[发明专利]一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构及建造方法

权利要求书

1.一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：所述复合式锚碇结构包括布置在悬索桥桥位区的主缆接入洞(1)，通过主缆接入洞(1)依次施工形成的散索鞍室(2)、前锚室(3)和后锚室(7)，在前锚室(3)与后锚室(7)之间设有前锚固体(4)、锚塞体(5)、后锚固体(6)以及多根锚索(10)，前锚固体(4)置于锚塞体(5)的前锚面，且面积大于锚塞体(5)的前锚面，后锚固体(6)置于锚塞体(5)的后锚面，且面积大于锚塞体(5)的后锚面，多根锚索(10)从前锚固体(4)穿过锚塞体(5)以及锚塞体(5)周围的岩体(13)后通过锚具(14)固定在后锚固体(6)上；悬索桥的主缆(8)从主缆接入洞(1)牵引入散索鞍室(2)后通过散索鞍(9)分散成数量与锚索(10)数量相同的主缆索股(11)，每根主缆索股(11)分别通过锚固连接器(12)与对应的锚索(10)连接。

2.根据权利要求1所述的一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：所述锚塞体(5)的截面呈城门洞形或马蹄形或圆形，其截面面积从前锚面向后锚面逐渐增大，形成前小后大的楔形体；所述锚塞体(5)与后锚固体(6)组成隧道锚，前锚固体(4)与锚塞体(5)分离，并与后锚固体(6)、锚塞体(5)周围的岩体(13)在锚索(10)的作用下组成包裹在隧道锚外的岩体锚。

3.根据权利要求1或2所述的一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：所述前锚固体(4)、后锚固体(6)的横截面与锚塞体(5)的横截面形状相同，锚塞体(5)和后锚固体(6)为一体式钢筋混凝土结构，前锚固体(4)置于锚塞体(5)的前锚面前侧四周，后锚固体(6)与锚塞体(5)之间呈弧形或半球形的曲面体衔接。

4.根据权利要求2所述的一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：在前锚室(3)对应前锚固体(4)大于锚塞体(5)前锚面的区域回填混凝土形成前锚室加固体(17)；所述多根锚索(10)呈环形均匀分布在锚塞体(5)及锚塞体(5)外围的前锚固体(4)和后锚固体(6)外缘连接线之间的岩体(13)内，并与锚塞体(5)外围、前锚固体(4)和后锚固体(6)外缘连接线之间的岩体(13)形成包裹在隧道锚外的岩体锚；在锚塞体(5)内预埋锚索管(16)，在前锚固体(4)、锚塞体(5)周围的岩体(13)、后锚固体(6)和前锚室加固体(17)中设置锚索孔(15)，并在锚索孔(15)内安装锚索管(16)，岩体(13)内的锚索管(16)和前锚室加固体(17)内的锚索管(16)在前锚室加固体(17)中采用圆角或圆弧相切的方式连接，多根锚索(10)从前锚面、前锚室加固体(17)的锚索管(16)分别穿过锚塞体(5)以及前加固体(4)和锚塞体(5)周围的岩体(13)后通过锚具(14)固定在后锚固体(6)上。

5.根据权利要求2所述的一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构，其特征在于：所述多根锚索(10)穿过锚索管、锚索孔至后锚室(7)用锚具锚固在后锚固体(6)上，隧道锚中的锚索(10)前端用锚具(14)固定在隧道锚的前锚面，岩体锚中的锚索(10)固定在前锚室加固体(17)上，每根主缆索股(11)分别通过锚固连接器(12)与对应的锚具(14)连接；所述前锚室加固体(17)是在主缆索股(11)与锚索(10)在前锚固体(4)前端面连接后通过回填钢筋混凝土形成的加固结构。

6.一种悬索桥隧道锚与岩体锚复合式锚碇结构的建造方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)根据设计图纸和施工放样确定位置前锚室的位置，在悬索桥单侧或双侧山体边坡开挖主缆接入洞，通过光面爆破开挖城门洞形的散索鞍室、前锚室、前锚固体室、锚体室和后锚室；所述锚体室的尺寸根据锚塞体及后锚固体的尺寸进行施工，前锚室从散索鞍室的底部开始外扩至与前锚固体室宽度一致，后锚室与锚体室对应后锚固体的部分宽度一致，且锚体室的截面呈城门洞形或马蹄形或圆形；

(2)开始对前锚室破碎围岩进行喷锚及注浆加固，对前锚固体室、锚体室进行初期喷锚支护，局部小导管注浆，对围岩段架设钢拱架支护围岩，后锚室围岩进行喷锚及注浆加固，主缆接入洞、散索鞍室、前锚室和后锚室用混凝土衬砌；

(3)在锚体室和后锚室开挖完成并清底后，在锚体室内精确定位安装锚索管和钢筋，锚索管呈放射状直线延伸至前锚面，合力点在散索鞍中心；在锚塞体与岩体接触面之间预埋灌浆管，安装后锚面模板，分层一体浇筑微膨胀混凝土，振捣密实，养护混凝土形成由锚塞体和后锚固体组成的一体式锚体结构；

(4)根据设计图纸和施工放样，在前锚固体室内钢筋制安，钻孔部位预埋钢管，然后浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计强度后，通过钻机从预埋的钢管内向后锚面钻锚索孔，期间对岩体破碎碎、完整性差的岩体注浆加固，以提高岩体的完整性和承载力。

(5)在锚索孔内安装锚索，岩体中锚索在前锚固体外面安装锚索管至前锚室，然后用钢筋混凝土将前锚室对应前锚固体大于锚塞体前锚面的区域回填形成前锚室加固体；

(6)在散索鞍室内开挖散索鞍基础，浇筑散索鞍钢筋混凝土基座，到达设计强度后安装散索鞍，然后将悬索桥主缆牵引入，通过散索鞍分散成与锚索根数一致的主缆索股，用锚固连接器将锚索逐根与主缆索股一一对应连接；

(7)在锚塞体混凝土达到设计强度后，在后锚固体表面安装锚具，从中心锚索开始，逐层向外圈对称张拉锚索，单根锚索达到其设计荷载后用锚具锚固到锚塞体上，直至张拉锚固全部锚索，最后向锚索管内灌入锚索防腐和润滑的油体，完成复合锚啶结构的施工。