一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法。


背景技术：

2.随着大跨径桥梁的发展，悬索桥在大江大河上广泛建造。悬索桥也称吊桥，是指利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系，将荷载作用传递到桥塔、锚碇的桥梁。按主缆的锚固形式，分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥，目前绝大多数悬索桥都采用地锚式锚固主缆，即主缆通过重力式锚碇或岩隧式锚碇将荷载产生的拉力传至大地来达到全桥的受力平衡，这是大跨度悬索桥最佳的受力模式。
3.相关技术中，隧道锚是一种能较好地利用锚址区的地质条件,工程量相对较小(体量仅为重力锚的20％～25％),性价比高、对周边环境扰动小的锚碇结构形式，多用于山区高速公路上的悬索桥。
4.但是，隧道锚锚址区位于山区，山区道路崎岖机械设备难以运输至山上，并且隧道锚洞内空间小和洞外场地较小，无法提供多种开挖出渣机械设备共同工作的场地。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法，以解决相关技术中挖掘场地小，无法满足多种开挖出渣机械设备共同工作的问题。
6.第一方面，提供了一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法，其包括以下步骤：将隧道锚洞的洞口区域划分为第一渣土区，其他区域划分为第二渣土区，其中，所述第一渣土区的底面与路面齐平，所述第二渣土区具有互相连接的出渣面和施工面；使用挖掘设备将所述第一渣土区的渣土挖掘至所述隧道锚洞外；使用所述挖掘设备挖掘所述施工面以下的渣土，使所述施工面向下移动预设高度，以及使用所述挖掘设备挖掘所述出渣面的渣土，使所述出渣面朝向远离所述隧道锚洞的洞口的方向移动预设距离；重复挖掘所述施工面和所述出渣面的渣土，直至所述第二渣土区挖掘完毕。
7.一些实施例中，所述施工面与所述第一渣土区的底面平行，所述出渣面与所述隧道锚洞的中轴线垂直。
8.一些实施例中，所述使用挖掘设备将所述第一渣土区的渣土挖掘至所述隧道锚洞外包括：将所述第一渣土区沿水平方向分成多个矩形区域，其中，多个所述矩形区域的相邻侧面均垂直于所述隧道锚洞的中轴线；使用所述挖掘设备依次挖掘多个所述矩形区域。
9.一些实施例中，在所述重复挖掘所述施工面和所述出渣面的渣土，直至所述第二渣土区挖掘完毕之后包括：在所述隧道锚洞外设置牵引设备，所述牵引设备与所述挖掘设备连接。
10.一些实施例中，所述使用所述挖掘设备挖掘所述施工面以下的渣土，使所述施工面向下移动预设高度包括：将所述施工面区域的渣土划分为第一部分和其余部分，使用所
述挖掘设备挖掘所述第一部分的渣土；当所述第一部分的施工面下降预设高度时，将所述挖掘设备移动至所述第一部分，再使用所述挖掘设备挖掘所述其余部分的渣土。
11.一些实施例中，所述以及使用所述挖掘设备挖掘所述出渣面的渣土，使所述出渣面朝向远离所述隧道锚洞的洞口的方向移动预设距离包括：使用渣土车将所述第二渣土区的渣土运输至所述隧道锚洞外。
12.一些实施例中，所述预设高度的范围为2m到3m。
13.一些实施例中，使用挖掘设备将所述第二渣土区的渣土挖掘至自卸车；利用所述自卸车将所述第二渣土区的渣土运输至所述隧道锚洞的洞口。
14.一些实施例中，所述挖掘设备为隧道掘进机、挖掘机或装载机中的任意一种或多种。
15.一些实施例中，所述挖掘设备为挖掘机，所述重复挖掘所述施工面和所述出渣面的渣土，直至所述第二渣土区挖掘完毕包括：使用所述挖掘机挖掘所述第二渣土区，并且使用所述挖掘机将所述第二渣土区的渣土运输至所述隧道锚洞外。
16.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
17.本发明实施例提供了一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法，由于可以先使用挖掘设备挖掘第一渣土区的渣土，挖掘出一个可以供挖掘设备施工的空间，再使用挖掘设备挖掘施工面以下的渣土，使施工面向下移动预设高度形成新的施工面，然后挖掘设备在新的施工面上作业，使用挖掘设备挖掘出渣面的渣土，使出渣面朝向远离隧道锚洞的洞口的方向移动预设距离，重复挖掘施工面和出渣面的渣土，直至第二渣土区挖掘完毕，可以使用一台挖掘设备完成整个挖掘施工，因此，上述施工方法无需使用多种开挖出渣设备，可以解决隧道锚洞内空间小、洞外场地较小的问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法的步骤流程图；
20.图2为本发明实施例提供的隧道锚洞的分区结构示意图；
21.图3为本发明实施例提供的隧道锚洞的挖掘状态示意图。
22.图中：
23.1、隧道锚洞；2、第一渣土区；3、第二渣土区；31、出渣面；32、施工面；4、挖掘设备。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明实施例提供了一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法，其能解决相关技术中挖掘场地小，无法满足多种开挖出渣机械设备共同工作的问题。
26.参见图1至图3所示，为本发明实施例提供的一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法，其可以包括以下步骤：
27.s1：将隧道锚洞1的洞口区域划分为第一渣土区2，其他区域划分为第二渣土区3，其中，所述第一渣土区2的底面与路面齐平，所述第二渣土区3具有互相连接的出渣面31和施工面32。
28.参见图1所示，在一些实施例中，可以将隧道锚洞1的洞口区域划分为第一渣土区2，可以将隧道锚洞1的其他区域划分为第二渣土区3，其中，第一渣土区2的底面可以与路面齐平，可以方便挖掘设备4在挖掘第一渣土区2的时候在隧道锚洞1内移动，第一渣土区2的侧面可以相对于底面倾斜，且第一渣土区2的侧面垂直于隧道锚洞1的中轴线，第二渣土区3可以具有互相连接的出渣面31和施工面32，出渣面31可以相对于施工面32倾斜，对隧道锚洞1进行分区可以方便有序的挖掘隧道锚洞1的渣土。
29.参见图1所示，在一些实施例中，施工面32可以与第一渣土区2的底面平行，即施工面32可以与路面平行，可以方便挖掘设备4在施工面32上移动，出渣面31可以垂直于隧道锚洞1的中轴线，其他实施例中，出渣面31也可以是其他倾斜角度的斜面，出渣面31垂直于隧道锚洞1的中轴线，挖掘设备4沿着出渣面31挖掘渣土，挖到隧道锚洞1的底部时，出渣面31刚好可以与隧道锚洞1的底面重合，可以进一步方便挖掘。
30.s2：使用挖掘设备4将所述第一渣土区2的渣土挖掘至所述隧道锚洞1外。
31.参见图1所示，在一些实施例中，可以将第一渣土区2沿水平方向分成多个矩形区域，本实施例中，可以将第一渣土区2分成七个矩形区域，七个矩形区域依次相连，其他实施例中，可以将第一渣土区2分成其他数量的矩形区域，多个矩形区域的相邻侧面可以互相平行，在使用挖掘设备4依次挖掘多个矩形区域，将多个矩形区域的渣土依次挖掘至隧道锚洞1外，将第一渣土区2沿水平方向分成多个矩形区域，可以方便对第一渣土区2进行分区挖掘，可以按照顺序有序的进行挖掘施工。
32.s3：使用所述挖掘设备4挖掘所述施工面32以下的渣土，使所述施工面32向下移动预设高度，以及使用所述挖掘设备4挖掘所述出渣面31的渣土，使所述出渣面31朝向远离所述隧道锚洞1的洞口的方向移动预设距离。
33.参见图2所示，在一些实施例中，可以将施工面32区域的渣土划分为第一部分和其余部分，本实施例中，可以将施工面32区域的渣土划分成三个部分，其他实施例中，可以将施工面32区域的渣土划分为多个部分，可以使用挖掘设备4挖掘第一部分的渣土，并且使用挖掘设备4将第一部分的渣土运输至隧道锚洞1外；当第一部分的高度与其余部分的高度差达到预设高度时，本实施例中，预设高度可以为2m，其他实施例中，预设高度可以为2m至3m中的其他高度值，可以将挖掘设备4移动至挖掘后的第一部分处，再使用挖掘设备4挖掘其余部分的渣土，直至将其余部分的渣土挖掘完毕形成新的施工面32，新的施工面32相较于上一个施工面32向下移动了预设高度，可以在高度方向挖掘第二渣土区3的渣土。
34.参见图2所示，在一些实施例中，可以使用挖掘设备4挖掘出渣面31区域的渣土，本实施例中，可以将出渣面31区域的渣土划分成四个矩形区域，四个矩形区域相邻的侧面可以互相平行，其他实施例中，可以将出渣面31区域的渣土划分成其他数量的矩形区域，可以
使用挖掘设备4将出渣面31区域的渣土挖掘至隧道锚洞1外，使出渣面31可以朝向远离隧道锚洞1的洞口的方向移动预设距离，形成新的出渣面31，新的出渣面31与新的施工面32连接。
35.在一些实施例中，小倾角隧道锚洞1的斜面倾斜角度较小，在挖掘第二渣土区3的过程中，可以将渣土车开进已将渣土挖掘至隧道锚洞1外的第二渣土区3，挖掘设备4可以将渣土挖掘至渣土车，再使用渣土车将渣土运输至隧道锚洞1外，渣土车的运载能力强，可以增加运输渣土的效率，加快施工速度。
36.在一些实施例中，在挖掘第二渣土区3的过程中，可以使用挖掘设备4将第二渣土区3的渣土挖掘至自卸车上，然后利用自卸车的爬坡能力和运输能力将第二渣土区3的渣土运输至隧道锚洞1的洞口，在斜坡上使用自卸车运输渣土的安全系数高，可以避免发生溜车，运输渣土的过程更安全稳定。
37.s4：重复挖掘所述施工面32和所述出渣面31的渣土，直至所述第二渣土区3挖掘完毕。
38.在一些实施例中，可以重复使用挖掘设备4挖掘施工面32的渣土，使施工面32向下移动预设高度，然后在新的施工面32上使用挖掘设备4挖掘出渣面31的渣土，使出渣面31可以朝向远离隧道锚洞1的洞口的方向移动预设距离，重复上述挖掘施工面32和出渣面31的步骤，直至第二渣土区3挖掘完毕。
39.在一些实施例中，可以在隧道锚洞1外设置牵引设备，本实施例中，牵引设备可以为卷扬机，其他实施例中，牵引设备可以是千斤顶等其他设备，牵引设备可以与挖掘设备4连接，当挖掘设备4将第二渣土区3挖掘至隧道锚洞1的底部时，出渣面31区域的渣土挖掘完毕，隧道锚洞1内只剩下底部类似三角形区域的地方还剩渣土没有挖掘，可以将挖掘设备4移动至隧道锚洞1的斜坡上，用牵引设备连接挖掘设备4，防止挖掘设备4溜车，挖掘设备4在隧道锚洞1的斜坡上挖掘最后三角形区域的渣土，自此隧道锚洞1所有的渣土挖掘完毕，最后挖掘设备4沿着隧道锚洞1的斜坡移动至隧道锚洞1外时，可以防止挖掘设备4发生溜车而出现安全事故。
40.在一些实施例中，挖掘设备4为隧道掘进机、挖掘机或装载机中的任意一种或多种，可以根据实际需要选择合适的挖掘设备4。
41.在一些实施例中，挖掘设备4可以为挖掘机，在挖掘第一渣土区2和第二渣土区3的渣土时，可以全程使用挖掘机挖掘渣土，并且使用挖掘机将渣土运输至隧道锚洞1外，整个挖掘渣土和运输渣土的过程可以由一台挖掘机完成，可以减少挖掘机械的使用，机械设备投入成本低，可以解决隧道锚洞1内空间小和洞外场地较小的问题，同时不需要搭设大型钢平台来建造施工场地，进一步降低了施工成本。
42.本发明实施例提供的一种悬索桥小倾角隧道式锚碇开挖施工方法的原理为：
43.由于本发明首先将隧道锚洞1划分为第一渣土区2和第二渣土区3，第一渣土区2的底面可以与路面平行，第二渣土区3可以具有互相连接的施工面32和挖掘面，使用挖掘设备4将第一渣土区2的渣土挖掘至隧道锚洞1外，在隧道锚洞1内形成一个可以供挖掘设备4施工的空间，然后使用挖掘设备4挖掘施工面32，使施工面32向下移动预设高度，之后接着使用挖掘设备4挖掘出渣面31，使出渣面31向远离隧道锚洞1的洞口的方向移动预设距离，最后重复挖掘施工面32和出渣面31，直至将隧道锚洞1的渣土挖掘完毕，在整个挖掘的过程
中，可以使用一台挖掘设备4完成整个挖掘施工，因此，上述施工方法无需使用多种开挖出渣设备，可以解决隧道锚洞1内空间小、洞外场地较小的问题。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
46.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。