中铁十一局集团第一工程有限公司 湖北襄阳 441104
摘要：通过对大源1#隧道锚索施工实例，系统地介绍了浅埋偏压隧道锚索施工技术及施工中应该注意的事项，确保了隧道安全顺利的贯通。
关键词：浅埋偏压隧道；锚索；施工技术
1.工程概况
乐昌至广州高速公路T3合同段大源1号隧道左洞起讫里程ZK32+222～ZK32+312，全长90m，右洞起讫里程YK32+243～YK32+282，全长39m，位于广东省乐昌市大源镇。隧道洞口地形较陡，边仰坡稳定性较差，受施工干扰易滑塌，该隧道的特点为浅埋、偏压、小净距、强风化。洞口局部上覆坡积含碎块石的粉质黏土，偶夹碎石土层，厚度小于2.0m，主要岩土组合为粉质黏土、强风化浅变质砂岩夹板岩；隧道岩石裂隙发育，岩体破碎，完整性差，围岩分级为Ⅴ级，成洞条件较差，围岩易坍塌，处理不当可能出现大体积坍塌及冒顶。裂隙发育，不利于边坡稳定，边坡施工易产生掉块、坍塌；顶板后0~34.2m, 左右线测设线之间间距为13~15m
该隧道曾于2012年3月开始施工，也正是由于其自身的特点——浅埋、偏压、小净距、强风化，该隧道多次停工，业主、设计院、监理单位及我们施工单位多次采取措施对其进行加固处理，也曾要它变为路基，但经过一系列的讨论研究、方案比选与论证，最终还是采取加固措施进行隧道开挖，在左右洞偏压侧增加22根桩基，桩基之间设置桩板墙，左洞出口地表增加21根锚索,左右洞地表增加5m长的地表锚杆，在有管棚处依然设置超前小导管，以确保隧道开挖的完全。
2.技术参数
大源1#隧道左洞出口，共设锚索21根，起止里程为ZK32+305.31~ZK32+290.31，21根锚索的覆盖范围为：长16.38m,宽6.38m；沿线路方向布置3排，每排7根，共21根，每根长30m,由于位于半山腰上，而吊车又不能将所用的设备材料吊到位，因而只能用人工进行搬运。
预应力锚索采用4φj15.24高强度低松弛钢绞线，钢绞线标准强度不小于1860MP,每孔设计锚固力为500KN,对应采用OVM15-4型锚具。锚头采用C25混凝土封闭，锚墩采用C30钢筋混凝土浇筑，锚墩为正四棱台型上口宽0.8m,下口宽1.38m,封锚头后上口为38cm的矩形。锚垫板尺寸为22cm*22cm,厚度为3cm。
3.预应力锚索施工方法
3.1施工工序
每根锚索施工工序为：1整理坡面→2测放孔位→3钻孔→4清孔→5锚索制做安装→6注浆→7锚墩制作→8张拉锁定→9封锚。
3.2施工方法
3.2.1整理坡面：锚索施工前先将修整坡面，将坡面的杂草及虚土清除，对超挖较少的地方用土回填并夯实，对超挖较多的地方用浆砌片石回填，修整后坡面平顺。
3.2.2测放孔位: 根据设计图纸进行放线，确定锚索的孔位，拉线量出每个锚孔的位置，孔位误差不得超过±50mm。
3.2.3钻孔：根据锚固地层的类别、锚索孔径、锚索深度、以及施工场地条件等采用不同的钻孔设备，但是钻孔必须采用风动干钻法，严禁采用水钻。利用φ50mm脚手架杆搭设平台。锚索孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚索孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm（锚索长度为L+0.8m，L为锚孔长度），锚索与水平面的角度为30度，岩隧道横断面方向，钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须及时作好现场施工记录，钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。
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3.2.4清孔：锚索表面的清洁、清孔达到要求是影响锚索成功的关键，清孔机具必须有足够的功率来确保清孔的质量，清孔前必须报检，清孔后技术员验收合格后方可经行下一道工序。
3.2.5锚索制作与安装
a.锚索材料采用高强度、低松弛预应力钢绞线，单根锚索由四股φ15.2mm预应力钢绞线组成，强度1860级（要求顺直、无损伤、无死弯），单锚索设计锚固力500KN，锚固端采用OVM15-4锚具。扩张件用10mm厚钢板或橡胶板制作，外径φ110mm。
b.锚固段必须除锈、除油污，按设计要求绑扎架线环和箍线环（箍线环采用φ8钢筋焊接成内径为4.0cm的园环，钢绞线由其内穿过）；架线环与箍线环间距0.75m, 箍线环仅分布在锚固段，与架线环相间分布,自由段除锈后，涂抹黄油并立即外套波纹管，两头用铁丝扎紧，并用电工胶布缠封，以防注浆时浆液进入波纹管内。
c.锚索下料采用砂轮切割机切割，避免电焊切割。下料前，先将钢绞线放置于水平地面，量测好钢绞线长度后逐根切割，避免切割长度超出规范允许偏差范围。
d.锚索安装前，清孔质量必须有现场技术员验收合格后方可经行。按设计将锚索与导向头、注浆管固定好，然后一起插到孔底，再按要求提起30cm，保证导向头距离孔底的距离满足设计要求。
3.2.6注浆：
锚索孔内注浆M30水泥砂浆，水灰比0.45，灰砂比1∶1，砂浆体强度不低于30Mpa。采用从孔底到孔口返浆式注浆，注浆压力不小于0.6 Mpa，并应与锚索拉拔试验结果一致。当砂浆体强度达到设计强度80%后，方可进行张拉锁定。
3.2.7锚墩制作
用φ80mm、长720mm的薄壁钢管插入孔口内，钢管用人字型钢筋进行固定，且要使钢管轴线与锚索孔轴线重合，孔外部分与锚墩混凝土顶面平齐，并预留注浆孔和排气孔。定位钢管与钢垫板正交焊接后，绑扎锚墩钢筋、立模，然后浇筑C30混凝土。浇筑前注意不要堵塞预留的二次补注浆所用进浆管和出浆管。浇注时锚索必须与锚墩顶面垂直，垫板的平面与锚索的轴线垂直，以保证施加张拉力方向的正确。锚墩施工极其艰难，混凝土方量小，工人觉得赚钱少，但锚墩要求基本与钢绞线垂直，要求混凝土的塌落度要小 ，才能做出斜坡，在山坡的小平台上人工搅拌混凝土，然后人工小簸箕搬上去，五六个人一天干的满头大汗，才能施工两三个锚墩。
3.2.8张拉锁定
a.索框架放线时，按竖肋对应公路里程放线，并使竖肋投影垂直于路线，横梁与竖肋垂直，每片框架上的锚索孔应以第一根竖肋最上部的孔为基准，（按锚索框架结构图确定），然后再确定其余孔位，第二根竖肋的上、下自由端长度可根据路线纵坡进行确定。
b.砼垫板强度大于22MPa后方可施加锚索预应力。锚索张拉作业前必须对张拉设备进行标定。正式张拉前先对锚索进行1～2次试张拉，荷载等级为0.1倍的设计拉力。锚索张拉时用设计预应力值的1.05～1.1倍进行预张拉，最后按设计值锁定。
3.2.9封锚
补充张拉后立即进行封孔注浆，注浆后从锚具量起，留出长30mm钢绞线，其余部分截去，然后按照设计尺寸，用砼对锚头进行封锚。待坡面整治完毕并清理后即可对锚头刷漆并在其上喷涂锚索编号。
4.结束语
该隧道施工难度大，施工成本高，影响全线的工期，通过各参与单位的讨论研究，最终采取锚索、地表锚杆、桩板墙等对隧道加固处理的方式，节约了成本，缩短了工期，确保了隧道的顺利贯通。
参考文献：
[1] 中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）.
[2] 唐大雄、李天斌.工程岩土学.北京：地质出版社.
[3] 李永林、李天斌、王兰生 隧道围岩大变形类型与机制研究2004
[4] DL/T 5083-2010 预应力锚索施工规范
作者简介：
党飞鹏，男，1984.10，助理工程师，土木工程专业道路桥梁方向。
论文作者:韩佃礼1,马世海2,贾莎3
论文发表刊物:《基层建设》2015年12期
论文发表时间:2016/11/15
标签：隧道论文; 偏压论文; 锚固论文; 预应力论文; 钻孔论文; 注浆论文; 里程论文; 《基层建设》2015年12期论文;