隧道锚碇拉拔试验的施工组织

隧道锚碇拉拔试验模型的施工方案

一、工程概述及特点

根据模型试验相似的原则，模型试验点布置位置在桩号YK100+185，路线右侧60米的山坡上，标高与本桥锚碇处在同一高程。试验模型是按隧道锚碇尺寸的1/12进行设计的。

拉拔试验模型由模型锚碇、反力支撑系统及安装多点位移计的钻孔组成。 拉拔试验锚碇模型采用与实体锚体相同强度等级的混凝土（C30以上），为了避免混凝土收缩缝的影响，材料采用微膨胀混凝土。拉拔试验用的钢绞线采用强度为1860Mpa的φ15.24㎜的钢绞线。每个锚碇模型埋设4束（每束由16根φ15.24㎜的钢绞线组成）锚索。

拉拔试验工程的特点有：①进洞前洞帘的石方开挖量大；②锚碇模型的开挖断面小，模型洞最小断面为0.82×0.91m，最大断面为1.16×1.16m；③拉拔试验的反力梁比较大，承受着2000吨的拉力；④多点位移计安装比较繁琐，安装点数也比较多；⑤张拉用的锚索在反力梁上布置相对比较集中；⑥施工场地在9号便道的上方，为了保证9号便道过往车辆、人员的安全，需设置2～3道挡土墙；⑦加载试验期长，具备加载条件之日起约4个月，甚至于锚洞竣工；⑧配套件多而繁杂。

二、施工方案

隧道模型拉拔试验的施工的工作内容为：防护工程、模型试验洞的开挖、多点位移孔计的安装施工、模型洞内砼的浇注、拉拔模型反力梁的施工、施工加荷载等。其他具体的试验步骤详见长江科学院岩基所下发的试验大纲与细则（待发）。

1、防护工程的施工方案

防护工程主要是为了保证9号便道过往车辆及人员的施工安全，防护工程主要设有临时挡土墙、浆砌片石挡土墙、干砌片石挡土墙及临时护栏。防护工程的布置示意图如图1所示。

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临时护栏用φ32㎜的钢筋为支撑主干，用木条作为横杆，垫上树枝作为缓冲物，临时护栏作用是为了减少飞石及缓冲大块石头下滚速度，避免拉拔试验模型施工对9号便道上过往车辆、人员的安全产生威胁。

浆砌片石挡土墙是根据洞帘的开挖量来确定是否施工，如果洞帘的开挖方量大，就要进行挡土墙的施工，作为洞帘弃渣的主要场地。

干砌片石挡土墙是以洞帘开挖下来的石头为源材料砌筑，以使试验模型前方形成一个宽阔的操作空间，并临时堆积爆破石方，然后再通过这个干砌挡土墙这个空间往下弃渣。 临时挡土墙主要利用树木通过铁丝及树干、树枝做成的临时挡土墙。主要作用防止滚石落入9号便道，同时在临时挡土墙处形成弃渣场。 临时护栏爆破石堆干砌片石挡土墙浆砌片石挡土墙临时挡土墙图1 拉拔试验模型防护工程示意图

2、模型洞开挖的施工方案

由于我部从2004年8月6日开始进场施工模型洞，到2004年9月8日左右，已经从坡面向内开挖了11米还没有找到完整的洞帘，没办法进行模型洞的开挖。而继续按照整个边坡开挖来寻找洞帘的施工方法，土石方开挖的工程量大，因此，我部决定采用先开挖一个3.22×2.0米的大洞，在进尺若干米后，找到完

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整的岩面，确定模型洞的进洞洞帘，采此方案的好处是减少土石方的开挖量。此开挖方案的示意图见图2，在图中X表示大洞的进尺，即从坡面至模型洞洞帘的距离。在进入大洞寻找模型洞的洞帘之前，在大洞的周围12.0米的范围内修整成一个平面，便于反力梁的施工及试验阶段有一个良好的操作空间。

本试验模型的最小开挖断面为0.86×0.91m，最大断面为1.16×1.16m。从断面尺寸的数据上来看，开挖尺寸较小，在洞内人只能猫着腰干活，同时每个洞内只能容纳一个人进行施工，并且工作时间不能超过半个小时就要进行换班。 X图2 试验锚碇开挖示意图 图3 大洞爆破孔眼布置示意图

⑴洞帘的开挖：洞帘的开挖包括边坡洞帘的开挖及大洞的开挖。

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●边坡洞帘开挖采用松动爆破技术进行施工。为了保证9号便道的施工安全，只能采用小爆破进行施工。爆破的技术参数如下：

钻孔孔径：选用40mm。

爆破器材：选用2#岩石销铵炸药，非电毫秒雷管；药卷直径φ32，遇水采用乳胶炸药。

装药不偶合系数：D=1.25。 边坡爆破孔的孔间距： 44cm。 两排爆破孔的排间距：55cm。 边坡爆破孔装药集中度：q=0.30kg/m。 炸药单耗：0.4kg/m3。

在爆破施工之前，一定要安装好临时栏杆，并且要垫上一些树技作为缓冲物，对阻挡飞石有一定的效果，同时可以减小滚石的速度，得以有效保障9号便道的施工安全。

爆破后的石方可以用来砌筑挡土墙，多余的石方弃到临时挡土墙处。 ●大洞的开挖

由于模型锚碇处为层状灰岩，并且每层灰岩中都夹有粘土。鉴于地质条件的原因，大洞的开挖采用预裂爆破技术进行施工，一个循环进尺为1.0米。其爆破顺序为：周边眼——掏槽眼——辅助眼；爆破孔眼布置见图3所示；爆破的技术参数如下：

钻孔孔径：选用40mm。

爆破器材：选用2#岩石销铵炸药，非电毫秒雷管；药卷直径φ32，遇水采用乳胶炸药。

装药不偶合系数：D=1.25。 周边眼的眼间距： ≤45cm。 辅助眼的眼间距： ≤76cm。 两排爆破孔的排间距：55cm。

掏槽眼：眼距60cm，孔深1.2m（为开挖进尺的1.1～1.3）。 空眼：由3个φ4 cm的孔眼组成。 边坡爆破孔装药集中度：q=0.30kg/m。 炸药单耗：0.4kg/m3。

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⑵模型洞开挖施工：进洞施工的前提是必须找到一个4×4米的完整岩面才能进洞，完整岩面的岩性要经过长江科学院岩基所确认合格之后才能进洞施工。 在洞内的开挖方式主要是以人工开挖为主，爆破施工为辅的开挖方式，人工开挖主要采用C10风镐及钢钎进行施工。爆破施工主要采用孔眼密集型的爆破法进行施工，钻眼深度根据开挖进尺来确定（一般为1.5米左右），在距开挖轮廓线5.0㎝的位置布置周边眼；爆破后，用人工清理堆积土石方及用风镐、钢钎开挖周边部位达到设计尺寸后才能进行下一步的施工。洞内的爆破示意图如图4所示。 洞内开挖的爆破参数如下： 钻孔孔径：选用40mm。 爆破器材：选用2#岩石销铵炸药，非电毫秒雷管；遇水采用乳胶炸药。 装药不偶合系数：D=1.0； 周边眼的眼间距： ≤16cm； 周边眼装药长度：不装药； 掏槽眼：眼距30cm，孔深1.7m（为开挖进尺的1.1～1.3）。 空眼：由3个φ4 cm的孔眼组成； 掏槽眼装药长度：0.6×1.7＝1.02m。 3、多点位移计钻孔的施工方案 整个锚碇模型试验总共有9个模型试验钻孔，其中K1、K2为垂直多点位移计钻孔，钻孔深度分别为11米和14米；K3～K9为倾斜式多点位移计钻孔，钻孔深度均为10米；K1～K9的孔径均为75mm。整个钻孔长度共计95米。

K1、K2为垂直多点位移计钻孔在进洞的位置确定后施工出钻孔平台的位置，再根据钻孔顶面标高与进洞位置的高差及相互的水平距离确定钻孔位置。为了方便钻机、钻杆及芯样的搬运，在钻孔平台的位置修筑人行便道通往洞帘前方的工作平台。

K3～K9多点位移钻孔的施工必须在进洞的位置确定之后才能施工，并且在施工之前要求洞帘处的多点位移计钻孔范围必须进行整平，要求洞帘的平整度为

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图4 模型洞爆破孔示意图

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