1 工程概况
普立特大桥全长1040m,在普宣高速公路K11+233.807~K12+237.000处跨越普立大沟,是普宣高速公路控制性工程。普立特大桥普立岸锚碇采用隧道锚碇,隧道锚碇为双洞室,洞室结构为倾斜的倒喇叭形,锚碇混凝土总方量达14759.2m3,土石方开挖约29113 m3。隧洞沿主缆中心线方向长度为68m,其中前锚室长30m(包括9.659m长的变高截面和20.341m长的等高截面洞室),锚塞体为变截面楔形体长35m,后锚室长3m;主缆中心间距为26m。
2 隧道锚碇开挖
隧道锚碇纵断面呈倒喇叭形,隧洞坡度较大,倾角达42°,不利于大型机械作业,故采用小型机械配合人工施工进行开挖作业。按照“短开挖、弱爆破”的原则施工,采用风钻打眼,小药量预裂爆破,台阶法开挖,周边孔与锚碇设计开挖轮廓线相距0.5m,剩余部分由机械进行开挖及凿除,以确保周边围岩的整体性;采用矿车轨道法进行出渣施工,提高现场施工效率。隧洞边开挖边防护,做到挖一层,防护一层,开挖过程中及时做好施工监控工作,做到全面布点,及时进行边坡稳定观测和沉降观测,确保施工安全。
2.1 洞口开挖
普立岸隧道锚碇洞口表层岩层风化严重,且十分破碎,稳定性差。为确保开挖安全,在洞口开挖轮廓线外50cm处,沿开挖轮廓线采用单排小导管注浆进行预加固处理。小导管采用φ42×4.6mm的无缝钢管,长度3.5m,以5°~10°的仰角打入岩层。待注浆强度达到后,沿开挖轮廓线进行洞口开挖,开挖采用小药量预裂爆破微台阶法。台阶长1~2m,洞口段开挖长度5m。
图1 洞口开挖前预注浆及加固
2.2 锚洞开挖
本隧道锚碇0~30m(前锚室)为Ⅴ级围岩,31~44m(锚塞体)以Ⅳ级围岩为主,44m以下(锚塞体和后锚室)以Ⅲ级围岩为主,锚洞整体岩层较破碎,采用小药量预裂爆破台阶法开挖,起爆后开挖土石方,人工配合机械清帮及找顶后立即进行初喷4~5cm厚的混凝土,对开挖后的岩面及时进行封闭,防止岩石收敛过快发生坍塌。初期支护采用径向锚杆、钢筋网、钢架、喷射混凝土联合支护。
因锚碇岩层较差,每次爆破后需尽快完成出渣工作,以便及时进行已开挖部位的支护施工,防止隧洞坍塌。出渣方式采取机械有轨出渣,即矿车轨道出渣,在锚洞外适当位置安装绞车并搭设施工平台,施工平台与出渣轨道连接,轨道侧部预留自卸车停留空间,碎渣从底部运出后直接卸放至洞口施工平台的自卸车内,由自卸车运输至弃渣场,此出渣法极大的提高了隧洞内出渣效率,缩短了爆破后支护施工的间歇时间,确保了现场施工安全。
图2 矿车轨道法出渣实例
3 二次衬砌施工
普立岸隧道锚碇的二次衬砌仅布设于前锚室和后锚室范围。二次衬砌混凝土按照“从里往外、从下往上”的原则进行浇筑。混凝土采用输送泵泵送入模,插入式捣固器人工捣固密实。
前锚室二衬混凝土浇筑从里向外分8个施工段浇筑,每段长5m(沿主缆中心线方向);后锚室长3m,按1个施工段浇筑施工。每节段二次衬砌分两次浇筑完成,第一次浇筑底板混凝土,待底板混凝土强度满足要求后,在已浇筑的底板上搭设满堂支架,分别安装侧墙模板、拱顶模板和端头模板,进行第二次浇筑完成整环二次衬砌浇筑施工。
由于主缆索对温度湿度要求较高,为确保主缆索使用寿命,隧道锚碇衬砌对防水要求较高,衬砌每节段施工缝必须进行凿毛处理,并将表面浮浆和杂物清除,然后铺设净浆或涂刷混凝土界面处理剂、水泥基渗透结晶型防水涂料,再铺30~50mm厚的1:1水泥砂浆,并及时浇筑上层混凝土,同时在施工缝位置设置一条腻子型遇水膨胀止水条,遇水膨胀止水条应与接缝表面密贴,采用搭接连接,搭接长度10cm。(遇水膨胀止水条还应具有缓胀性能,7d的净膨胀率不宜大于最终膨胀率的60%,终膨胀率宜大于220%)
图3 二次衬砌施工实例
4 锚塞体混凝土施工
隧道锚碇锚塞体长35m,倾角42°,混凝土方量7413m³,属大体积混凝土。为使锚塞体与围岩充分接触同时避免浇筑施工后出现收缩与温度裂缝,锚塞体采用C30微膨胀抗渗混凝土,为抑制混凝土的收缩与龟裂、提高抗渗能力,在锚塞体混凝土中掺入聚丙烯纤维网。
锚塞体浇筑施工在高度方向上共分9个施工层(其中底层高6.5m,顶层3.72m,其他中间层高度均为3m),混凝土最大浇筑方量为1253m³。
混凝土施工采用输送泵泵送,水平分层布料,分成厚度控制在40cm,浇筑时前锚面模板设置进人洞及泵管孔洞,各层内按设计要求设置冷却管。安装时应保证管道畅通、丝口连接可靠,并通过通水试验,防止管道漏水、阻水。
在浇筑前后锚面混凝土时,搭设支架将锚具和槽口模板准确定位,然后方可浇筑混凝土。浇筑时保证混凝土振动密实,保证混凝土强度,振捣时振动棒严禁碰触预应力管道。
图4 隧道锚碇分层浇筑示意图 图5 锚塞体前锚面槽口模板定位施工
5 结语
本文结合云南普立特大桥施工过程中的实际情况,探讨悬索桥大坡度、大体积隧道锚碇开挖施工,在施工过程中采取了适当的可行性措施确保了隧道锚洞开挖过程中的安全和质量,同时采用矿车出渣法极大地提高了大坡度锚洞的出渣效率,缩短了施工工期。目前,普立特大桥已通车使用,各项指标均满足要求。
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收稿日期:2018-04-22
作者简介:周刚(1972-),男,江西瑞昌人,中铁大桥局集团第五工程有限公司高级工程师,中铁大桥局西南片区指挥部,驻昆明办事处副主任,研究方向:山区悬索桥施工。