摘要：根据成兰铁路大变形控制摸索出的经验——“长短结合、先短后长、分期施作”变形主动控制方法,在分合修大跨段采用长短锚杆，再结合预应力锚索,主动支护手段再次加强。结合杨家坪隧道分合修大跨段预应力锚索施工实例，叙述了铁路隧道预应力锚索施工方案，详细介绍了工艺过程，探讨了预应力锚索施工的关键技术与操作要点，提出了相关技术措施，以期为类似工程施工提供技术支持。
关键词：隧道；分合修大跨段；预应力锚索
引言
为了保证施工和运营的安全，极高风险的特长隧道在设计时设置平行导洞及单线，在隧道内单线调整为双线，需设置分合修大跨段。预应力锚索具有锚固长度大、杆体强度高、初锚力高等优点,同时不会过于依赖围岩条件,属于主动支护手段中的一种。因此,在大变形隧道的支护当中,应用预应力锚索支护技术,能够更好的维护隧道稳固安全。
一、工程概况
成兰铁路CLZQ-6标杨家坪隧道位于茂县土门、富顺和光明乡境内，左线全长12815m，右线长1492.363m，隧道进口DK111+220至DK112+720段长1500m为双洞单线分修隧道，
DK112+720至DK113+080段长360m为分合修大跨段，DK113+080至DK123+845段长10765m为单洞双线合修隧道，DK123+845至DK124+035段长190m为三线隧道。杨家坪隧道分合修大跨段设计为四种断面形式：C段110m、D段（b2=810cm）120m、D段（b2=890cm）110m、D段（b2=950cm）20m，均为大变形衬砌。最大开挖宽度23m，最大开挖方量338m3。
图1分合修大跨段D段衬砌分段平面示意图
二、地质情况
施工开挖揭示DK113+080～DK112+970段隧道围岩岩性为志留系中上统茂县群第一亚组（S2-3mx1）绿泥石千枚岩，泥质结构，千枚状～薄片状结构，陡倾，岩层层间结合较差，围岩岩质破碎。受区域构造影响强烈，区间褶皱较发育，围岩节理裂隙较发育～极发育，岩体较破碎～破碎，隧道开挖后围岩剥落、掉块严重，整体稳定性较差。
三、总体施工方案
根据施工揭示地质情况，考虑高地应力、软岩、大变形影响，且DK112+720～DK113+080段为分合修大跨段，施工中严格遵循新奥法组织施工，采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”的施工技术措施。
以分合修大跨段D段（b2=810cm）120m（DK112+850～DK112+970）为例进行说明。该段采用双侧墙导坑法施工，采用双层超前支护（8m长φ76中管棚外插角10～12°、4.5m长φ42小导管外插角45°）+0.5m间距HW200双层钢架+锚网喷联合支护。锚杆锚索参数如下：拱部φ22组合中空锚杆，长4m，间距0.8*1.0(环*纵)；边墙φ32自进式锚杆，长10m，间距0.8*1.0(环*纵)；锚索：采用4束φ15.2mm高强度低松弛钢绞线，钢绞线抗拉强度不小于1860MPa，锚索长18m+外漏1.5m，锚固段长8m，张拉段10m。
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图2分合修大跨段D段（b2=810cm）衬砌断面及施工现场图
四、预应力锚索施工技术
1、锚索施工方案
第一层钢架与边墙基础连接处左右各设置两组水平锚索，锚索长18m，纵向间距1m，每侧每米各1根，钻孔孔径150mm，孔深19m。
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图3分合修大跨段D段（b2=810cm）锚索布设示意及现场施工图
2、施工工艺流程
锚索预应力锚索施工流程：锚索成孔→锚索制作→锚索安装→锚索注浆→锚索张拉→锚索锁定→锚头保护。
2.1锚索钻孔
锚索钻孔直径为150mm，钻孔必须采用干钻，不得采用水钻，应严格按设计要求的孔位及孔深钻孔，开孔偏差不大10cm；孔深实际长度偏差应不小于设计长度且不大于设计长度的1%；钻孔方向应与设计方向相一致，孔向偏差不大于1.5度。
2.2锚索制作
锚索制作共分锚固段制作、灌浆管制作两部分。
2.3锚索安装
每束锚索的规格、组合形式应符合设计要求。切断钢绞线及锚索时，应采用切割机或砂轮锯，且应有可靠的对锚索降温的措施。严禁用电弧烧割。下锚时，先将锚索体的底端放入孔内，用人工依次向孔内缓慢均匀推进。
2.4锚索注浆
锚孔注浆采用孔底注浆法，全长粘结型锚索孔内孔内灌注M35水泥砂浆, 凝固期不小于7天，注浆压力为0.6～0.8MPa ,孔内注浆必须饱满密实,在初凝前需进行二次高压补浆,现场可根据注浆试验对注浆压力进行合理调整。
2.5锚索张拉
锚固段砂浆达到设计强度后分两次逐级张拉锚索,张拉总控制力300KN，分两次张拉，首次张拉70%，3-5天后第二次张拉，张拉完后再次自由段注浆。锚索张拉中应对锚索伸长及受力作好记录,核实伸长与受力值是否相符。锚索张拉实际伸长值与计算伸长值之差不得超过±6%。
2.6锚索锁定
锚索锁定宜采用YJM型锚具,锚具底座项面与钻孔轴线应垂直,确保锚索张拉时千斤顶出力与锚索在同一轴线上。
2.7锚头保护
锚索张拉完成7d后，应对其拉力和外观进行复查，复查合格后方能切除多余的锚索，进行最后的锚固作业。锚头部分应按设计要求涂刷防腐剂。
3、质量控制难点及对应采取的技术措施
3.1控制难点
(1)锚索去油污
由于钢绞线带外包PE套，锚固段是需要去除PE套并做除油处理。由于钢绞线是整圈按长度下料，将前端的锚固段8m长除套后，需要立即对黄油进行处理，确保该段钢绞线无油脂，且与后期的锚索快速编束及固定易冲突，施工困难。
(2)锚索快速编束及紧箍环、扩张环、注浆管的安装
锚索编束时,每根钢绞线或高强钢丝需顺直、不扭不叉、排列均匀，且锚固段每5m设置一个紧箍环、扩张环,使其成波浪状。在紧箍环及扩张环中部位置安装好2根注浆管，以满足注浆及二次补浆的需求。由于环状不固定，很难实现顺直、快速。
(3)钢绞线与一支型钢的连接
由于钢绞线最后是通过钢垫板（30*70*3.5cm）与一支型钢进行连接，如果按常规施工工艺，安装钢垫板时，一支型钢上已经有至少3cm厚的混凝土保护层，此时再进行连接就需要首先破除一条30*70cm喷砼槽，施工困难且不易操作。
(4)注浆量的控制
由于锚固段是靠近围岩侧，在锚固段与自由段的地方需要设置止浆环，但是由于注浆管直径只有φ22mm，对砂浆要求高，且怎么判断注浆是否饱满有困难。
3.2对应采取技术措施及效果
(1)针对难点一、二采取如下的技术措施：①在距离二衬掌子面施工约200m处的C段（比双线隧道加宽了2.7m）作为锚索加工、编束的地段，不影响交通；②、通盘考虑后，应形成破PE管、除油、编束及注浆管等固定的流水施工线，③、为此在现场进行小创新：利用废旧柴油桶对半剖开，里装柴油进行黄油清除；利用简单钢材搭设一个快速编束的简易装置。
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图4锚索黄油清除及编束施工现场图
(2)针对难点三采取如下的技术措施：①在一支型钢喷浆封闭前，根据锚索设计位置，画出锚索钢垫板的位置；②用和锚垫板同尺寸的4mm厚薄钢板进行整体提前焊接预留，喷浆不喷，之后直接再将钢垫板焊接在之前预留钢板上。
(3)针对难点四采取如下的技术措施：①下索时在锚固段尾部钢铰线上系一导线，并用绝缘胶布使导线分离绝缘，导线随锚索伸出孔外接在万用电表正极上，万用表负极接到孔钢铰线上，万用表调到欧姆档，当砂浆灌到锚固段尾部时，导线和钢铰线通过砂浆开成通路，万用表表针转动，即证明锚固段孔已灌满。②将计算锚固段所需砂浆和实际灌浆理进行比较来确定锚固段灌浆量。
(4)综合技术措施:认真做好施工记录，各道工序施工人员必须经培训并经考核合格后方可上岗作业,严禁违操作。严格执行“三检”制,作好班组自检,必须作好各工序的施工记录,施工中上道工序不合格,不得进入下一道工序施工。
(5)采取措施后效果:一是编束速度显著提升，二是钢绞线与一支型钢的钢垫板连接质量明显提升，三是注浆量控制效果良好，并通过了后续张拉数据得以验证,四是整体锚索施工工艺熟练掌握，和掌子面施工关系更加和谐。
六、结语
通过施加长锚索可以很好的达到控制岩体离层运动,增强岩体整体的支撑强度,提升岩体和支护体的整体性,遵循了“长短结合、先短后长、分期施作”变形主动控制方法，具有施工简单、安全、便捷等优点，从而达到较好的支护效果、控制岩体变形的目的。在针对高应力软岩，尤其是跨径大的软岩隧道中预应力锚索的优势越来越明显，使得岩体更加稳固,为后续类似工程的施工积累了经验。
参考文献：
[1]卢小亮.大变形隧道预应力锚索支护技术的应用研究．《江西建材》.2016年第5期
[2] 肖广智：铁路隧道施工主动控制变形技术研究与实践.《隧道建设（中英文）》 2018年第7期“专家论坛”
[3] 鲜国;印建文;成兰铁路隧道建造关键技术与实践;中国隧道与地下工程年会(CTUC)暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第二十届年会专刊;2018