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1、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15.24的钢绞线。每个锚碇模型埋设4束（每束由16根15.24的钢绞线组成）锚索。拉拔试验工程的特点有：进洞前洞帘的石方开挖量大；锚碇模型的开挖断面小，模型洞最
2、小断面为0.820.91m，最大断面为1.161.16m；拉拔试验的反力梁比较大，承受着2000吨的拉力；多点位移计安装比较繁琐，安装点数也比较多；张拉用的锚索在反力梁上布置相对比较集中；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23道挡土墙；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；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
3、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。临时护栏用32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
4、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。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3.222.0米的大洞，在进尺若干米后，找到完整的岩面，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
5、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0.860.91m，最大断面为1.161.16m。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。图3 大洞爆破孔眼布置示意图洞帘的开挖：洞帘的开挖包括边坡洞帘的开挖及大洞的开挖。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32，遇水采用乳
6、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：
7、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32，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1.11.3）。空眼：由3个4 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。模型洞开挖施工：进洞施工的前提是必须找到一个44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。图4 模型洞爆破孔示意图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
8、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1.11.3）。空眼：由3个4 cm的孔眼组成；掏槽眼装药长度：
9、0.61.71.02m。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；K3K9为倾斜式多点位移计钻孔，钻孔深度均为10米；K1K9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，。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。K3K9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15cm。钻机的工作平台用钢管式脚手架进行搭设
10、。4、模型洞内砼的施工方案模型洞开挖完成之后，对模型锚碇整个断面尺寸进行检查，断面尺寸最大容许误差为5cm。模型锚碇施工完毕并经检查合格后，对锚碇进行多次清洗，并且经过超声波对地质进行探测，在地质评述得出合格的结果后，我部即着手进行混凝土浇注的准备工作。模型洞内砼的施工步骤如下：工作的准备：模型试验洞开挖完成之后，先进场一批8钢筋19.0Kg，6钢筋11.8Kg。强度为1860Mpa15.24mm的钢铰线1700.0Kg。C30砼10m3，即需R32.5普通硅酸盐水泥4.0吨， 0.531.5mm的碎石10m3，黄沙4.065 m3；。砼施工准备工作：对混凝土配合比进行设计、试配，配置小型拌和
11、机一台。将钢铰线的锚固板用铁丝固定在角钢上，然后再将预应力钢束穿入预应力钢管，用角钢支撑稳固定住预应力钢管，定位间距为1m。在每个模型锚塞体的后锚面处安装上两个测缝计，沿着锚塞体轴线方向的岩壁上每隔5060cm安装上一个应力计。在模型锚塞体的前锚面处用木模封堵上1/2，然后根据混凝土的浇注进度进行全断面的封堵，混凝土浇注用人工运输，插入振捣棒振捣密实。5、拉拔模型反力梁的施工方案锚碇拉拔试验模型反力梁采用C30浇注而成，试验用的反力梁主要由横梁、立柱、基础等部位组成；反力梁承受着拉拔试验的2000吨左右的力。1）、反力梁的钢筋施工的要求：20以上的钢筋接头采用双面焊接进行施工，16以下的钢筋接
12、头采用绑扎连接方式；反力梁的混凝土标号达到C30以上，混凝土的表面平整度控制在3mm之内；反力梁的尺寸控制在10mm之内。2）、反力梁的施工步骤如下：准备工作：在模型试验洞混凝土浇注完成之后，要进场一批所需钢筋（数量见表1），钢筋在场外加工，在混凝土浇注之前必须运到工地。反力梁各部位的混凝土标号均为C30（各数量见表1），需R32.5普通硅酸盐水泥35.0吨， 0.531.5mm的碎石80.0m3，黄沙36.0 m3。表1 反力梁钢筋、混凝土数量表25 （kg）20（kg）12（kg）10（kg）C30（m3）总计5010.94230.2948.34.987.5反力梁横梁5010.9948.3
13、45.3反力梁基础4180.839.5反力梁立柱49.44.92.7砼施工准备工作：对混凝土配合比进行设计、试配，做好临时混凝土拌和站的建设工作。搭设小钢管支架，并安装好底模，通过检查合格后，绑扎钢筋，安装好预应力钢束的管道，钢筋绑扎好之后，安装侧边模板，并做好模板的支撑，在混凝土浇注之前，浇注混凝土，采用插入振捣棒进行振捣，混凝土的浇注顺序为：基础立柱横梁。三、所投入的机械、人员及材料锚碇开挖完成之前必须完成试锚碇试验模型的试验工程，为锚碇的设计及施工提供指导的作用，为了完成这个施工任务，我部将合理安排施工人员，提高施工的机械化程度，加大设备、人员的投入以保证按时完成锚碇拉拔模型试验施工任务
14、。3.1拉拔试验模型施工分别投入的人员、机械设备为了能够按时完成锚碇拉拔模型试验要投入的机械人员如表1、表2所示：表2 施工人员配置计划表序号工种人数备 注1机械操作手2负责空压机操作2风钻操作手4负责爆破孔的钻孔施工及帮助装药3电工1负责拉拔模型试验的电力线路维护4焊工5负责钢筋的制作5爆破工1负责爆破施工6拌和工2负责拌和机械的维护及混凝土拌和7张拉工8负责拉拔试验的预应力施工8混凝土工4负责混凝土的浇注振捣工作9模板工/架子工6负责支架及模板的安装工作10普工30负责出渣清理、挡土墙砌筑等工作11工程技术人员7爆破工程师1名，结构工程师1名，测量2名，试验2名，安全员1名。合计（人）70表3 主塔承台系梁及基桩开挖主要机具配备表序号名 称型号规格数 量（台）备注176551用于爆破孔施工2YIP23风钻3 m3/min2用于模型洞的开挖3空压机3 m3/min2布置在模型锚碇附近4电焊机3每岸布置4台，用于钢筋焊接5钢筋切断机1每岸布置1台，用于钢筋施工6钢筋弯曲机1每岸布置1台，用于钢筋施工7C10风镐4用于模型洞开挖施工8强制式拌和机5001用于混凝土拌和9振捣棒503用于混凝土的振捣10三角架2用于张拉千斤顶的转运11千斤顶3508用于拉拔试验的张拉12油泵4用于拉拔试验的张拉1
