【隧道锚锚固系统钢拉杆精确定位施工工艺分析5300字】

隧道锚锚固系统钢拉杆精确定位施工工艺分析目录TOC\o"1-3"\h\u17412隧道锚锚固系统钢拉杆精确定位施工工艺分析 1128561.1.1施工重难点及应对措施 1208391.1.2隧道锚塞体结构施工方法 2208431.1.3钢筋加工与安装 5102001.1.4高强钢拉杆及其锚固系统施工 6目前，国内悬索桥隧道锚锚固系统的安装大多采用在洞口布置牵引系统，运输至安装位置，进行安装。这种方法牵引距离长，运输缓慢，效率不高。该桥的隧道式锚碇与重力式锚碇的锚固系统均采用高强拉杆锚固系统，其由索股锚固系统和钢拉杆系统组成。钢拉杆直径为82mm，每延米重量达到41.4kg，快速运输、安全吊装、精准定位和安装施工难度极大，特别是再狭小的小斜坡隧道锚内部空间中施工，是一个值得研究的环节。施工重难点及应对措施施工重难点分析隧道锚前锚室与水平面夹角为38.8°，锚洞纵向坡度较大，高强钢拉杆锚固系统定位安装难度大，锚塞体作为隧道锚最主要的承力结构，其浇筑质量直接影响到整座桥的质量与安全，必须控制好浇筑过程中的细节，隧道锚锚固系统施工过程主要面临如下困难：（1）锚洞坡度大，空间狭小，建筑材料运输困难。（2）在隧道锚有限的空间内，无法使用大型设备配合吊装作业的情况下，钢拉杆的转运、吊装及精确定位，是施工过程的一大难点。（3）在浇筑锚塞体混凝土时，砼泵管在隧洞内为下行，若混凝土工作性能不够好及布管方式不合理将导致堵管，致使泵送管安拆工作量大，降低功效，易出现施工缝；（4）锚塞体混凝土单洞方量约8607m³，单次浇筑最大方量1177.1m³，为大体积混凝土浇筑，温度的控制是一大难点，若温度控制不当，会导致混凝土内部萌生裂缝，影响结构工程质量。施工难点应对措施针对上述在泸定大渡河特大桥隧道锚施工过程中所面临的主要问题，提出如下的应对措施：表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s14施工难点应对措施表序号难点应对措施1锚洞纵向坡度较大，材料运输困难①建筑材料可通过安装轨道，利用横洞，矿车相结合的方式进行运输；2高强钢拉杆锚固系统定位、安装难度大①通过在泸定隧道搭设吊装支架进行钢拉杆的转运，利用横通道进入隧道锚工作区域；②通过定位支架定位高强钢拉杆，并在锚室内设置的吊点进行缆索吊装，分层逐次安装。3锚塞体砼浇筑细节控制①优化混凝土配合比，将混凝土的初凝时间控制在18至22个小时，并在大坡度位置的泵管增加闸阀防止泵送混凝土离析；②在浇筑下一层时，振捣棒必须插入已浇筑层中10cm，且充分振捣；③在振捣过程中，派专人观察钢筋、预应力管道及模板的牢固程度及变形，发现异常及时处理；④合理布置泵送管的位置和浇筑点。④混凝土浇筑时，分层顶面喷雾养护。4大体积混凝土温度控制①优化混凝土配合比，在满足混凝土强度要求的基础上降低单方混凝土中胶凝材料及硅酸盐水泥的用量；②选用低水化热和含碱性量低的水泥；③使用性能优良的高效减水剂，尽量降低拌和水用量；④有效控制浇筑温度和最大温差；⑤浇筑完成后对混凝土顶面及时采用土工布或油毛毡进行覆盖洒水养护；⑥浇筑之前布置温度传感器，测量混凝土不同部位温度变化过程，检验不同时期的温度特性和温差标准，及时采取相应措施，进行控制。隧道锚塞体结构施工方法总体施工流程隧道锚开挖完成后，锚塞体段清除场地内的杂物，并对锚洞开挖时预留的土体先进行人工清理，然后再用空压机吹干净，以达到设计标高和浇筑条件，便可进行锚塞体的施工，锚塞体施工流程如REF_Ref71659786\h图STYLEREF1\s352总体施工步骤示意图所示：图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s152总体施工步骤示意图定位支架施工（1）定位支架介绍定位支架材料组成为竖向┗110*10角钢及水平┗110*8角钢，锚碇单个锚塞体内设置19排定位钢支架，每排定位钢支架由10根竖杆及29根水平杆组成，竖杆与水平杆焊接。锚塞体定位支架布置图如下所示：图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s153锚塞体定位支架立面布置图图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s154前锚面支架断面图图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s155后锚面支架断面图图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s156支架平面图（2）定位支架施工组拼角钢排架前，精确测量每排角钢平面位置，然后在洞壁四周选定部分角钢的锚固点，钻眼设锚杆固定角钢排架，角钢排架施工从里向外、从底往上逐排安放，整个锚塞体定位钢支架根据砼浇筑分层高度精确安装到位。由于钢支架施工精度直接影响预应力管道的安装精度，因此，对钢支架砼底面标高、平整度严格要求，控制误差范围。在锚洞内，无法使用大型设备配合吊装作业，隧道式锚碇内的定位钢支架通过横通道转运进入，利用缆索吊运至相应位置，再通过人工或利用手拉葫芦（1～5T）对钢材进行安装定位。钢筋加工与安装钢筋加工及转运钢筋在使用前，要确认具备钢筋出厂质量保证书和合格实验检验报告。钢筋经检验合格后在钢筋车间按施工图加工成半成品，然后按钢筋型号和使用部位进行编号分类堆放整齐。所有钢筋在加工和绑扎过程中应避免锈蚀和污染，当钢筋露天堆放时，钢筋应高出地面，并采取遮盖措施以防淋雨。隧道锚锚塞体钢筋在钢筋加工厂内加工成半成品，按类堆放并编号，汽车运至现场绑扎。在锚洞内，无法使用大型设备配合吊装作业，隧道式锚碇内的钢筋通过横通道转运进入，利用缆索吊运至相应位置。钢筋绑扎按照与混凝土分层浇筑相匹配的原则进行安装钢筋绑扎，逐层绑扎、逐层浇筑。（1）前、后锚面钢筋绑扎前锚面与后锚面钢筋绑扎的步骤相同。利用锚面高强钢拉杆定位支架焊接6-8根竖向钢筋，并画好水平钢筋绑扎标志。然后在竖向钢筋中部先行绑扎两道水平筋。锚面完成上述工作后，开始绑扎竖向钢筋，然后依据标志线完成水平钢筋绑扎，重复上述步骤3次，完成前锚面4层钢筋安装，然后再安装勾筋。（2）锚塞体钢筋绑扎因锚塞体钢筋为双层或单层环形钢筋，与钢拉杆安装时相互交错。锚塞体钢筋安装利用钢拉杆定位支架沿其横断面焊接环向间距为2米的定位钢筋，然后分段分外层、内层分别安装环向钢筋并焊接，接着安装洞轴线水平钢筋，最后安装勾筋。各层交界面设置有间距为10×10cm的D8焊接钢筋网片。在施工下层混凝土时，于交界面处预埋Φ16mm的架立钢筋，其间距为40×40cm。然后做好标记（为防裂钢筋网的绑扎高度），用扎丝将防裂钢筋网绑扎在架立钢筋上，从而完成防裂钢筋网施工。高强钢拉杆及其锚固系统施工隧道式锚碇锚固系统采用高强拉杆锚固系统，高强拉杆锚固系统由两个子系统组成：一是索股锚固系统，二是钢拉杆系统，两个子系统通过联接器结为统一整体，主缆索股拉力通过联接器平板转换为钢拉杆的拉力，钢拉杆拉力通过钢垫板直接传给锚块混凝土。索股锚固系统由连接拉杆组件、联接器平板组成；锚固钢拉杆采用表面涂抹水溶性防锈油+孔道灌注纯水泥浆的防腐体系。高强拉杆锚碇锚固系统的拉杆采用42CrMo。索股锚固系统的连接拉杆直径为72mm，钢拉杆系统的锚固钢拉杆直径为82mm。锚固钢拉杆由四根φ82高强钢拉杆通过止转连接器接长。高强钢拉杆锚固系统总成图如REF_Ref71659917\h图STYLEREF1\s357高强钢拉杆锚固系统总成图所示：图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s157高强钢拉杆锚固系统总成图在隧道锚有限的空间内，无法使用大型设备配合吊装作业的情况下，钢拉杆的转运、吊装及精确定位，是施工过程的一大难点。为此，针对其特点分两步进行施工。（1）通过在泸定隧道搭设吊装支架进行钢拉杆的转运，利用横通道进入隧道锚工作区域；（2）在锚室内设置的吊点进行缆索吊装，通过分层逐次安装。利用横洞横向转运钢拉杆钢拉杆自身长度较长，通常在转运过程中比较难控制。尤其是在空间比较狭隘的隧道锚里，它的起吊和转动很难操作，且花费的人工和时间较长，对工期影响较大。本研究提出一种能有效快速的将钢拉杆运输至安装区域，在这过程中它的各环节施工效率得到了很大的提升，且利用隧道横洞缩短了运输至安装底部的距离，可增加其转运效率，节约成本。该方法具有如下优点：①只需要两次转动就能让钢拉杆就位。②转运系统结构形式不复杂，易于安装和操作。③效率高，省时省工，且安全。④充分利用隧道横洞缩短了运输至安装底部的距离，可增加其转运效率，节约成本。钢拉杆吊装及定位根据隧道锚锚固系统的结构特点，首先将工厂加工的各组件运至施工现场，再进行组装，然后吊装、定位、安装，具体的施工工艺流程如下：图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s158高强钢拉杆锚固系统施工流程图（1）钢拉杆吊装系统检算拟采用类似于缆索吊装的系统吊装钢拉杆。具体吊装方法是在横洞往隧道锚洞口顶部中心两侧对应位置安装四个定滑轮，在下面对应平台处安装两台10T卷扬机作为承重绳反拉装置，另安装两台5T卷扬机作为运输小车反拉装置。经过分析计算选取最不利跨度下七个锚固点的计算结果如REF_Ref71659982\h表STYLEREF1\s35各锚点钢拉杆吊装系统计算成果表所示。由表可知，本吊装系统受力合理，安全可靠。表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s15各锚点钢拉杆吊装系统计算成果表（2）钢拉杆吊装在横洞上方搭设一施工平台，其上安装两台10t卷扬机，用于牵引索股作为吊装承重绳，另一头锚固于后锚面或已浇筑混凝土顶板，根据需吊装拉杆位置而灵活变动其位置。另安装两台5t卷扬机，用于反拉钢拉杆运输小车。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s159拱顶定滑轮照片牵引承重绳锚固于指定位置（需考虑最大垂度2m和安装空间），钢拉杆自横洞进入后，通过手拉葫芦及吊带将其悬吊于索股之上，待安装好反拉钢绳后开始吊运至定位支架相应位置，通过手拉葫芦进行微调就位。钢拉杆、固定端及套筒组装完成后通过电动葫芦提升到运输小车高度后需要进行吊点转换，在此我们采用装修脚手架作为操作平台。装修脚手架自带滚轮，便于移动，对钢拉杆旋转、吊装空间影响小。（3）钢拉杆定位隧道式锚碇高强钢拉杆锚固系统中钢拉杆定位是整个锚碇施工的重点和难点环节。针对如何保证钢拉杆的准确定位（Φ82高强钢拉杆安装轴线偏差≤5mm，工作端出口坐标偏差≤5mm），我部先通过定位支架上的定位钢板进行初定位，然后通过安装在预埋钢管上的临时导向圆盘，三维测量精确定位。高强钢拉杆接长系统采用带有止转功能的连接器接长高强钢拉杆。按设计要求，锚塞体相邻位置的钢拉杆连接位置需要错开布置。安装连接器前，待接长的两根高强钢拉杆的两端均要做定位标记，定位标记距离端面为165mm，安装连接器，并且旋合到定位标记处时再安装止转螺母。工作端钢拉杆锚固系统安装锚塞体浇筑完成后，安装工作端钢拉杆锚固系统各部件，支撑筒安装至钢垫板及联接器平板止口位置，球形垫板的球面处需均匀涂抹一层退锚灵并安装进联接器平板止口位置，保证联接器平板与Φ82高强钢拉杆轴线垂直，Φ82高强钢拉杆露出联接器平板外端面的外露长度≥420mm。工作端Φ82高强钢拉杆构件安装完成并精确定位后，按要求对Φ82高强钢拉杆锚碇锚固系统进行张拉，张拉至设计力值后，旋紧工作螺母。安装Φ72连接拉杆及其组件，Φ72连接拉杆初步预紧后，放松支撑筒上下法兰安装螺钉，Φ72连接拉杆同步张拉至设计力值后，再扭紧支撑筒上下法兰安装螺钉，保证连接器平板与Φ82高强钢拉杆轴线垂直度偏差≤1°。安装保护罩，注意保护罩排气口朝上并与Φ82高强钢拉杆轴线平行。高强钢拉杆张拉采用GLG82-ZL.ZL0φ82高强拉杆张拉组件作为高强拉杆锚固系统的张拉装置，该张拉组件包含张拉杆、工作螺母、张拉千斤顶、螺母扭紧扳手和张拉配套脚撑等主要部件，其结构简图如下：图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s160张拉组件安装示意图锚碇系统φ82高强拉杆的设计张拉力为1850kN。高强钢拉杆张拉时，先安装球形垫板和旋紧工作螺母，装入张拉组件，注意撑脚与高强拉杆轴线一致，然后安装张拉杆（安装张拉杆前，要求每根高强钢拉杆做好与杆体端面的标记线，标记长度为220mm，确保张拉杆安装到位）旋紧至高强钢拉杆，在旋紧张拉螺母至千斤顶张拉槽口端面，准备张拉。所有高强钢拉杆的张拉采用张拉力与伸长值双控。在张拉过程中，一边张拉一边通过旋钮扳手旋紧工作螺母，张拉达到设计吨位后，通过扭紧扳手锁定工作螺母。千斤顶缓慢卸载后，张拉结束。拆卸张拉杆，做好下一根高强钢拉杆的张拉准备。根据计算制定合理的张拉顺序，确定各钢拉杆的初张力，以保证全部钢拉杆张拉完成后，各钢拉杆的永存拉力相等。高强钢拉杆孔道注浆锚碇钢拉杆张拉后，将过长的高强钢拉杆用砂轮切割机切除，保证钢拉杆的外露长度能够安装保护罩；按要求安装保护罩及灌浆连接件，用压缩空气或高压水试通整个孔道，清除预应力管道内杂质，准备注浆用设备及材料。高强钢拉杆的孔道注浆采用孔底串联循环注浆方式。安装完固定端锚固系统后，将注浆管连接到注浆连接管，然后将注浆管沿预埋钢管布置，并与预埋钢管绑扎牢固，直至前锚面。注浆管道连接如下图所示：图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s