施工溜索在高山峡谷地区的应用

王 凯

中铁十八局集团第二工程有限公司 河北 唐山 064000

1 工程概况

跨库大桥是四川两河口水电站移民复建工程的一部分，桥位区位于青藏高原东南部，地貌区划属川西高原，桥位展布于雅砻江两岸岸坡，属构造侵蚀深切割高中山地貌，沟谷深切，呈对称“V”形，沟谷两侧下缓上陡，呈“谷中谷”地貌。

大桥全长628 m，横跨雅砻江，其中5#、6#墩为大桥主墩，墩高172 m，分布于雅砻江两岸，主桥为（120＋220＋120）m连续刚构，为预应力混凝土结构。采取先边跨后中跨合龙方式，特有的高墩大跨结构形式，使得该桥施工周期长，5#、6#主墩及主梁施工是整个项目关键控制工程，两岸主墩及主梁施工进度不宜相差过大，否则将直接导致工期延误，如何同时同步开展江两岸2个主墩的施工，解决物料运输问题，开创工作面是关键。

2 物料运输方案

2.1 原物料运输方案

进场后，技术部门结合设计图纸提供的对两岸山体的特征描述，并对现场进行了查勘，决定采取常规修建施工便道这样一个一劳永逸的方案，沿山体走势“之”字形布置施工便道至2个主墩施工作业面，再通过车辆及塔式起重机实现物料的水平及垂直运输。

大桥左岸山体相对平缓，6#主墩施工便道很快完成，机械设备能够直接通过便道进入施工作业面，开始进行主墩基坑开挖施工。但是在右岸便道开挖过程中，由于山体岩层较左岸更为破碎，便道修建进度缓慢，还存在塌方风险，便道下方山体也逐渐被滑落的石头揭露出来，地形、地貌状况与设计所给存在较大差异，右岸施工便道很难修至5#墩施工作业面，这样发展下去将会严重影响到5#墩的施工进度，使整个工程滞后。

2.2 调整后物料运输方案

跨全桥缆索起重系统和跨江索道桥虽然都能够解决现场物料水平或垂直运输问题，但是由于施工周期较长，无法解决5#墩迫在眉睫的问题，由于机械设备无法到达5#墩，基坑开挖采取人工出渣进度缓慢，远落后于6#墩基坑开挖，经过多种方案比对，施工现场及时调整了施工方案，以5#、6#主墩尽可能同步施工为前提，先行施工临时溜索，再通过临时施工溜索由左岸雅新公路吊物点吊运小型挖掘机至5#主墩，解决5#主墩基坑出渣缓慢的难题。

3 施工溜索设计参数

所谓施工溜索，就是一种较为简易的缆索起重系统，主要是用钢丝绳这类柔性材料作为大跨度架空承载结构，供悬吊重物的行走天车在承重索上往返运行，具有垂直和水平运输功能[1]。主要由锚索、承重索、起重索、牵引索、起重卷扬机、牵引卷扬机、行走天车和吊钩组成，具有结构相对简单、施工便捷、速度快等特点。

溜索修建的主要目的是解决右岸5#墩基坑边坡开挖出渣困难的问题，首先确定施工溜索额定起重能力80 kN，能够吊运小型挖掘机，再根据额定起重能力对其他设计参数进行确定[2]。施工溜索位于跨库大桥纵向中线位置，左岸锚点绝对高程2 770.00 m，右岸锚点绝对高程2 740.00 m，布置位置如图1所示。

图1 施工溜索吊运示意

施工溜索长度328 m，额定起重能力80 kN，矢跨比1/16。施工溜索承重索锚固采用预应力钢绞线束岩锚形式，每端锚固预应力2×1 000 kN。左右岸各2根锚索，采用6×φ15.24 mm高强度低松弛钢绞线，钢绞线标准强度1 860 MPa，锚索长度30 m，锚索孔内锚固段长25 m，自由段5 m，张拉控制力1 000 kN/索。承重索采用强度等级2 160 MPa，6×36W＋IWR-42钢丝绳，最小破断拉力1 360 kN。起重索采用强度等级1 770 MPa，4V×39S＋5FC-20钢丝绳，最小破断拉力255 kN。牵引索采用强度等级1 960 MPa，6×36W＋IWR-24钢丝绳，最小破断拉力402 kN。使用工况为风力6级以下，非雷电天气，设备、物料调运，不允许人员乘坐。

4 施工溜索实施方案

4.1 施工准备

施工前进行两岸锚碇位置测量放样，之后进行地形、地质勘察，适当移动锚碇位置，以避开岩层破碎、地形有障碍位置，同时应保证两点连线位于桥梁轴线附近，不宜偏移过多，否则影响吊物落点[3]。采购各种设备、材料并进场，各类技术文件进行报备，对施工人员进行安全与技术交底等工作。

4.2 锚索施工

钻孔施工时，锚索孔直径130 mm，孔深31 m，采用YQ100E型潜孔钻成孔，严禁使用清水洗孔，锚孔下斜角度15°，外斜角度15°，两锚孔间距600 m。

锚索采用6×φ15.24 mm高强度低松弛钢绞线，锚索底端采用挤压套形式的P锚，沿钢绞线端头每3 m用铁丝绑扎（作为紧固件），并在每两处紧固件之间用厚10 mm橡胶板制作的扩张件，将6根钢绞线撑开使其均匀分布，如图2所示。孔内自由段5.5 m，锚碇处0.5 m钢绞线用钢套管包裹，并注满黄油。

图2 预应力锚索构造

采用人工搬运的方法将编制好的钢绞线锚索，放入孔内，孔口外侧至少留1.5 m钢绞线锚索，并在孔口处设置注浆塞，将孔口封堵好。

4.3 压浆

浆液采用微膨胀水泥浆，水泥等级42.5，水灰比0.35，外加剂为膨胀型减水剂。

先用0.4 MPa压力将注浆塞注满，待水泥浆达到20 MPa强度后进行孔内高压注浆，黏度控制在17 s以上，现场注浆时做好抗压试块。

4.4 锚碇施工

待浆体达到25 MPa强度后进行锚碇施工，锚碇尺寸为0.5 m×0.5 m×1.0 m，施工前先对孔口表面进行清理，并设置锚固筋，绑扎钢筋，将锚碇内的钢绞线用PVC管包裹好，支立模板，进行混凝土浇筑，混凝土强度等级采用C40。

4.5 锚板安装、张拉

锚碇强度达到22 MPa后安装锚板，分2次进行锚索张拉，施加预应力[4]。锚具型号为OVM15-6型锚具，锚索每根锚索张拉力1 000 kN。张拉前进行千斤顶、油表标定，得到张拉力-油表读数回归曲线公式。分别计算出200、400、1 000 kN张拉力对应的油压，并计算出各阶段理论伸长值。张拉后将理论伸长值与实际伸长值进行比较，找出误差原因，确认张拉力无误后锁定，然后将锚头用C20混凝土封闭起来。

4.6 安装溜索承重索

采用抛绳器，将引导绳由雅砻江右岸锚碇位置抛射过江，至左岸，由引导绳将承重索由左岸向右岸牵引过江。

将承重索固定在两岸锚板的滑轮上，通过倒链将承重索拉紧并反复调节，使溜索矢跨比满足1∶16，再用马蹄卡将承重钢丝绳固定牢固，固定时卡扣应一正一反设置[5]。

4.7 安装行走小车及起重、牵引装置

在左岸将行走天车安装在承重索上，如图3所示。

图3 行走天车安装

在左岸（高）采用锚筋桩地锚固定2台5 t卷扬机，防止卷扬机前移，其中一台作为牵引设备索引行走小车，另一台作为起重设备，将2台卷扬机上的钢丝绳分别固定在行走小车上，一根用于牵引行走小车，另一根通过行走小车上的滑轮组进行起重作业。牵引索采用φ24 mm钢丝绳，起重索采用φ20 mm钢丝绳。

4.8 起重能力实验、溜索使用前验收

溜索安装完毕，需对各承重、转向、牵引、连接的设备和机具进行全面检查，确保符合设计要求。之后进行联机运行调试，符合要求后进行吊重试验[6]。起重试验分60%额定荷载静态起重→60%额定荷载吊重动态运行→100%额定荷载静态吊重→100%额定荷载吊重动态运行4步进行，每一步测试过程中仔细观察锚碇、钢丝绳、转向系统、卷扬机运行情况，进行调整，解决出现的问题后，再进行下一步实验，如图4所示。

图4 起重能力检验

5 施工工期

从开始施工至投入运营仅需20 d，在项目建设过程中发挥了决定性作用，为项目按期合龙提供了有力保障。

6 结语

综上所述，施工溜索在施工工艺上简单方便，人、材、机投入相对较少，同时具有快速施工等特点，在高山峡谷地区极为适合工程规模小、工期短、投入不大的桥梁及其他工程项目，可以保障物料及部分小型机械正常运输，迅速打开两岸施工作业面。

在部分大型工程项目中，必要时也可作为应急措施，帮助拓展其他工作面。