白鶴灘水電站左岸進(jìn)水口邊坡預(yù)應(yīng)力錨桿施工

1、<p>　　白鶴灘水電站左岸進(jìn)水口邊坡預(yù)應(yīng)力錨桿施工</p><p>　　摘要: 預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)要求高，工序銜接要求緊密，施工過程中對(duì)工作面的要求也比較高，施工難度較大。為了保證施工質(zhì)量，確保工程進(jìn)度，施工前進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn)，比選了合理的施工方法，確定適當(dāng)?shù)氖┕?shù)。在施工過程中，對(duì)機(jī)械平臺(tái)、各種設(shè)備、材料和相關(guān)的參數(shù)等做了一些調(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化了預(yù)應(yīng)力錨桿的施工。 </p><p

2、>　　關(guān) 鍵 詞: 進(jìn)水口;預(yù)應(yīng)力錨桿;施工技術(shù);白鶴灘水電站 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TV7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1 工程概述 </b></p><p>　　白鶴灘水電站左岸進(jìn)水口邊坡系統(tǒng)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)采用了砂漿錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿交錯(cuò)布置，間排距為3.0m×3.0m，預(yù)應(yīng)力錨桿長度為9.0m

3、，錨桿直徑為φ32。 </p><p>　　為保證施工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，在預(yù)應(yīng)力錨桿施工前進(jìn)行了生產(chǎn)性試驗(yàn)，確定了預(yù)應(yīng)力錨桿套件規(guī)格、錨固劑用量及張拉時(shí)間段等施工參數(shù)。錨固劑選用8604-K3型，每米用量為31支，本工程設(shè)計(jì)內(nèi)錨段長度為3m，因此確定錨固劑耗用量為93支。張拉試驗(yàn)測試結(jié)果顯示，控制錨固劑注裝完成后4～8h進(jìn)行張拉，以6h為宜。 </p><p>　　2 施工方法的選擇 &

4、lt;/p><p>　　本工程采用大型液壓鑿巖臺(tái)車造孔，利用吊車液壓升降平臺(tái)作為錨桿安裝、張拉等作業(yè)施工平臺(tái)，在生產(chǎn)性試驗(yàn)過程中對(duì)先插桿后注漿及先注漿后插桿兩種施工方法進(jìn)行了比較。前者桿體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本高，施工難度相對(duì)較小，工序較為繁瑣;后者桿體結(jié)構(gòu)簡單，制作方便快捷，要求工序銜接緊密，但工序相對(duì)簡單。經(jīng)比較，決定采用先注漿后插桿的施工方法進(jìn)行施工。 </p><p><b>　

5、　3 施工過程簡述 </b></p><p><b>　　3.1 施工程序 </b></p><p>　　錨桿孔位放樣→鉆孔→清洗→錨桿孔驗(yàn)收→錨桿加工制作→速凝錨固劑注裝→安插錨桿→安裝墊板、墊圈和螺帽→錨桿張拉→水泥砂漿灌注封孔→錨桿驗(yàn)收評(píng)定。在速凝錨固劑強(qiáng)度（含封孔和孔口找平）達(dá)到20MPa后調(diào)整墊板、墊圈，張拉鎖定錨桿。 </p>&

6、lt;p><b>　　3.2 施工方法 </b></p><p>　　3.2.1 施工準(zhǔn)備 </p><p>　　（1）材料。本工程所采用的預(yù)應(yīng)力錨桿為性能符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的Ⅱ級(jí)20MnSi螺紋鋼筋，直徑為φ32。錨桿、墊板、墊圈加工在錨桿加工廠按照設(shè)計(jì)要求制作成型，然后用汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場。錨桿在運(yùn)輸過程中需用橡膠套對(duì)絲牙進(jìn)行保護(hù)，避免絲牙碰撞受損。錨桿桿體

7、采用無銹、順直的整根鋼筋加工，不得采用焊接。桿體端部的絲牙按設(shè)計(jì)要求加工成M30mm，絲牙長度為15cm，加工好的桿體按規(guī)范要求進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格的桿體，螺（母）帽從專業(yè)廠家購買并經(jīng)檢驗(yàn)后用于本工程，螺母必須與桿體絲牙配套。 </p><p>　　膠凝材料選用8604-K3型錨固劑藥卷和緩凝水泥砂漿。緩凝減水劑采用JM-PCA型緩凝減水劑。主要技術(shù)指標(biāo)見表2。 </p><p>　　（

8、2）設(shè)備。為了便于施工，通過現(xiàn)場實(shí)踐，需要對(duì)吊機(jī)進(jìn)行改裝。主要是增加1個(gè)2m×1.5m的操作平臺(tái)，為了保證安全，平臺(tái)護(hù)欄高度應(yīng)在1.2m以上。另外還需增加1個(gè)滑輪組及若干繩索，便于頂拱部位不利于吊車操作時(shí)，利用人工使用定滑輪輔助加力。 </p><p>　?。?）基面處理。預(yù)應(yīng)力錨桿造孔前，對(duì)地質(zhì)條件較差的邊坡采用人工配合挖掘機(jī)對(duì)松動(dòng)巖石進(jìn)行清撬處理，再噴3～5cm厚混凝土。地質(zhì)條件較好的邊坡，根據(jù)現(xiàn)場

9、情況也可先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿施工，再噴混凝土。 </p><p>　　（4）施工風(fēng)、水、電、照明和道路。施工用水、電、道路布置已在相應(yīng)開挖支護(hù)施工中完成，錨桿施工前需對(duì)管路進(jìn)行檢查，從就近的供水、供電系統(tǒng)接用。內(nèi)錨段注漿用風(fēng)采用5m3/min專用移動(dòng)式電動(dòng)空壓機(jī)供風(fēng)。 </p><p>　　3.2.2 測量放線 </p><p>　　測量人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及錨桿布置圖進(jìn)行

10、放線。 </p><p>　?。?）放出支護(hù)區(qū)域的起止樁號(hào)和基準(zhǔn)高程，要求每間隔15m標(biāo)記1個(gè)樁號(hào)，根據(jù)需要，部分樁號(hào)可適當(dāng)加密。 </p><p>　?。?）按圖示支護(hù)參數(shù)進(jìn)行錨桿孔位放樣，并用不同顏色的油漆（或相同顏色的油漆采用不同的標(biāo)記符號(hào)）進(jìn)行標(biāo)記，以區(qū)別不同類型的錨桿孔位。 </p><p><b>　　3.2.3 造孔 </b>&l

11、t;/p><p>　?。?）錨桿鉆孔采用BOOMER-353E三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔。由于預(yù)應(yīng)力錨桿采用“先注漿后安裝錨桿”的程序施工，錨桿孔徑應(yīng)大于錨桿直徑20mm以上，本工程預(yù)應(yīng)力錨桿直徑為φ32，錨桿孔孔徑須大于52mm，施工選用φ64球齒合金鉆頭，鉆孔直徑為φ64。鉆孔角度根據(jù)邊坡的結(jié)構(gòu)形式和錨桿所處的部位，一般情況下垂直巖面或略向上仰，角度采用地質(zhì)羅盤或量角器進(jìn)行控制。 </p><p>

12、　?。?）造孔時(shí)鉆頭要對(duì)準(zhǔn)巖壁上錨桿孔孔位標(biāo)識(shí)下鉆，最大偏差不得大于10cm，開孔應(yīng)用小功率緩慢鉆進(jìn)，鉆進(jìn)約50cm后，校正鉆孔方向，全功率鉆進(jìn)。鉆孔深度可根據(jù)鉆桿長度的標(biāo)識(shí)控制;當(dāng)孔深與鉆桿的長度成幾何倍數(shù)時(shí)，由鉆桿的根數(shù)控制孔深，當(dāng)不成幾何倍數(shù)時(shí)，則在鉆桿上標(biāo)好長度記號(hào)以控制鉆孔深度，要求錨桿孔深度必須達(dá)到施工圖紙的規(guī)定，孔深偏差值不大于5cm。 </p><p><b>　　3.2.4 洗孔 &l

13、t;/b></p><p>　　利用BOOMER-353E三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔，可一邊鉆孔一邊洗孔。鉆孔結(jié)束后，要檢查孔深，并用高壓水將孔內(nèi)巖粉和積水清除干凈。 </p><p>　　3.2.5 注裝8604-K3型錨固劑藥卷 </p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨桿內(nèi)錨段注漿采用專門注裝錨固劑藥卷的MQ-25風(fēng)槍及5m3/min移動(dòng)式電動(dòng)空壓機(jī)進(jìn)行，注裝8604-K3型

14、錨固劑藥卷前，錨桿施工人員先用作好標(biāo)記的注漿管試探鉆孔的深度，根據(jù)試驗(yàn)確定的內(nèi)錨段長度（3m）和鉆孔孔徑（φ64），采用體積法計(jì)算并結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)得出8604-K3型錨固劑藥卷用量，9m預(yù)應(yīng)力錨桿3m內(nèi)錨段約需錨固劑藥卷93支，現(xiàn)場施工時(shí)，根據(jù)注漿管路的長度，先進(jìn)行注漿管路的損耗量注入，直到注漿管管口有錨固劑藥卷送出，再將注漿管插入孔內(nèi)，注入設(shè)計(jì)錨固劑藥卷用量。8604-K3型錨固劑藥卷入孔前應(yīng)根據(jù)所選用的錨固劑藥卷出廠使用說明書用清水浸

15、泡（50～70s），然后將錨固劑藥卷裝入專用的錨固劑藥卷風(fēng)槍，調(diào)整風(fēng)壓為0.4～0.6MPa，然后將風(fēng)槍注漿管送至孔內(nèi)，距孔底約50cm左右，摳動(dòng)扳機(jī)，將錨固劑藥卷均勻注入孔內(nèi)，在注裝錨固劑藥卷時(shí)，風(fēng)槍注漿管按錨固劑藥卷注入均勻退出。每注裝1支錨固劑藥卷，注漿管需退出5～6cm。 </p><p>　　3.2.6 注裝緩凝砂漿 </p><p>　　在注裝錨固劑藥卷前，先按試驗(yàn)室開具的配合

16、比，進(jìn)行緩凝砂漿的拌制，水泥、砂、JM-PCA型緩凝減水劑需嚴(yán)格稱量。由于現(xiàn)場所用的注漿砂可能含水量大小不一樣，現(xiàn)場所用的砂漿以稠度控制較為合適，垂直及傾斜孔砂漿稠度控制在4～6cm，水平孔砂漿稠度控制在6.0～8.0cm。錨固劑藥卷注裝完成后，立即進(jìn)行緩凝水泥砂漿的注裝，注漿時(shí)將注漿管插至距已注入的錨固劑端50～100mm。注漿過程中，注漿管應(yīng)緩慢均勻拔出，速度控制在5～6cm/s。 </p><p>　　3.

17、2.7 安插錨桿 </p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨桿均采用“先注漿后安插錨桿”的程序施工，因此注漿結(jié)束后，立即安插錨桿，預(yù)應(yīng)力錨桿必須在錨固劑藥卷初凝前安裝到位。錨桿安裝采用人工配合反鏟操作平臺(tái)安裝，由于添加JM-PCA型緩凝減水劑后的緩凝砂漿，粘結(jié)力明顯大于普通砂漿粘結(jié)力，所以人工安插錨桿較為困難，必須采用吊機(jī)平臺(tái)才能將桿體推至孔底。吊機(jī)操作手必須服從錨桿安裝人員的指揮，緩慢推進(jìn)桿體并不斷調(diào)整錨桿角度，將錨桿安裝

18、到位。 </p><p>　　3.2.8 安裝墊板、墊圈（球形墊）和螺帽 </p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨桿安裝到位后，即可安裝錨桿墊板、墊圈和螺帽，并調(diào)整墊板位置使之與錨桿軸線垂直。采用適量錨固劑藥卷墊平。 </p><p>　　3.2.9 張拉鎖定 </p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨桿的張拉鎖定應(yīng)在緩凝砂漿初凝前，錨固劑藥卷終凝強(qiáng)度（含墊板后找

19、平錨固劑藥卷）超過20MPa后進(jìn)行張拉。根據(jù)試驗(yàn)確定的參數(shù)，緩凝砂漿初凝為11h以后，8604-K3型錨固劑藥卷終凝為69min，4h抗壓強(qiáng)度超過20MPa。所以預(yù)應(yīng)力錨桿在注漿結(jié)束后4～8h應(yīng)進(jìn)行張拉，張拉采用扭力扳手加載。為此，現(xiàn)場管理人員必須對(duì)每根錨桿開始注漿時(shí)間進(jìn)行記錄，確保在上述時(shí)間內(nèi)進(jìn)行張拉。扭力扳手采用廠家生產(chǎn)配套工具。張拉前，應(yīng)取20%設(shè)計(jì)張拉荷載，對(duì)其預(yù)張拉1～2次，使其各部位接觸緊密。正式張拉時(shí)，應(yīng)張拉至設(shè)計(jì)荷載的1

20、05%～110%，即132kN。再按規(guī)定值進(jìn)行鎖定。 </p><p>　　4 施工過程中需要注意的幾個(gè)要素 </p><p>　　先注漿后插桿的施工方法簡便快捷，工作效率較高，但對(duì)工序銜接要求比較高，如果出現(xiàn)一道工序不在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，可能導(dǎo)致整根錨桿質(zhì)量不合格或無法繼續(xù)施工。預(yù)錨施工過程中需要注意的問題主要有以下幾項(xiàng): </p><p>　?。?）錨固劑浸水時(shí)間

21、要嚴(yán)格控制。浸水時(shí)間過長，導(dǎo)致錨固劑過稀，粘滯力降低，注入后會(huì)沿孔壁下流，浸水時(shí)間過短，錨固劑可能沒有浸透，起不到錨固作用，同時(shí)難以插桿。 </p><p>　　（2）注裝管路要擺放平直，接頭要均勻。預(yù)應(yīng)力錨桿施工需要的注裝管路多而長，尤其是先注漿后插桿的施工方法，注入的是水泥砂漿，稠度大，所以需要的注漿壓力也比較大，管路擺放平直，可以避免堵管。接頭處處理不均勻，應(yīng)力集中，極易致使注漿管爆裂。 </p>

22、;<p>　　（3）注裝完成后，要將注漿管及錨固劑輸送管路清洗干凈，認(rèn)真檢查，不得殘留砂漿及錨固劑。 </p><p>　?。?）錨固劑注入后，應(yīng)盡快完成砂漿灌注，確保桿體安插在20min以內(nèi)完成。預(yù)應(yīng)力錨桿內(nèi)錨段選用的是速凝錨固劑，初凝時(shí)間在30min左右，錨固劑浸水后20min便開始硬化，如果20min以內(nèi)未安插完成，插桿會(huì)比較困難。 </p><p>　?。?）吊機(jī)應(yīng)選

23、取熟練、細(xì)心的操作手。因?yàn)樵诎膊鍡U體過程中有3人在操作平臺(tái)內(nèi)，而且與巖面距離比較小，吊機(jī)操作不當(dāng)可能傷及施工人員，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。 </p><p><b>　　5 質(zhì)量控制措施 </b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力錨桿施工工序復(fù)雜，技術(shù)要求嚴(yán)格，為確保施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格按照程序施工，每道工序完成經(jīng)檢查驗(yàn)收后方可進(jìn)入下道工序施工。除了嚴(yán)把程序檢查驗(yàn)收關(guān)，還要對(duì)如下幾個(gè)

24、質(zhì)量要點(diǎn)進(jìn)行控制: </p><p>　?。?）對(duì)錨桿精軋螺紋鋼、錨固劑藥卷、水泥等重要材料，要求相關(guān)資料齊全，并進(jìn)行抽檢，以確保材質(zhì)優(yōu)良。張拉前首先對(duì)扭力扳手進(jìn)行率定，率定合格后再用于張拉施工。施工中扭力扳手極易損壞，要求張拉50根率定1次，確保張拉精度。 </p><p>　?。?）造孔是質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，孔位必須經(jīng)測量并標(biāo)識(shí)。液壓鑿巖臺(tái)車要選用經(jīng)驗(yàn)豐富，責(zé)任心強(qiáng)的操作手，開鉆前

25、要認(rèn)真調(diào)整好鉆臂方向，確?？紫虼怪睅r面，鉆桿勻速鉆進(jìn)，并不斷加水沖洗巖粉。鉆孔準(zhǔn)確度高，不但確保了錨固效果，且便于插桿及承壓墊板安裝及張拉。 </p><p>　　（3）內(nèi)錨段灌漿是否密實(shí)，是確保張拉成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，錨固劑每打入1卷錨固劑，輸送管向孔外拉出5cm左右，要確保注入錨固劑藥卷數(shù)量，填滿3m錨固段。 </p><p>　?。?）張拉是預(yù)應(yīng)力錨桿施工重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)按技術(shù)要求進(jìn)行分級(jí)

26、張拉，全過程嚴(yán)格監(jiān)控，并做好詳實(shí)細(xì)致的原始記錄。 </p><p><b>　　6 結(jié)語 </b></p><p>　　白鶴灘水電站左岸進(jìn)水口預(yù)應(yīng)力錨桿施工，在施工手段、設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工組織等方面均有一定程度突破。主要有以下幾點(diǎn):①采用多臂液壓鑿巖臺(tái)車造9m深孔，全面提高了造孔精度及速度，使造孔環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化快速施工，極大提高了施工效率;②采用先注漿后插桿的施工方法，

27、施工過程簡捷快速，加快了錨桿安插速度;③減少了材料消耗。相對(duì)先插桿后注漿，本方法不需要回漿管及注漿管，對(duì)錨桿孔直徑要求也比較小。當(dāng)然，在施工過程中也遇到了諸如管路易堵塞、易爆裂及錨桿絲牙易損壞等問題，需要在以后的施工過程進(jìn)一步研究解決，以便更高效快捷地組織施工生產(chǎn)。 </p><p>　　作者簡介：鄧海萁 男1981年生工 程 師中國水電四局第四施工局 </p><p>　　呂曉華 女19