预应力锚杆在隧道中夹岩加固中应用技术

科技信息　０建筑与工程０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００８年第３４期　预应力锚杆在隧道中夹岩加固中应用技术　李福勇　（中铁二十局集团第四工程有限公司　山东　青岛　２６０６６１）　【摘要】本文以佛山市顺番一级公路大金山隧道为例，阐述小净距三车道公路隧道中夹岩加固技术，通过预应力中空注浆锚杆对中夹岩　进行预加固，并采取弱爆破开挖技术，确保了中夹岩的稳定，保证了安全施工。　【关键词】，ｊ、净距；隧道；中夹岩；加固；预应力；锚杆　随着我国经济的飞速发展，公路建设日益增加，大断面（三车道）　４．４注浆　公路隧道越来越多，受选线及地质条件限制，往往设计为小净距或双　注浆前．安上注浆接头．注浆采用ＫＢＹ一５０／７０型注浆泵自下而上　联拱隧道．小净距三车道公路隧道与普通双车道隧道在力学上发生了　进行，浆液用砂浆搅拌机搅拌，浆液水灰比控制在１：１，添加５％的水玻　较大改变，因此，小净距三车道公路隧道断面、施工方法、衬砌结构、初　璃，根据注浆效果及时调整注浆参数，压力和注浆量须达到设计要求，　期支护结构技术越来越受到工程界的关注．本文就中夹岩加固技术予　注浆时对每一循环预应力锚杆的灌浆浆液均取样做抗压强度试验，并　以阐述。　要求在进行张拉时混凝土的强度符合设计要求。　１．工程概况　４．５锚具安装　佛山市顺番一级公路大金山隧道位于广东省佛山市顺德区杏坛　锚具必须有厂家产品合格证书，并经过规定的试验验收程序方可　镇与龙江镇交界处，设计为上下行分离的小净距三车道公路隧道，左　使用，锚具表面的防锈油脂使用前一定要清洗干净，不得有油污、铁　右洞测设线间距为１０米，左洞３１８米，右洞３６０米，隧道最大埋深５７　屑、泥沙等杂物。锚具各组件按次序安装好，锚垫板和锚板应对中并相　米，最大开挖断面１６．５９ｍ（宽）×ｌ１．４８ｍ（高），开挖面积１５５．７ｍ２。采用三　吻合。　心圆曲线式衬砌断面，隧道建筑净宽１４ｍ，净高５ｍ。　４．６锚杆的张拉　隧道所经的大金山属断块孤山体，岩层为中、晚侏罗系的变质凝　锚杆张拉待锚固灌浆抗压强度达到规定时才能对预应力进行张　灰质含砾石英砂岩．受构造运动影响严重，呈块碎镶嵌构，节理、裂隙　拉，预应力施加采用Ｗ０１４７型扭力矩扳手。张拉前必须把张拉机具、　发育，多为张性裂隙，可见溶蚀孔、槽，局部呈蜂窝状，有少量裂隙水，　测力装置及所需附属机具准备齐全，并都进行严格的率定和校验。对　地下水主要由大气降水补给，华南地区雨量充沛。中夹岩厚度５．３～　率定和校验过的机具要妥善保管，以免影响精度，机具率定或校验证　６．Ｉｍ．采用５ｍ长Ｄ２５预应力中空注浆锚杆加固．Ｖ级围岩横纵间距　书必须经过验收合格后方可使用，张拉设备在张拉前必须配套标定，　ｌｘ０．５ｍ，ＩＶ级围岩横纵间距１．２ｘ０．７５ｍ，，工程量总计３０￣７ｍ。　并将率定合格证书报监理工程师。张拉设备的标定间隔期不宜超过六　２．预应力锚杆加固原理　个月，经拆卸检修的张拉设备或经常强烈撞击的压力表，都必须重新　２．１悬吊作用：锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体，锚固在深尽　标定。　稳定的岩土体上，提供足够的拉力．克服滑落岩土体的自重和下滑力，　张拉时，升荷速率每分钟不宜超过设计预应力值的０．１；卸荷速率　防止洞壁滑移、塌落。　每分钟不宜超过设计预应力值的０．２，加荷、卸荷速率应平稳。认真填　２．２挤压加固作用：锚杆受力后．在周围一定范围内形成压缩区。　定张拉记录，锚杆施工全部完成后．施工单位应向监理工程师提交必　将锚杆片适当的方式排列，使相邻锚杆各自形成的压缩区相互重叠形　须的验收资料。　成压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力　４．７锚杆拉拨力试验　提高。　采用ＺＹ一２０型锚杆拉力计进行锚杆拉拨力试验，夹住锚杆后，缓　２．３组合梁ｆ拱）作用：锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用　慢均匀加压，直至压力表读数达到与设计值相对应的数值为止，或使　下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度大为减小，相当　锚杆松动为止．一般不做破坏性试验。检测数量按每３００根锚杆至少　于将简单叠合的数层梁（拱）变成组合梁（拱）。组合梁（拱）的抗弯刚度和　选择３根作为一组进行抗拔力试验，应在检查点同一断面内的一排锚　强度大为提高，从而增强了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，　杆中均匀选取，同组锚杆２８天的抗拔力平均值应满足设计要求，每根　作用愈明显。　锚杆的抗拔力最低值不得小于设计值得９０％。　３．施工工艺　４．８注意事项　施工准备一布孔一钻眼一锚杆安装一注浆一张拉一质量验收。　ａ．所有材料特别是锚杆专用材料必须进场试验验收合格后方可使　４．施工步骤　用。　４．１材料　ｂ．严格按照有关规范及设计文件施工。　ａ．预应力锚杆符合＜＜公路隧道施工技术规范＞＞（Ｊ玎０Ｌ４２—９４）的规　ｃ．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　定，同时对运达工地的每批预应力锚杆作１００％的外观检查和１Ｏ％的　０．５ｍ。　抽样拉力试验，抽样结果和出厂产品质量证书、标志、说明书等报监理　ｄ．钻孔的　Ｌ位、孔深、倾斜度应按设计要求进行严格控制，其孔　工程师批准后使用。　距、排距偏差允许为＋２０ｃｍ，倾斜度及方位角允许偏差为±２．５。，有效孔　ｂ．预应力锚杆的锚具必须有厂家产品合格证书，并且应符合国家　深的超深不大于２０ｅｒｎ，且每钻进５ｍ，用测斜仪校正一次，保证孔位达　关于钢材质量的规定。　到设计和规范要求。　ｃ．所采用的水泥标号不低于４２５＃的新鲜普通硅酸盐水泥．水泥质　ｅ．严格执行“三检”制．作好班组自检．必须作好各工序的施工记　量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥））（ＧＢ１７５－－２００７）的规定。过　录．施工中上道工序不合格或未经监理工程师验收签证的预应力阶段　期、变质水泥不得使用。　产品，不得进入下一道工序施工。　４．２钻孔　￡认真做好施工记录．各道工序施工人员必须经培训并经考核合　按设计要求将孔位用红漆标识在掌子面上，ＹＴ２８型凿岩机钻孔，　格后方可上岗作业．严禁违章操作。　钻孔应保持顺直，并与岩面垂直，孔深比杆长３０～７０ｒａｍ。钻孔到位应　５．中夹岩开挖　采用高压风、水循环冲洗，孔内不允许有积水、石粉和石渣等。钻孔结　该隧道岩层为强～弱风化的变质凝灰质含砾石英砂岩，受构造运　束后，必须经监理工程师验收后，才能够进行下道工序。　动影响严重，采用台阶法施工，钻爆开挖，炸药采用乳化炸药，药卷规　４－３锚杆安装　格：ｑｂ３２ｘ０．２Ｋｇ，雷管为非电毫秒微差起爆雷管．瞬发电雷管起爆。为尽　先采用高压风清孔．再将装有涨壳头的中空注浆锚杆插入孔内，　量减少爆破对中夹岩扰动，上台阶采用光面爆破技术，周边眼采用　并安装止浆塞．垫板和螺母，孔口采用锚固剂封堵。　２５小直径药卷，下台阶采用预裂爆破技术，周边眼（下转第１４６页）　１３６　科技信息　０建筑与工程０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００８年第３４期　压速度２．０～２．５ｋｍ／ｈ。先１８ｔ压路机静慢压一遍，以使填料获得较均匀　必须成型并养生，７ｄ后试验其强度，大量试验结果证明路拌机拌和成　的预压，然后进行弱振一遍（采用羊角碾压路机），２５ｔ压路机强振６　型的试件其强度比室内标准试验试件强度偏小，但仍能满足规定的　遍，１８ｔ压路机赶光一遍（采用光轮压路机）。碾压一行终了时，采取纵　１～１．５Ｍｐａ的要求。　向退行方式继续第二行碾压，不宜采用掉头方式，以免因机械调头时　７．施工与质量检测中应注意的几个问题　搓挤土体，使压实土体被破坏翻松。两行之间接头应重叠１／２轮迹碾　７．１水稳风化岩施工作业方式和时间　压时间应掌握在从拌和到碾压终了控制在６小时以内．不能超出水泥　终凝时间。　５．１０检测压实度　每填一层，都必须用轮迹法进行压实度检测。通过试验段证明：压　实度符合要求（／＞９６％）。　５．１１养生与交通管理　必须采取流水作业，各工序必须紧密衔接，特别要尽量缩短拌和　到碾压间的延迟时间，一般不应超过６ｈ。必须延长延迟时，不应超过　水泥终凝时间。一般情况下，每一流水作业段长以２００ｍ为宜。　７．２适宜的工期　无机结合料稳定类结构宜在春末或夏季组织施工，施工期的最低　气温应在５℃以上．并保证在冻前有一定成型期，即第一次重冰冻（一　每段压实完并经检查已达到要求的压实度后，应即开始养生。养　３～５℃）到来之前的半月至一个月完成。尽量不在雨季施工，防止水泥、　生时间应不少于７天。养生期禁止车辆通行，但洒水车除外。　混合料遭雨。　６．水稳风化岩路床质量检测　水稳风化岩路床质量检测包括其宽度、厚度、高程及灰剂量、压实　７－３严格控制水泥剂量　水泥剂量适中，能保证水泥稳定土的施工质量及其优越性；而剂　度、无侧限抗压强度、弯沉等，这里主要介绍灰剂量、压实度、无侧限抗　量太大，既不经济，还会使基层产生裂缝，从而引起沥青面层的相对应　压强度这几个相对重要的检测项目。　的反射裂缝。所以，必须严格控制水泥用量，做到经济合理。精益求精，　６．１灰剂量　以确保工程质量。　７．４碾压厚度　注意碾压厚度，当超过２０　ｃｌＩｌ（压实度）时应分层碾压。　７．５接缝　即ＥＤＴＡ。制作两种标准的ＥＤＴＡ曲线（分别为通过５ｆＴ１丌１筛的土样　掺１％、３％、４％、５％、７％水泥制作一种曲线，另一种为不过筛的土样掺　１％、３％、４％、５％、７％水泥制作一种曲线）对比检测，从而能更准确的检　测灰剂量，防止因试样料径偏大而造成的灰剂量不够的假象。路拌机　对于不能中断交通的路段，可采用半幅施工的方法。接缝处应对　拌和均匀后马上进行其检测，以保证数据的真实、可靠。　接，必须保持平整密合。注意做好施工接缝和“调头”处的处理工作。　６．２压实度　７．６养生问题　缩短养生期以加快工程进度．是无机结合料稳定类基层施工中必　实度，风化岩经过路拌机几次拌和后其粒径比室内标准试验粒径小，　须解决的现实问题。　通过试验段发现采用灌砂法检测很难准确的检测出其真实的压　因此其最大干密度也要比室内标准试验要小．所以现场所得的压实度　７．７质量检测　比真实值都偏小，得不到真实压实度。通过试验几种组合碾压方式得　出沉降与压实度之间的关系，在施工过程中采用轮迹法检测压实度，　养生结束后采用静压法检测。当沉降量小于２ｍｍ时，压实度符合要求　（≥９６％）。　质量检测过程中只要试验人员认真负责就能做到真实、准确。　８．结语　本文通过介绍信南高速公路路床水稳风化誊　工的质量检测，总　结了一套合理的施工工艺，可供类似工程参考。　［责任编辑：田瑞鑫］　６．３无侧限抗压强度　通过室内标准试验得出标准值，施工现场拌和完毕后，２ｈ内试件　｛上接第１３６页）先起爆形成贯通裂缝，依次起爆辅助眼，层层起爆，并　岩加固效果明显，同时必须采用有效措施保护中夹岩，尽量减少对中　先开挖中夹岩外侧．然后在开挖中夹岩侧．左右洞距离严格控制在　夹岩的扰动破坏。　４０ｍ以上，严格控制进尺和药量。　６．效果分析及结束语　固，并采取预裂爆破技术，短进尺、弱爆破，确保了中夹岩的稳定，保证　了安全施工。实践证明预应力中空注浆锚杆在对小净距公路隧道中夹　作者简介：李福勇，男，生于１９７６年１０月，工程师，１９９９年毕业于湖南大学　　通过预应力中空注浆锚杆对中夹岩施加预应力，注浆对围岩加　交通土建专业。现工作单位：中铁二十局集团第四工程有限公司。［责任编辑：韩铭］　（上接第１３５页）当降低；预计合同实施阶段招标人有可能会指定分包　截止日期前，根据实际情况分析判断．作出正确决策。　出去的项目，单价目可适当降低：设计图纸内容不明确，预计修改后工　程量只报单价的项目．其单价可适当提高：没有工程量只报单价的项　目（含计日工），其单价要高些，这样既不影响总价，又可在合同实施过　按投标策略和投标技巧具体调整后的基础报价为投标报价。　３．结束语：　对投标报价的管理目的在于确定投什么标、报价如何确定、在激　程中获利。　烈的市场上以适当的价格中标．最终为企业的生存创造基本条件．为　报价是一项保密的工作，由于竞争激烈．其对手经常通过各种渠　道或手段来刺探情况，因此在报价时可采用在投标截止前几小时，附　企业的发展创造经济实力。ｅ　加补充或修正报价的方式（如招标文件允许），压低报价，使对手措施　不及。采用补充可修正报价时，一定要考虑好降低的幅度，在临近投标　［责任编辑：张慧］　（上接第１２６页）四、结束语　温度裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象．泵送混凝　【参考文献】　（４）：５１－５３．　黄雄．浅析混凝土工程质量通病的防治措施『Ｊ１．建筑管理现代化，２００４　土施工同样如此。但是，必须清楚认识裂缝的出现不仅会降低建筑物　［１］楼田山，的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土　的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，我们在施　［３］朱洎芳．大体积混凝土温度应力与温度控制［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９９．　工中，应充分认识到裂缝的出现对建筑物的危害性，采取各种有效的　措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展，不断提高混凝土浇　筑质量，满足建筑结构安全稳定等要求。　［责任编辑：张艳芳］　［２］王铁梦．建筑物的裂缝控制【Ｍ】．上海：上海科技出版社，１９９７．　１４６