悬索桥隧道锚施工.

关岭1号隧道中导坑
1045
19.9
岩溶发育区 溶洞
1035
1025
48.8
.9 29
F4-9
1015
61 .1
1005 995 985
泥质灰岩 白云质灰岩
位移值(mm)
-2.00 -4.00 -6.00 06-2-1
06-2-27
06-3-25 06-4-20 06-5-16 06-6-11
06-7-7
06-8-2
日期 06-8-28
左锚洞B4断面周边三维位移监测Z方向位移时态曲线 SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
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 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
15. 33
15.33
8.69
19
锚室
14.2
10.86 1.67
后锚面图
岩锚布置图
1.67
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
2.1 施工特点
中交二航
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。 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
坝陵河大桥隧道锚结构及施工特点
中交二航
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。
中交二航
开 挖 阶 段 钢 拱 架 应 力 监 测
应力（Mpa）
40.00 20.00 0.00 -20.00 -40.00 -60.00 06-3-1 日期 06-8-28
06-3-21 06-4-10 06-4-30 06-5-20 06-6-9
06-6-29 06-7-19
06-8-8
坝陵河大桥隧道锚碇右锚洞型钢外侧受力测试曲线图
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
左洞
中交二航
洞 室 成 型
右洞
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
2.3 关键施工技术
中交二航
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。
位移值（mm)
-3.00 -6.00 -9.00 -12.00 05/11/22 05/12/24 06/1/25 日期 06/8/5
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
4.00 2.00 0.00 Y1 B2 G B3 Y2
曲 线
应力（Mpa）
SUTONG 坝陵河大桥隧道锚碇左锚洞型钢外侧受力测试曲线图
BRIDGE－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。 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。
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
锚 杆 施 作
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
喷 射 混 凝 土 施
工
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
装 渣 卸 渣
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
挖 机 上 下
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
出渣运渣方式：
中交二航
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
中交二航
炮 眼 钻 设
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
中交二航
钢 拱 架 安 装
100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 -20.00 -40.00 -60.00 -80.00 -100.00 -120.00 06-1-19 06-2-13 06-3-10 06-4-4 06-4-29 06-5-24 06-6-18 06-7-13 06-8-7 日期 06-9-1 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
工棚
1068.98
1016.88 1010.75
破石
1032.32
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
1062.74 1064.75 1041.02
1052.12
1073.46
2、隧道锚施工
3.00 0.00
中交二航
B1 Y2 B2 B3 Y1 B4 G
围 岩 断 面 周 边 三 维 位 移 时 态 曲 线
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
中交二航
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
2.2 洞室开挖施工 施工方法：
中交二航
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。 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
3）群洞效应监测及措施
中交二航
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。
1085 落水洞
比例尺：1:1000
1075
1065
1055
4.2
+320
+335
溶洞
+371.6
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
中交二航
内容提纲
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。 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。
1032.46 1039.46 C
边坡顶缘线 1057.33 D 坡脚线 1028.35 1032.42 BBCZK09 E BBCZK11 BBCZK13 1074.33 1069.50
左锚洞
1053.70 3676.7
1063.53 3
变压器
4
1075.16
1022.87 1022.87 桥轴线 1029.65 BCZK16 1025.74 1039.26 BCZK11
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
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。 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 测设开挖轮廓线； 1 ① ② ③ 2 ① ② ③ ④ ⑤ 5 6 7 在洞身开挖完成后进行挂防水 板，施工二次衬砌。 3 4 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。 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。
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 Nhomakorabea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； 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。
SUTONG BRIDGE－苏通大桥
2、隧道锚施工
施工措施
中交二航
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。
4700
1063.68
1067.98 落水洞 1064.19
1040.52 1016.09 B BBCZK10 1018.60 BBCZK12 A F
1068.20
右锚洞
BBCZK12 1057.03 BBCZK14 1073.05 1069.96 1032.76 1041.09 1050.41 1029.72 水流方向 1056.13 1064.39
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）
纵断面图
40
3.58
15
15.33
3.06
岩锚
锚塞
中交二航
现 场 测 试 分 析
锚碇围岩高密度电法 探测测线平面布置图 HSP声波反射法隧道锚碇开挖面 前方岩溶地质预报测线图
1022.87 1078.62 1044.39 1053.64 截水沟 1080.27 1078.98 镇宁（东） 1064.62 1071.35 1074.87 胜境关（西）