小净距隧道低预应力锚杆施工工法

'小净距隧道低预应力锚杆施工工法小净距隧道低预应力锚杆施工工法2011年10月15日　　小净距隧道低预应力锚杆施工工法　　中交一公局总承包分公司夏于平　　一、前言　　随着高等级公路建设的迅猛发展，山区高速公路上、下行隧道的选线往往受地形限制，使得两相邻隧道的最小间距不能满足设计规范要求。在此情况下，普遍选用单线双洞连拱的隧道结构形式。由于连拱隧道的工程造价、施工难度，施工周期均比双线双洞隧道大得多，为此在工程实践中衍生出一种新的结构形式——小净距隧道，小净距隧道的中间岩柱宽度介于连拱隧道和双线隧道之间，一般小于1.5倍隧道开挖断面的宽度。我们在洛商高速公路瓜峪沟隧道施工中针对施工中遇到的技术难题，精心组织施工经过总结提高形成本工法。　　二、工法特点　　1、使用劳动力少，作业强度降低；　　2、施工安全及内在质量得到保证。　　三、使用范围 　　瓜峪沟小净距隧道中夹岩加固施工成功解决了施工工艺中的难题，不但从工艺上保证了隧道施工的安全及内外在质量达到较高的要求，而且在工程投、施工工期控制等方面取得明显的效益，在高速公路工程类似的隧道形式中具有较大的借鉴价值。　　四、工艺原理　　小净距隧道左右洞中间岩柱宽度较窄，加之围岩破碎，承载能力弱。通过设置预应力水平注浆锚杆，在中间岩柱预先施加压力，产生预压应力，增加左右洞中间岩柱的承载能力，增强岩体的整体性。　　五、施工工艺　　预应力锚杆采用Φ25注浆锚杆，设计预应力为100KN。本工程左右洞同时采用上下台阶法开挖，每个台阶开挖面初支支护完成后立即进行此段对拉锚杆施工。　　施工工艺流程图　　（一）、钻孔　　1、预应力锚杆孔的开孔按施工图布设的钻孔位置进行，顶部偏高孔位，必须搭设钢管脚手架操作平台，用风钻钻头钻孔并彻底清孔。钻孔是孔径、孔深均不得小于设计值，钻孔的倾角、方位角应符合设计要求。其允许误差如下：　　（1）、有效孔深的超深不得大于20cm；　　（2）、孔口坐标误差不得大于10cm；　　（3）、锚杆孔应水平打设，锤子与水平偏角应小于±3°；　　2、钻孔过程中，应加强钻具的导向作用水平钻进，及时检查孔斜误差，并视钻孔需要，合理采用纠偏措施。　　3、为保证钻孔角度的准确，钻孔开始时应才用轻冲击造孔，反复校核钻孔角度，准确无误后再全速钻进。 　　（二）、锚杆安装　　钻孔完成后，经检查合格进行锚杆安装。锚杆制作和打设长度应随锚杆位置不同而变化；根锚杆长度应比设计中夹岩厚度加两侧喷射混凝土厚度长50cm；锚杆孔打设深度应比设计中夹岩厚度加两侧喷射混凝土厚度长25cm。由于施工现场工作空间有限，锚杆应分成多段加工，采用连接套进行连接安设。因此，在锚杆制作过程中应充分考虑不同位置处锚杆安设空间大小，以便正确确定锚杆分段长度。锚杆两端应预加工长度大于30cm的螺纹，并配备相应尺寸的垫板及螺帽。垫板及螺帽必须满足预加应力强度要求。插入孔内一端的螺纹段杆体应用塑料膜包裹，以保护螺纹不被砂浆粘结。　　（三）、施加预应力锁定　　锚杆安装后，孔口采用M40干硬性预缩砂浆找平，然后安装经检验合格的垫板、螺母、止浆塞，完成锚固工艺，采用扭力扳手一次直接张拉到设计吨位，设计吨位为100KN。　　预应力张拉采用扭力扳手进行，张拉设备在张拉前要进行率定，根据率定报告换算出对预应力锚杆张拉时，拉力所对应的扭力扳手刻度表读数，将扭力扳手刻度表值调整到相应的拉力值后，对预应力锚杆进行张拉，当扭力扳手报警，即认为预应力锚杆锁定到设计吨位。　　（四）、注浆封堵　　预应力锚杆张拉完成后，立即利用预留注浆扣进行锚杆注浆，浆液采用水泥砂浆，配合比为，水泥：灌浆剂：水=1:0.01:0.38　　1、注浆通过一端注浆，另一端排浆。拌制浆液要严格按照配合比拌制，当排浆管排出同注浆浓度相同的浆液且无气泡时，封闭出浆口，持荷2min，直至达到灌浆结束标准方可停止灌浆，封堵注浆口。 　　2、锚孔注浆不宜简单重复，若效果不能达到设计要求时，应研究其他补救措施。　　3、当钻孔过程中发现孔壁岩石严重破碎时，需根据现场情况对钻孔进行固结灌浆。　　五、材料及设备　　（一）、材料　　1、预应力杆体材料，当预应力值较小或锚杆长度小于20m时，预应力筋采用II级。　　2、水泥浆体材料：水泥应选用普通硅酸盐水泥，必要时可采用抗硫酸盐水泥，　　不得使用高铝水泥。细骨料应选用粒径小于2mm的中细砂。采用符合要求的水质，不得使用污水，不得使用PH值小于4的酸性水。　　3、塑料套管材料：应具有足够的强度，保证其在加工和安装过程中不致损坏，具有抗水性和化学稳定性，与水泥砂浆和防腐剂接触无不良反应。　　4、防腐材料：在锚杆服务年限内，应保持其耐久性，在规定的工作温度内或张拉过程中不开裂、变脆或成为流体，不得于相邻材料发生不良反应，应保持其化学稳定性和防水性，不得对锚杆自由段的变形产生任何限制。　　（二）、设备序号设备名称型号规格1钻进MGJ-502内燃空压机P6003扭力扳手35MXTA4注浆机UB35砂浆拌和机100L6混凝土拌和机350L七、质量控制　　（一）、所有材料特别是锚索专用材料必须进场试验验收合格后方可使用。　　（二）、严格按照有关规范及设计文件施工。 　　（三）、钻进过程中一般采取干钻，防止水渗透至滑层加重对滑坡体的影响和钻渣粘结孔壁造成砂浆锚固力下降，特殊情况必须用水的，宜严格控制用水量，加强清孔。　　（四）、为保证锚固段长度和防止清碴不彻底，所有钻孔深度应超钻0.5m。　　（五）、锚索注浆在砂浆强度达成终凝前严禁扰动锚索。　　（六）、保证垫墩背面地基有足够承载力。　　（七）、保证锚杆受力方向为直线。　　（八）、张拉设备使用前必须经过标定，若长时间不用或经过长途运输，必须重新标定。　　八、安全保证措施　　（一）、施工前应认真进行技术交底，施工中应明确分工，统一指挥。　　（二）、各种设备应处于完好状态。　　（三）、张拉设备应牢靠，试验时应采取防范措施。　　（四）注浆管路应畅通，防止塞泵、塞管。　　（五）机械设备的运转部位应有安全防护装置。　　（六）电器设备应设接地、接零，并由持证人员安装操作，电缆、电线必须架空。（七）施工人员进入现场应戴安全帽，操作人员应精神集中，遵守有关安全规程。（八）锚杆钻机应安设安全可靠的反力装置。　　（九）在有地下承压水地层钻进，孔口必须设置可靠的防喷装置，一旦发生漏水涌砂时能及时封住孔口。 　　（十）锚杆各条钢筋的连接要牢靠，严防在张拉时发生脱扣现象。　　九、环保措施　　（一）、施工机械排放的废油废水，采用隔油池等措施加以处理，不得随意排放；　　（二）、选择低污染设备，并安装空气净化系统，确保达标排放；　　（三）、在作业区除洒水外，作业人员还须配备劳保防护用品；　　（四）、对施工中废弃的零部件，水泥袋、包装箱等及时清理；　　（五）、严格控制火源、易燃物、易爆物的储存；　　十、效益分析　　由于隧道多次变更，导致隧道工期严重滞后，隧道采用此工法后，加快了施工进度，施工工期得到保障。安全质量措施到位，未发生大的施工安全质量事故，取得良好的社会效益。本隧道通过预应力对拉锚杆施工，加强了中间岩柱的承载能力，按照小净距隧道施工造价为5.4万元/米，相对应连拱隧道6万元/米降低了工程造价。　　十一、工程实例　　瓜峪沟隧道位于陕西省商州区核桃园村，为小净距隧道。左线起讫桩号为ZK19+332-ZK19+789，全长457m；右线起讫桩号为YK19+332.5-YK19+793，全长460.5m。经过我项目部精心组织，合理安排，按照本功法顺利的完成隧道施工。'