹然后加橡膠套進(jìn)行保護(hù)的防腐工藝。為保證錨固質(zhì)量，減少油脂對錨固劑和鋼絞線連接影響，在下料切割后需對錨固端和張拉端進(jìn)行剝?nèi)ハ鹉z皮和除黃油工作，5m錨索剝除膠套長度1.2m,10m錨索剝除膠套長度1.6m,剝除端長度與設(shè)計的錨固端長度相符。隨后采用油脂浸泡和人工用紗布擦除的方式去掉黃油。技術(shù)人員需要對下料長度、錨索外觀質(zhì)量、錨固端及張拉端剝皮長度、錨固端黃油去除質(zhì)量進(jìn)行尺量和目測驗收。（2） 開挖后巖面存在部分松動、易掉塊傷人，需要作業(yè)人員對巖面進(jìn)行觀察，排危，確保作業(yè)人員安全。對于危巖松散易掉塊地段，采取必要的安全防護(hù)措施，如木支撐、掛網(wǎng)等防止鉆孔掉塊，技術(shù)人員應(yīng)同時要求安全員需要加強(qiáng)觀察和警界。隧道施工作業(yè)屬地下高危作業(yè)，一切的作業(yè)必須以保證安全為前堤，（3） 初噴后，技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計要求選擇鉆孔點位，并用紅油漆進(jìn)行標(biāo)注。為使錨索更好的發(fā)揮錨固圍巖作用，鉆孔時應(yīng)對巖層走向作出判斷，對錨索的鉆孔方向應(yīng)盡量與巖面垂直或盡可能與巖層大角度相交。對于鉆孔深度，允許誤差范圍為±100mm，鉆孔直徑為32mm，鉆孔結(jié)束應(yīng)進(jìn)行清孔，用風(fēng)槍吹掉浮渣和孔內(nèi)明水，如果遇到股狀或者線狀水，也可以將錨孔作為引水孔，在旁邊補(bǔ)打錨孔。錨固劑的安裝由2-3人配合用偏硬的塑料圓管頂住錨固劑依次緩緩送入錨孔內(nèi)，注意不能反復(fù)抽拉錨索劃破錨固劑，確保錨固劑全部送到孔底。需注意錨固段長度和錨固劑數(shù)量關(guān)系，本項目1.2m錨固段使用2360型錨固劑2只，1.5m錨固段使用2360型錨固劑3只，然后用錨桿鉆機(jī)，邊推錨索邊旋轉(zhuǎn)攪拌，攪拌時間控制在30?50s，需保證錨固劑攪拌均勻。。根據(jù)設(shè)計要求5m錨索錨固長度不小于1.2m,10m錨索不小于1.5m,在鉆孔安裝階段，技術(shù)人員主要是檢查鉆孔方向、現(xiàn)場清點錨索數(shù)量、鉆孔深度、尺量錨索下料長度、錨固劑數(shù)量是否與設(shè)計要求相符；選擇孔位盡巖面平整，有助于錨墊板和巖面緊貼，當(dāng)遇圍巖破碎有塌腔，打孔困難，或者孔位塌孔導(dǎo)至穿錨不成功，應(yīng)要求施工單位在具備作業(yè)條件時進(jìn)行補(bǔ)打孔，保證錨索施工數(shù)量與設(shè)計相符。（4）張拉階段本項目設(shè)計錨索張拉力為300KN，張拉機(jī)為MQ22-500/60型礦用錨索張拉機(jī)，配合穿心式千斤頂使用，設(shè)備最大張拉力為600KN，動力源為風(fēng)動。錨索與錨索間每三個或兩個采用W型鋼帶串聯(lián)；W型鋼帶布置與隧道掘進(jìn)方向垂直。安裝時鋼帶、鋼板盡量與巖面緊貼，使用張拉設(shè)備對錨索進(jìn)行預(yù)緊和張拉時，應(yīng)預(yù)留出足夠的錨固劑凝結(jié)時間，本項目在攪拌樹脂藥卷后15min上鋼帶、錨墊板再張拉錨索；張拉時，先對鋼絞線進(jìn)行預(yù)緊再張拉，直至張拉到大于設(shè)計力值并記錄。設(shè)計預(yù)緊力為300KN。施工完成后按規(guī)范頻率進(jìn)行錨索抗拔力檢測，按錨桿數(shù)1%，不少于3根進(jìn)行檢測。檢測結(jié)束用切割機(jī)進(jìn)行錨固端切除，長度為小于10cm。張拉力值和抗拔力符合設(shè)計要求是錨索對圍巖主動防護(hù)的關(guān)鍵，根據(jù)驗收標(biāo)準(zhǔn)，對張拉力值不夠、張拉時錨索移位失效的，在附近補(bǔ)打錨索，或者用張拉器將不合格的錨索拔出，然后用鉆機(jī)將原來的鉆孔清一遍，重新安裝錨索。必須確保錨索施工數(shù)量和質(zhì)量滿足設(shè)計要求。結(jié)束語1、 錨索施工后，根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，待初支沉降穩(wěn)定符合規(guī)范要求后，方可施作二襯。2、 本項目對錨索力值檢測，除了檢測張拉力和抗拔力外，還抽檢了部分錨索的錨下有效預(yù)應(yīng)力，檢測結(jié)果符合要求。3、 木寨嶺隧道圍巖地質(zhì)條件復(fù)雜，在錨索施作后，局部段落仍存在初支剝落和鋼拱架變形