悬索桥隧道式锚碇施工

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2)开挖进尺对围岩变形的影响,随着开挖进尺的减小,塑性 区的体积也随之逐渐变小,开挖进尺与塑性区的体积成正比关系, 因此施工中应采用“短进尺,分台阶”进行开挖;
3)初期支护时效要求高,围岩整体性较差,自稳性较弱,岩 溶发育,支护滞后对塑性区的影响很大,开挖后初期支护需及时跟 进;
4)锚杆支护优化及岩墙加固措施对比分析。单独采用锚杆或 锚索,对塑性区的控制都不理想,而锚杆和锚索联合支护效果较好。
2、隧道锚施工
钢 拱 架 安 装
中交二航
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
锚 杆 施 作
中交二航
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
喷 射 混 凝 土 施 工
中交二航
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
装 渣 卸 渣
中交二航
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
周 边 三 维 位
-12.00
05/11/22 05/12/24 06/1/25 06/2/26 06/3/30 06/5/1 06/6/2 06/7/4
右锚洞B1断面周边三维位移监测Z方向位移时态曲线
日期 06/8/5
4.00 2.00
Y1
G
Y2
B2
B3
位移值(mm)

0.00

-2.00

-4.00
爆破设计要求采用减震、光面爆破,遵循浅钻孔、弱爆破、短进 尺、多循环、分台阶开挖原则。爆破震速控制在7cm/s,减少对围 岩和已完成结构的扰动。
炸药单耗:上台阶:1.5kg/m3;中、 下台阶:0.55kg/m3。对于Ⅲ级 围岩,周边眼间距E取0.45m, 周边眼抵抗线Wm取0.60m, 相对距离E/W为0.75, 装药集中度q(kg/m) 取0.20。
坝陵河大桥隧道锚碇右锚洞型钢外侧受力测试曲线图
100.00 80.00 60.00
拱顶外侧 右拱腰外侧 左墙脚外侧 右墙脚外侧
左拱腰外侧 右拱脚外侧 左底板外侧 右底板外侧
左拱脚外侧 左墙中外侧 右墙中外侧
40.00
20.00
0.00
-20.00
-40.00
-60.00
-80.00
-100.00
-120.00
2、隧道锚施工
中交二航
净空水平收敛监测成果:
左、右洞净空收敛累积值均较小,左洞最大累积值为6.91mm, 右洞最大累积值为8.91mm,收敛变形趋势趋于稳定;
日期
06-1-19
06-2-13 06-3-10 06-4-4
坝陵河大桥隧道锚碇左
06-4-29 06-5-24
锚洞型钢外侧受
0力6-测6-试18S曲U06线T-7O图-1N3 G06B-8R-7IDG06E-9--1 苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
2)爆破专项研究和设计
请南京解放军工程兵学院爆破专家进行专项洞室爆破方案研究和 设计,分析研究爆破震动效应,拟定合理的爆破参数,确保围岩稳 定。
1039.46 C
坡脚线 BBCZK09
1032.42
1022.87 1022.87
桥轴线
1029.65 BCZK16 1025.74
3676.7 3
1039.26 BCZK11 4700
1057.33 D E
左锚洞
1053.70
1016.09 1018.60
1010.75
1016.88
B A
1040.52
+275
+290
K22+305
+320
+335
+350
4.2 19.9 48.8
落水洞
1085 1075
1065
关岭1号隧道中导坑
+371.6
岩溶发育区 溶洞
1055 1045 1035 1025
1015
1005
995
985
白云质灰岩
975
+365
+380 SZK2201
+395
9365 +410
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
掌子面距离错开40m。单洞室开挖掘进。
洞身开挖施工示意图
说明
1 ①
2 ①
5
测设开挖轮廓线;
② 3
③ 4
②③ 6
④⑤ 7
按照分台阶开挖方式,以图中①--③的开 挖顺序进行前锚室洞身开挖。每一台阶开 挖完成后及时进行中空锚杆、架钢拱、挂 网、喷射砼初期支护。
按照分台阶分块开挖方式,以图中①--⑤ 的开挖顺序进行锚塞体及后锚室洞身开挖。 每一台阶开挖完成后及时进行钢筋锚杆、 架钢格栅、挂网、喷射砼初期支护。
双洞掘进Von Mises等效应力分布
隧洞开挖完成后位移及变形矢量图
隧洞与夹层位置关系图
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
围岩分析主要成果
中交二航
1)开挖顺序对围岩塑性变形影响显著,特别是对中间岩墙, 因此施工中必须避免双洞平行推进的施工顺序,左、右洞室开挖掌 子面需错开20-40m;
前锚室左、右洞室开挖掌子面错开10-15m,避免相互扰动。
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
锚塞体及后锚室围岩级别:Ⅲ、Ⅱ级,可采用全断面开挖,考虑 开挖断面过大,开挖时同样采用台阶开挖方法。
根据开挖断面情况分3~5个台阶,台阶长度3~5m。中、下台阶 采用左右分部开挖。开挖循环进尺取1.0~1.5m。
西岸锚碇采用隧道式锚碇结构,锚碇规模世界第一。 锚洞轴线总长74.34m,后锚室左、右洞室最小间距7m;锚洞断 面尺寸:洞口10m×10.8m,洞底21m×25m;锚洞轴线倾斜度45°, 锚碇洞室总开挖量3.4万m3。
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
洞室开挖特点
大断面 小间距 陡倾角 岩溶发育 群洞效应
后锚面图
15.33
15.33 8.69
3.06
3.58
10.86
1.67
1.67
岩锚布置图
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
中交二航
2、隧道式锚碇施工
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
2.1 施工特点
结构受力 不同于一般的隧道,也不同于隧道辅助坑道斜井,隧道锚周边岩 体和锚体一起承受主缆传递的拉力。开挖过程中的岩体保护尤其 重要。
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
施工措施
1)降低单循环开挖进尺,控制在1.0~1.2m;
2)错开左右洞开挖掌子面距离,在错开距离不能满足40m的前提下 为确保洞室安全,采取单洞开挖;
3)加强支护,及时支护。
技术措施
1)增设中间岩墙45°斜向固结灌浆;
2)增设中间岩墙φ32精扎螺纹钢对拉预应力锚杆,预拉力值150kN。
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
1、隧道锚简述
中交二航
隧道式锚碇由锚室结构、锚体 结构及散索鞍支墩结构组成。
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
1、隧道锚简述
中交二航
复合式锚碇:隧道式锚碇的锚体后方增加一定数量岩锚的隧道式锚 碇 (万州二桥)
15 15.33
纵断面图 40
19
岩锚
锚塞
锚室
14.2
监测措施
1)加强爆破监测,控制爆破振动速度,确保满足安全振动速度 (7cm/s)要求;
2)加强围岩三维位移、拱架应力监测,信息化施工;
3)加强掌子面前方围岩的地质超前预报。
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
中间岩墙加固技术措施
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
开挖方案、围岩稳定分析、爆破设计和施工
结构断面 洞内坡度大,断面变化频繁,作业空间小,施工难度大。
开挖及出渣 动态设计、动态施工;
出渣设备及方式合理。
监控 三维动态变形位移监控、支护结构应力监测
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
坝陵河大桥隧道锚结构及施工特点
通常悬索桥采用的锚碇型式有重力式和隧道式,重力式锚碇 依靠其巨大的自重及其与地基之间的摩擦力和嵌固力来抵抗主缆 的拉力,如润扬大桥、阳逻大桥、西侯门大桥等;隧道式锚碇则 是将主缆中的大部分拉力直接传递给周围山体的基岩,如四渡河 大桥、坝陵河大桥、矮寨大桥等。隧道式锚碇的造价明显低于重 力式锚碇。
隧道式锚碇将主缆中的拉力直接传递给周围山体的基岩,因 而要求桥位处必须有良好的地质条件。但因其传力机理不明确, 受力条件要求、开挖施工要求高等,隧道锚的施工难度较大,是 悬索桥施工的重点和难点之一。
1069.96
1068.98
1052.12
破石
SUTONG BRIDGE-苏通大桥 1032.32
1062.74
1064.75
1078.98
1075.16
1073.05
工棚
1073.46
2、隧道锚施工
中交二航
3.00
B1
B2
Y1
G
Y2
B3
B4
0.00


-3.00
位移值(mm)

-6.00

-9.00
在洞身开挖完成后进行挂防水 板,施工二次衬砌。
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
出渣运渣方式:
选用100型小型反铲挖掘机,有轨运输方式出渣,设置20t绞车、 6.0m3自卸运渣车。
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
炮 眼 钻 设
中交二航
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
中交二航
现 场 测 试 分 析
HSP声波反射法隧道锚碇开挖面 前方岩溶地质预报测线图
锚碇围岩高密度电法 探测测线平面布置图
1044.39 镇宁(东)
1053.64
截水沟 1064.62
1071.35
1078.62
1080.27 胜境关(西) 1074.87
1032.46
1022.87
1028.35
边坡顶缘线
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
3)群洞效应监测及措施
研究隧道锚洞室与关岭1#公路隧道以及周边岩体被探明的大型溶 洞群的相互作用关系,分析施工干扰,采用控制爆破,确定合理的 防范措施。
比例尺:1:1000
泥质灰岩
+320
+335
溶洞
29.9
61.1
F4-9
+245
+260
左拱脚外侧 左墙中外侧 右墙中外侧 拱顶外侧
右拱腰外侧 左墙脚外侧 右墙脚外侧
开 挖 阶 段 钢 拱 架 应 力 监 测
曲 线
应力(Mpa)
应力(Mpa)
40.00
20.00
0.00
-20.00
-40.00
-60.00
日期
06-3-1 06-3-21 06Βιβλιοθήκη Baidu4-10 06-4-30 06-5-20 06-6-9 06-6-29 06-7-19 06-8-8 06-8-28
右锚洞
BBCZK10
F
1032.76
1041.09
1029.72
水流方向
BBCZK11
BBCZK13
1069.50
1063.53
BBCZK12 BBCZK12
1063.68
1064.19
1057.03
BBCZK14
1050.41
1056.13
1064.39
1074.33
变压器
4 1067.98 落水洞 1068.20
中交二航
悬索桥隧道式锚碇施工
覃宗华 2009年10月
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
内容提纲
中交二航
1、隧道式锚碇简述 2、隧道式锚碇施工 3、隧道式锚碇质量控制要点
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
中交二航
1、隧道式锚碇简述
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
1、隧道锚简述
中交二航
悬索桥锚碇是主缆锚固装置的总称。锚碇是将主缆的拉力传 递给地基基础,是支承主缆拉力的重要结构部分。
中交二航
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
2.2 洞室开挖施工
施工方法:
洞口施工根据地质情况采用超前小导管注浆(超前管棚)、设 置洞口安全套拱,确保进洞安全。
前锚室围岩级别:Ⅳ、Ⅲ级,采用短台阶法开挖。
上台阶先行开挖,一次开挖成形,下台阶紧跟,台阶长度3~5m。 采用风动凿岩机钻孔、人工装药,挖掘机退至安全地带时起爆,开 挖后的断面立即施作锚杆、挂钢筋网初喷混凝土,及时封闭岩面, 防止岩石收敛过快发生坍塌,钢拱架快速安装就位,连接钢筋,锁 脚锚杆稳固,使钢拱架连成整体受力均匀,再进行第二次复喷,使 喷射混凝土达到设计厚度。开挖循环进尺0.8~1.5m。
2、隧道锚施工
挖 机 上 下
中交二航
SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
左洞
中交二航


右洞


SUTONG BRIDGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
2.3 关键施工技术
1)围岩稳定性计算及仿真反演分析
根据围岩特性及拟定的开挖施工方案,对隧道锚开挖各工况条件 下的围岩净空收敛、拱顶下沉及应力应变变化进行定性和定量仿真 分析,优化洞室开挖施工工艺,及时提出围岩加固措施;同时依据 开挖过程中的围岩监控数据对围岩分析和理论计算进行验证。

线
-6.00
日期
06-2-1 06-2-27 06-3-25 06-4-20 06-5-16 06-6-11 06-7-7 06-8-2 06-8-28
左锚洞B4断面周边三维位移监测Z方向S位UT移O时NG态B曲RI线DGE-苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
100.00 80.00 60.00
左拱腰外侧 右拱脚外侧 左底板外侧 右底板外侧
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