陈 宾(中铁十六局集团第五工程有限公司, 河北 唐山 064000)
东扎沟隧道全长8204米,进口位于甘肃省定西市漳县金钟乡东扎沟内山前斜坡处,坡面较陡,植被较发育,自然坡度35°~40°,坡面全为坡积块石土覆盖,隧道洞口开挖形成陡坎。隧道进口洞门采用冀墙式洞门,进洞施工前,在拱部开挖轮廓线外设一环Φ108管棚方式进洞。
2013年3月上旬在隧道右侧山体后援地面出现几道未贯通裂缝最外缘裂缝始于距洞口130m处正上方左侧约6m处,近乎垂直于线路向右侧延伸约60m,顺坡面向右侧坡脚下方向反展,缝宽2~35cm不等,斜坡后缘局部裂缝处地面有下沉,形成陷穴槽,在斜坡中部也零星出现数条与线路近乎垂直的小裂缝。滑坡上部和两侧均以滑坡裂缝为界,平面形态总体呈上宽约60m,下宽约130m,轴向长约140m之簸箕状,滑坡体厚度约10~18m,滑坡面积约13000m²。
洞口处中心线左侧14m;右侧14m、20m处共设三根3根预应力锚索桩,桩长28m,桩截面采用2.5*3.5矩形截面,桩中心间距6m,桩体采用C30钢筋混凝土浇筑。桩上布设2根锚索,第一根 锚距桩顶2m,自由段长度为13m;第二根锚索距桩顶4m,自由长度为10m。两根锚索的锚固段长度均为10m。锚索均由6束Φ 15.2mm钢绞线组成,锚索与水平面倾角15°(下倾),锚索自由段伸入稳定地层界面长度不小于1m。
桩在开挖过程中,采用C20钢筋混凝土护壁,壁厚0.3m,地面以下0.5m范围设0.5m厚锁口。
3.1.1 桩身开挖前的准备工作
检测施工所需原材料是否合格,合格方可使用,不合格坚决不允许用,配制施工配合比。
在边坡开挖至设计桩顶高程后,整平桩周地面,测放桩位.
在井口上塔设临时风雨棚,井口四周做好临时排水设施,准备0.5t以上的卷扬机、岀碴用的桶或特别制作的活底桶、应急软梯、模板高度1.1m、凿岩机、插入式振动器、高扬抽水机机、混凝土输送泵、短把铁锹、栏杆、小型鼓风机。
3.1.2 桩身开挖施工顺序
用短把铁锹挖土(凿岩机凿岩)→出碴→凿平孔壁→校核垂直度和桩径→立模板(护壁有钢筋先安装钢筋)→校核模板→灌注护壁混凝土→拆模→下挖(抽水)→开挖完毕→安装桩身钢筋→灌注桩身混凝土。
3.1.3 锚固桩施工
进行桩身开挖是先采用用短把铁锹进行人工挖土,如果铁锹挖土较费劲时候,采用凿岩机凿碎,凿岩机进行破碎很费劲时,那就用炸药进行爆破。
出碴时用卷扬机垂直运土,每次运土量不大于300kg,每开挖桩身到1.0m时要把孔壁整平并进行校核垂直度和桩径。
每掘进1.0m时候必须护壁,护壁厚度不得小于0.3m,在进行护壁立模之前如果施工图纸有钢筋安装要求,应先按图纸要求进行钢筋安装,安装好钢筋后检测钢筋间距及其他要求是否满足验标要求,如果不满足则作返工处理,如果满足要求则把护壁定型组合模板装好,然后根据桩身中心点位置校核模板,要保证垂直度、桩身尺寸和护壁厚度都满足施工图纸要求。
灌注护壁混凝土时要四周均匀灌注,防止发生只在一侧灌注,模板跑偏现象发生。混凝土灌注完毕24小时后拆模,拆模完毕要打磨及校验模板,对不符合要求地方进行修补,直到合格为止。
当桩身挖至设计位置时,停止开挖,校验垂直度及桩径,没有问题则通知监理进行鉴定,鉴定完毕后安装钢筋,钢筋安装到位后用混凝土输送泵进行桩身混凝土灌注,分多次灌注。
锚索的施工顺序为:造孔、锚索组装、锚索安放、锚固段注浆、垫墩制作、张拉锚索、自由段注浆、封口。
3.2.1 造孔
首先清理、平整坡面、清除坡面浮石等,由测量人员准确定出孔位,用方向架定出锚索方向,据之调整钻机位置。钻孔是钻具的斜度要与定位器定出的斜度保持一致,在钻孔过程中每隔3m校正一次钻孔方向,钻孔完毕后用高压风清孔。最后在锚孔位放线测出是否符合要求。
3.2.2 锚索组装
锚索材料必须经试验合格并且符合设计要求后才能使用。先把钢绞线调直,再按计算长度截取钢绞线,截取钢绞线用无齿锯,不要去气割。锚固段钢绞线应除锈处理,间隔1m安装扩展环和紧箍环使之像竹子样的节状,以增强与砂浆体的摩擦力,锚固段端头装导向尖锥。自由段锚索每1.5m扎一道钢丝,使之成为直线形状,自由段要做除锈、防腐、涂抹黄油,并且穿聚乙烯管,最后在锚索端头套上导向帽,制作完毕后按孔号编号挂标签存放。
3.2.3 锚索安放
用高压风把孔清理一次,,然后放入锚索,锚索外套上定位片使锚索居中,在放入锚索的过程中应该防止锚索弯曲。注浆管随锚索一同进入孔内,当注浆管头部距底部10cm时,把锚索定位止浆环送到孔口处,最后要检查排气管是否畅通。
3.2.4 锚固段注浆
用砂浆搅拌机拌制M35砂浆,中砂要过滤掉,在砂浆拌制过程中要按比例加入早强剂,搅拌要均匀,砂浆有孔底进行注浆,空气由锚索孔排出,注浆压力在0.6~0.8Mpa,注浆到锚固段注满后停止,砂浆灌注必须饱满密实。
3.2.5 垫墩制作
先把孔口的定位钢筋安装好,再把模板立好,制作垫墩必须保证其上表面与锚索垂直,经确认无误后浇筑混凝土。
3.2.6 张拉锚索
在锚索内灌注砂浆达到设计强度的70%后可进行预张拉,首先进行预张拉,预张拉用小千斤顶进行张拉,使张拉达到应力值的5%,然后进行第一次张拉,第一次张拉分两次逐级进行,每级稳定时间不得少于10分钟,第一次张拉应力值为施加预应力的70%,最后进行第二次张拉,第二次张拉应在第一次张拉之后3d进行,分三级进行张拉,第三级张拉要达到应力值的115%。
3.2.7 自由段注浆、封口
张拉完成后,通过预留注浆管进行封孔注浆,孔中的空气通过定位止浆环处的排气管排出,把多余的钢绞线截去。
通过在隧道洞口增加锚固桩,解决了有可能滑坡体继续滑动的可能,并为隧道洞口及洞身的继续施工增加了有利的安全保证,为以后隧道的按时贯通提供了强有力的支持。
[1]东扎沟隧道设计图 兰渝施隧I-20