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　　小凈距隧道是介于普通分離式隧道與連拱隧道之間的一種結(jié)構(gòu)型式，由于不受地形條件以及總體線路線型的限制，其較連拱隧道有施工工藝簡單、造價(jià)較低的特點(diǎn)，愈來愈受到工程界的育睞。但山于小凈距隧中間巖柱體厚度遠(yuǎn)小于普通分離式隧道，其圍巖變形和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜。中央巖柱體的穩(wěn)定性是小凈距隧道是否成功的關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)情況對(duì)中夾巖柱體采用大噸位預(yù)應(yīng)力錨索、對(duì)拉錨桿、無阽結(jié)鋼絞線、小導(dǎo)管預(yù)注漿等技術(shù)進(jìn)行加固。本文結(jié)合一座小凈距隧道圍巖的受力、變形特點(diǎn)，介紹了小凈距隧道中間巖體加固中預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿的設(shè)計(jì)與施工過程。

 

 

　　黃石山隧道為溫州市龍灣區(qū)靈昆大道上的一座控制性工程，隧道按一級(jí)公路分離式雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。隧道左線長度514m，右線為520m，隧道設(shè)計(jì)凈寬14.0m，凈高5.0m（斷面開挖寬度達(dá)16.8m，開挖高度達(dá)11m）。隧道通過的地層為第四系粘土碎石和凝灰?guī)r，洞身的圍巖以微風(fēng)化凝灰?guī)r為主，隧道圍巖為Ⅳ級(jí)和Ⅲ級(jí)，隧道雙洞中間巖柱最小凈寬為9.25m。

 

　　2設(shè)計(jì)計(jì)算

 

　　隧道在右線樁號(hào)k3+410至k3+470約60m長區(qū)間中間巖柱巖體較差，為保證巖體穩(wěn)定，設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力水平對(duì)拉錨桿進(jìn)行加固，采用型號(hào)為φ32mm的精軋螺紋鋼筋，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)張拉應(yīng)力為100KN，水平對(duì)拉錨桿與16號(hào)工字鋼拱架相間布置，初步擬定間距為80cmX80cm。

 

　　設(shè)計(jì)計(jì)算采用彈塑性本構(gòu)模型，德魯克－普拉格屈服準(zhǔn)則，采用實(shí)體單元模擬巖體、二襯及初噴砼，錨桿采用桿單元。左右邊界為距隧道邊沿左右各30m，上部邊界為真實(shí)地面，下部為距隧道底30m。

 

　　圍巖、噴混凝土、錨桿和二次襯砌的物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告、有關(guān)規(guī)范和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。

 

　　本隧道是小凈距隧道，設(shè)計(jì)先行開挖洞是右洞，右洞開挖完畢后，中間巖柱的變形如圖1，可以看出，在距隧道開挖線以外（邊墻）5m的范圍內(nèi)，應(yīng)力變化最為明顯，最大擠壓應(yīng)力達(dá)869.47KPa，中間巖柱的擠壓變形最大2.6mm。

 

　　左洞右邊墻開挖后，對(duì)其中間巖柱進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力水平對(duì)拉錨桿加固，加固后的主應(yīng)力云圖見圖3，巖柱的擠壓應(yīng)力達(dá)1092KPa，最大變形量2.8mm見圖4。雖然巖柱的變形量有所增大，但是變形區(qū)內(nèi)沒有塑性變形區(qū)出現(xiàn)，中間巖柱基本穩(wěn)定，變形在可控范圍之內(nèi)。

 

　　從以上的模擬計(jì)算可以看出，由于左洞（后行開挖）的施工，對(duì)右洞有擾動(dòng)作用，從而出現(xiàn)了應(yīng)力松弛，右洞因而產(chǎn)生的變形較左洞大。設(shè)計(jì)通過對(duì)破碎地帶中間巖柱采取了預(yù)應(yīng)力水平對(duì)拉錨加固，有效減少了先行開挖洞對(duì)后開挖洞室的影響，有利于洞室的整體穩(wěn)定。

 

 

　　預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿加固區(qū)間長度共計(jì)60米。采用的材料為φ32精軋螺紋鋼筋，工程數(shù)量為2961米/183條。

 

　　3.1施工方法及主要施工機(jī)具、勞動(dòng)力的配備

 

　　預(yù)應(yīng)力對(duì)啦錨桿以機(jī)械為主、人工為輔的作業(yè)方法。施工機(jī)具及勞動(dòng)力配備如下：24型潛孔鉆1臺(tái)、二次灰漿攪拌機(jī)1臺(tái)、JZB-2型擠壓式注漿機(jī)1臺(tái)、千斤頂1臺(tái)、壓力表、技工5名、普工10名。

 

　　3.2施工時(shí)間

 

　　預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿施工計(jì)劃，計(jì)劃工期80天。

 

　　3.3施工工藝流程

 

　　預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿采用以下施工工藝流程：成孔→安裝預(yù)應(yīng)力φ32精軋螺紋鋼系統(tǒng)→澆注墊墩→待墊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉→孔內(nèi)注漿→封錨。

 

　　①施工測量放樣

 

　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先對(duì)K3+410～K3+470進(jìn)行施工測量放樣。

 

　　②成孔

 

　　采用潛孔鉆進(jìn)行鉆孔施工，根據(jù)圍巖情況嚴(yán)格控制鉆孔進(jìn)尺進(jìn)度，并隨時(shí)檢測鉆孔傾斜度，允許偏差3%，孔徑為φ10㎝。

 

　?、郯惭b預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼系統(tǒng)

 

　　在安裝預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼前，首先要進(jìn)行清孔，用高壓空氣將巖粉和雜物清除干凈，接著按編制的序號(hào)逐個(gè)安裝已抽檢試驗(yàn)合格后的對(duì)拉錨桿，沿錨桿軸線方向每隔1.5～2.0m設(shè)置一個(gè)對(duì)中器，并且連接用連接器加固好。

 

　?、軡沧㈨艍|墩

 

　　砼墊墩采用C40現(xiàn)澆，布置兩層φ10鋼筋網(wǎng)片，其間距為5㎝，鋼套管一端與墊墩預(yù)埋錨墊板進(jìn)行焊接，確保注漿孔與孔內(nèi)是相通的。

 

　?、蓊A(yù)應(yīng)力錨桿張力

 

　　待錨墊的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉采用兩端同時(shí)張拉，而且左右錯(cuò)開張拉，張拉時(shí)實(shí)際伸長值與理論計(jì)算伸長值之差控制在6%以內(nèi)。張拉程序如下：0→初始應(yīng)力（10%δk）→δk→105%δk(持續(xù)2min錨固)

 

　　⑥孔道壓漿

 

　　錨桿張拉鎖定后，預(yù)應(yīng)力錨桿壓漿采用孔底返漿方法，即錨桿一端封閉，把φ1.0㎝注漿管從另一端伸入封閉端底部。注漿所用的漿液為水泥砂漿，水泥砂漿水灰比0.5，在張拉完畢后，孔道應(yīng)盡早壓漿，壓漿施工應(yīng)均勻、連續(xù)地進(jìn)行，注漿壓力不小于2.0Mpa，且最少維持2min，直到孔道的注漿端出口處冒出不含水沫氣的漿液，且其稠度與壓注的漿液稠度相同時(shí)即行停止（流出漿液的噴射時(shí)間不小于10秒），然后應(yīng)將所有出漿口和孔眼封閉。

 

　　⑦封錨

 

　　孔道壓漿完成后，用切割機(jī)切掉在錨具以外留的預(yù)應(yīng)力錨桿，然后設(shè)置鋼筋網(wǎng)，封錨砼采用C25噴射砼。

 

　　通過對(duì)一座小凈距隧道中間巖體的加固，介紹了預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)用。截至目前，該隧道已經(jīng)運(yùn)營2年多，狀態(tài)良好。本文介紹對(duì)拉錨桿的設(shè)計(jì)和施工方法，以供類似隧道參考。