泸定水电站右坝肩支护工程锚索施工技术

泸定水电站右坝肩支护工程锚索施工技术 豳一 泸定水电站右坝肩文护工程锚索施工技术 李明辉 胥彦刚／(武警水电第三总队) 【摘 要】 泸定水电站右坝肩 1385．5m高程以上边坡 支护工程地质奈件差、设计变更多、施 工内容复杂、施工 场地小、施工干扰大、质量要求高，给施工过程中带来了很大的困难。在锚索施工过程中，钻孔采取扩孔跟管 技术，灌浆采取逐渐增加砂浆含砂量的方法，张拉采取阃歇张拉和以张拉力控制为主、伸长值校核的双控操作 方法，确保了施工质量，节约了施工成本。 【关键词】 泸定水电站 右坝肩 支护工程 锚索 施工技术 1 工程概况 泸定水电站右坝肩边坡地坎坡度为 5O。～7O。，开挖 揭露以第四系上更新统冲洪积层为主，夹崩塌堆积层 ； 土体以块碎石夹土为主，伴有夹漂石及碎石层 ，含直径 为 0．5～5m的大块石，土质不均 、松散、易垮塌 ，表面 堆积体厚为 20~40m不等，局部更厚，存在着不良地质 条件。1385．5m高程平 台以上，开挖后形成 3个马道 ， 分别为 1400．5、14l5．5、1430．5m，开挖 坡 面坡度 为 1：1。为了保证边坡稳定 ，根据业主要求，在 1385．5m 高程以上 6O余米的坡面上采取锚索 、锚筋束和框格梁 组合的形式进行支护。1385．5～1415．5m高程边坡 采 用框格梁+锚索+锚筋束的支护方式 ；1415．5m高程 以上边坡采用框格梁+锚筋束布置的支护方式。 其中，锚索为无黏结型 自由式单孔多锚 头防腐 型 预应力锚索，钻孔孔径为 120mm，下倾 15。，单根锚 索设计荷载为 500kN，锚索长 45～80m。锚 固段长度 (锚入完整基岩内)不小于 8m。锚索结 构形式 如图 1 所示 。 2 施工布置原则 图1 锚索结构形式示意 (尺寸单位：cm) 由于右坝肩 1385．5m平台场地很小，而边坡支护工程 和灌浆平洞工程在同时施工，且平台以下为友邻单位基础 局防渗墙施工，施工干扰大，施工布置上较为困难，因此 在进行施工布置时，一是合理安排两个单项工程的施工进 度，将 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 使用量大、设备使用频繁的施工时段错开，如 · 21 · 水利水电施工 2010·第3期 总第 120期 将边坡支护混凝土浇筑前施工项 目的施工时段和平洞开挖 的施工时段安排在一起；二是因地制宜，将常用且量大的 材料和大体积且固定的设备布置在相对比较宽阔的区域， 如水泥库房和空气压缩机房，将偶尔使用的或小型的设 备采取 “见缝插针”的方式布置 ，如混凝土喷射机和注 浆机等；三是在做好统计和核算工作的前提下，尽量安 排边坡支护工程和灌浆平洞工程共用材料和设备，如空 气压缩机、注浆机、混凝土喷射机、水泥、钢筋 、水池 等，这样不仅可以节约成本，而且可以节约施工布置场 地；四是尽量将材料加工好后再运至平台上安装或组装， 如钢筋下料等；五是将条状材料沿入平台道路两侧 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 、 整齐堆放，并标识清楚，如钢管架、跟管等。 3 主要施工方法 在边坡锚索施工过程中，最关键的 3个工序为钻孔、 注浆和张拉，而在此边坡支护锚索施工过程中，设计对这 3 个工序提出的要求更高，因此在此仅论述这 3／i-Nx：3：序。 3．1 钻孔 由于该边坡工程地质情况复杂、地质条件差，在钻 孔过程中经常出现卡钻、严重塌孔现象，使钻孔无法正 常进行，因此决定采取扩孔跟管法施工。跟管采用风动 潜孔锤 (CHD110W)冲击偏芯钻具带动跟进，即在偏芯 钻具与风动潜孔锤连接好、管靴与跟管连接好后，跟管 在风动潜孔锤和钻机轴 的压力作用下 ，随钻杆跟进 ，从 而达到在钻进过程中护壁成孔的目的。跟管采用 5mm厚 的无缝钢管，外径为 146mm，内径为 136mm，管靴内径 为 124mm。跟管每节长 1．5m，以便跟进。 孔内跟管受到大孤石、锚筋束螺纹钢的螺纹、锚筋 束钢材的焊接接 口等因素的影响，摩擦力增大，拔管过 程中易出现跟管断裂和拔不出的现象。因此，在拔管过 程中应注意检查拔出的跟管和管靴的磨损情况，尽量避 免孔内埋管事故 的发生 ；跟管造孔及不能拔 出的跟管、 管靴工程量，以实际发生量计量。 在钻进过程中，应注意观察跟管跟进速度是否与钻 杆前进速度一致，如果一致，则表示跟管顺利；如果不 一 致，则表示跟管断裂，需重新开孔钻进。 3．2 灌浆 (1)配合 比设计。为了控制灌浆量，节约工程成本， 按业主和设计要求，灌浆时先灌注 1t纯水泥浆后再灌注 水泥砂浆，纯水泥浆和砂浆的标号均为 M35。经现场多 次试验，最后确定纯水泥浆的配合比为 0．35：1(水 ：水 泥)，砂浆配合比为0．3：1：0．4(水 ：水泥 ：砂)；外加 剂采用KDNOF一1高性能减水剂，掺量为0．5 。 (2)配料和搅拌。现场称量采用 TGT一100型台秤， 最大称量值 lOOkg，感量 5Og。每班注浆前 ，对所有的称 量容器进行校核，容器的误差超过 1 时，重新配置加料 容器。配料时，按照试验室出具的配 比，水采用经台秤 称量核定并划定刻度的水桶加入 ，水泥整包加入，砂采 用砂桶由台秤称量后加入 ，外加剂采用搪瓷碗 由台秤称 · 22 · 量后加入。现场按配比配好料后 ，由DJ35O高速制浆机 拌制 (水泥浆搅拌的时间不少于 12Os，砂浆搅拌时间不 少于 3OOs)。利用比重计校核水泥砂浆的比重，确定浆液 浓度达到设计标准后再放至储浆桶进行灌浆 储浆桶中 的浆液需不停地搅拌，防止沉淀。 (3)注浆。注浆采用 UBs一3注浆机和三参数 (密度、 压力、流量)注浆自动 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 仪。按原设计，锚索为无黏结 型锚索，锚索仅设 1根注浆管。在实际施工过程中，发觉 灌浆量严重偏少，推测拔管后锚固段可能出现塌孔情况， 浆液无法注满锚固段，后期的张拉可能无法达到设计荷载。 现场通过和设计、业主及监理有关人员协调，决定在自由段 增加1根注浆管，以对原没计的自由段进行注浆，使自由段 的束体得到水泥浆液的良好保护，即使在锚固段、外锚头失 效的情况下，预应力也能长久保存。在注浆的过程中，由纯 水泥浆液改换为水泥砂浆时，加砂量按配合 比中总砂量的 1O 逐渐增加，直至达到配合比要求为止。 3．3 张拉锁定 张拉锁定是预应力锚索中关键的施工工序。泸定水电 站右坝肩锚索张拉中使用 1台 YKD18B千斤顶，工具锚为 ESM15—7系列锚具。束体由 7根 2．7mm无黏结钢绞线 组成，每根钢绞线的最终张拉荷载为 125kN。采用间歇张 拉的方式，待边坡束体充分调整、且早期预应力损失基本 完成后再进行补偿张拉，使锚索应力超张拉到设计允许应 力值后锁定。锚索张拉时采用以张拉力控制为主、伸长值 校核的双控操作方法，锚索张拉实测伸长值与理论偏差值 均在+10 ～一5 之间，满足设计和规范要求。张拉时 先进行单根预应力钢绞线预紧，再进行整索张拉。预紧 单根钢绞线采取了小千斤顶循环法，单根钢绞线预紧应 力为设计张拉力 的 2O ，每根钢绞线均进行两次预紧。 整索张拉采取分级、分序 的循环方式，张拉顺序为从上 排至下排。单排所有锚索在单根钢绞线预紧完成后 ，按 图 2中 1、2、3、4、5的顺序对 每根锚索按 125kN-~ 250kN分级张拉，待张拉至 250kN后，采用千斤顶将 1、 3、5锚索同时按 375kN一5OOkN一525kN分级张拉锁定， 最后将 2、4锚索同时按 375kN一50OkN一525kN分级张 拉锁定。锚索的张拉荷载由安置在工作锚板下的测力计 显示。泸定水电站右坝肩锚索张拉顺序如图 2所示。 图 2 泸定水电站右坝肩锚索张拉顺序 (下接第 25页) 0．45 图 2 Ⅱ类围岩爆破钻孔示意图 (尺寸单位 ：m) 表 2 出 渣 方 式 对 比 对比指标 侧翻装载机+ 电动扒渣机+ 电动扒渣机+ 及组合 自卸汽车 自卸汽车 电动梭式矿车 轨道投入 无 无 大 电力投入 低 较高 高 设备一次投入 较高 低 高 避车道扩挖增加 多 一般 少 运行费用 高 一般 低 施工效率 高 较高 一般 作业环境 差 一般 较好 通风强度要求 高 一般 低 设备再利用率 高 一般 低 灵活性、适应性 强 较强 差 方 便灵 活， 总成本费用 通风条件好， 效率高，排烟 较低，能满足 一次性投入大， 综合评价 难满足要求， 各 项 要 求， 灵 活 性 差， 弃选 选用 备用 为最优搭配。该隧洞采用 LWZ160一U型电动履带式扒渣机装 渣，避免了—般油动装载机产生的巨大烟尘，既方便灵活， 又节省了轨道投资。扒渣机通过自身皮带运输渣料直接装小 木星土水电站 2号支洞优化设计与施工 型自卸汽车，自卸汽车经洞内、洞外一次性运输至弃渣场。 隧洞每300m扩挖避车道一处，用于扒渣机避炮、自卸汽车 会车掉头、钻爆台车拆放等。扒渣机功率为 75kW，需 1OkV 高压电缆进洞；距出渣工作面不大于 lO00m处安设洞内变压 器 1台，输送三相 380V动力电源至扒渣机。 3．3 地质缺陷处理措施 (1)遇到软弱破碎地质洞段时，需及时调整爆破参 数，本着 “短进尺、弱爆破、勤观测、强支护”的原则 施工。同时，做好地质超前勘探预报工作，以便对后期 开挖与支护施工 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行调整。对于特别破碎的洞段， 采用 “管棚法”施工，尽可能边开挖边衬砌施工。 (2)地下涌水异常时，应立即 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 监理人采取紧急措 施控制涌水，并增设超前钻孔排水系统，将涌水排出。 同时，加强地质观测，必要时采用双液灌浆或化学灌浆 (水玻璃等)进行超前固结灌浆堵漏。 (3)该标段引水隧洞有部分深埋隧洞，局部有可能发生 岩爆。一般可采取以下措施预防岩爆和降低岩爆发生后带来 的危害：①加强观测和预防，一旦有岩爆现象发生，立即向 干燥围岩表面上洒水，或用水 冲洗隧洞边顶拱、掌子面； ②对掌子面及周边围岩进行超前钻孔，采用潜孔钻钻数个空 孔，高压注水及喷洒湿润先期围岩，降低其弹性模量；③采 用全断面光面爆破开挖，严格控制用药量，以尽可能减少爆 破对围岩的影响，使开挖的轮廓光滑圆顺，尽可能避免应力 集中；④一旦有岩爆现象发生，立即向掌子面喷水卸荷，对 工作面进行喷射混凝土封闭，同时停止在工作面附近的其他 施工作业，待工作面安全、稳定后再进行施工。 3．4 实际施工效果 2号支洞实际施工期为 126天，在洞身加长的情况下 仍比原计划工期提前 9天贯通至主洞 ，并创造了最高月 进尺 230m、最高 日进尺 10．8m、最大单循环进尺 2．8m 的纪录，达到同类工程较高水平，为主洞施工积累了宝 贵经验，创造了良好条件。 4 结束语 该工程支洞优化设计取得了较好的综合效益，通过 比较选取的钻爆和出渣方式符合实际情况，也为同类隧 洞施工提供了宝贵的经验。 (上接 第 22页) 4 结束语 (1)合理分配材料及设备布置区域，尽量减小各工作 面间的施工干扰，特别是在施工平台场地较小而施工内 容较多且相互干扰的情况下。 (2)钻孔前，要对边坡的地质情况有个较为翔实的了 解，以便选择合适的钻孔机械和成孔方法，并提前准备 好相关材料。 (3)灌浆施工过程中，要经常对配料容器进行称量校 核，严格控制原材料计量误差；随时注意灌浆的流量、 密度和压力；由纯水泥浆更换为砂浆时，加砂量采取逐 渐增加的方式，以防因堵管而导致灌浆中断；试验人员 全程旁站监控。 (4)张拉过程中，所用张拉设备必须配套并经过率定， 且状态良好，方可保证张拉效果；当锚索的预应力损失超过 设计张拉力的1O 时，应补偿张拉；补偿张拉在锁定值的 基础上一次张拉至超张拉荷载，最多进行两次补偿张拉。 · 25 · j _] ++ 0 ．0