周國鋒，陳紅剛，劉才高

(中國水電基礎(chǔ)局有限公司，天津301700)

1 基本概況

Dr2危巖體位于索風(fēng)營水電站右壩肩灰?guī)r陡壁上，頂部高程1085 m，底部高程870 m。高程1070 m以上為T1m灰?guī)r地層形成的緩坡平臺(tái)，地形坡度5°～10°;高程960 m以下下游側(cè)為崩塌堆積體形成的斜坡，地形坡度24°～40°，上游側(cè)及960～1080 m之間為T1m灰?guī)r形成的陡壁，地形坡度＞70°，局部形成倒懸坡。其后方受近于平行于巖面(河流)的L1～L7共7條主要裂隙切割，底部為T1y3泥巖，形成了體積為78萬m3向外凸出的危巖，成了懸在大壩及電站進(jìn)出水口上方的一把“利劍”。

2000 kN無粘結(jié)錨索布置于危巖體上部高程1040～1064.5 m之間，共176根，深度35～55 m，是上部加固的主要措施，目的是防止危巖體傾覆，并阻止Dr1、Dr2區(qū)巖體松動(dòng)脫落。

2 工程特點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法

2．1 工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

(1)錨索工程布置于危巖體上部高程1040～1064.5 m之間，距離下部930 m施工平臺(tái)高差110～134.5 m。需借助施工棧橋施工，由于高差大、場(chǎng)地小、施工干擾大，存在較大的難度和不安全因素。

(2)鉆孔精度要求高。鉆機(jī)及棧橋的穩(wěn)定性直接影響到鉆孔的孔斜率，鉆孔精度難于控制，而且危巖體巖層復(fù)雜，多破碎帶分布在山體中，必須穿越L1和L2裂隙，鉆孔過程中可能遭遇塌孔、掉塊、卡鉆、埋鉆等現(xiàn)象。

(3)受施工棧橋平臺(tái)狹小因素影響，錨索運(yùn)輸和下索困難。

2．2 解決辦法

針對(duì)危巖體的特點(diǎn)及難點(diǎn)，為確保施工質(zhì)量、工程安全和人身安全，施工中采用以下措施:(1)搭設(shè)施工棧橋作為施工平臺(tái);(2)采用固壁灌漿掃孔鉆進(jìn);(3)采用孔內(nèi)錄像進(jìn)行地質(zhì)鑒定確定孔深;(4)采用塔吊運(yùn)輸材料和設(shè)備，在施工棧橋上進(jìn)行編索;(5)人工在錨索平臺(tái)上運(yùn)輸并下索。

3 棧橋施工

由于930～1080 m為大于70°陡壁，錨索距930 m平臺(tái)以下緩坡地面最小高度110 m，修建錨索施工平臺(tái)困難極大。如果采用傳統(tǒng)做法，搭設(shè)腳手架施工平臺(tái)，為了保證安全，架管將很密，工程量極大，造價(jià)很高，而且影響高排架穩(wěn)定性的因素很多。最后經(jīng)過比較和設(shè)計(jì)，形成了搭設(shè)8層鋼棧橋的實(shí)施方案(參見圖1)。

圖1 錨索棧橋照片

由于施工場(chǎng)地位于垂直崖面上，高程EL1040～1064.5 m，施工方法是在EL1037 m修建水平人行棧橋，再在人行棧橋上搭設(shè)EL1040 m第一層型鋼棧橋，然后以下層棧橋?yàn)槠脚_(tái)搭設(shè)上層型鋼棧橋。共搭設(shè)8層鋼棧橋，鋼板共鋪4層，另外4層從下面棧橋上拆下翻至上面鋪設(shè)施工。棧橋搭設(shè)鋼材共499 t。

后期沒有鋼板的棧橋，采用鋪設(shè)木板的方式搭設(shè)棧橋，進(jìn)行張拉和封錨施工。

4 2000 kN無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索施工

4．1 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索工藝特點(diǎn)

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索是邊坡加固中高性能、可靠、施工迅捷的方法與措施。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索由工作錨板、夾片、張拉段和內(nèi)錨固段構(gòu)成。其張拉段(自由段)為無粘結(jié)鋼絞線，無粘結(jié)錨索錨具為永久持力結(jié)構(gòu)。錨固后的無粘結(jié)錨索索體工作過程中受拉段全長均勻保存和傳遞應(yīng)力，使錨索在巖體變位時(shí)，自由段能沿全長調(diào)整應(yīng)變，因而可避免變形集中在局部段上而導(dǎo)致錨索斷裂，預(yù)應(yīng)力的大小也隨巖體變位自行調(diào)整;無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索工藝具有快速施工、便于二次張拉等特點(diǎn)。

根據(jù)以上無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索工藝的特點(diǎn)，并結(jié)合危巖體的實(shí)際情況，經(jīng)過計(jì)算比較，采用2000 kN無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)危巖體進(jìn)行處理。

4．2 施工工藝流程

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，錨索按棧橋施工順序自下而上進(jìn)行，并要求“按排施工、排內(nèi)分兩序”。主要施工工序包括錨索造孔、索體制作、錨索下設(shè)、錨固段注漿、外錨墩制作、張拉鎖定及錨頭封錨防護(hù)等，工藝流程見圖2。

圖2 預(yù)應(yīng)力錨索施工流程

4．3 鉆孔

根據(jù)危巖體的特殊情況，施工不能用水鉆。經(jīng)過比較，采用XY－500型地質(zhì)巖心鉆機(jī)，風(fēng)動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。

(1)鉆機(jī)對(duì)位。錨索孔開孔前，將孔口鑿平，撬掉孔口松動(dòng)巖塊，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位，鉆具方向?qū)?zhǔn)用全站儀測(cè)放的方向線，然后調(diào)整鉆機(jī)立軸方向并用角度尺控制角度，這樣鉆孔方向即為錨索孔設(shè)計(jì)方位與角度，然后調(diào)整鉆機(jī)高度。放出鉆孔角度與方位后，用架子管及管扣將鉆機(jī)固定在棧橋上，使鉆機(jī)平穩(wěn)、牢固，保證孔向的準(zhǔn)確。

(2)鉆孔控制。開孔后，將鉆具加長至3 m以上，并且通過調(diào)節(jié)適當(dāng)風(fēng)壓、采用合理的鉆孔參數(shù)，獲得較好的孔形，控制偏斜。最大偏斜按3°控制，采用測(cè)斜儀檢測(cè)鉆孔孔斜。發(fā)現(xiàn)偏斜過大，要停止鉆進(jìn)，及時(shí)處理。

(3)鉆孔深度確定。當(dāng)鉆孔至設(shè)計(jì)深度后，采用彩色攝像系統(tǒng)進(jìn)行孔內(nèi)錄像。對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行物探孔壁錄像方法來檢查巖體的完整性。根據(jù)該段巖層是否滿足內(nèi)錨段要求及內(nèi)錨段相互錯(cuò)開的原則，由地質(zhì)設(shè)計(jì)確定是否加深或進(jìn)入下道工序。要求是滿足錨固段穿過L1裂隙5 m后，內(nèi)錨段最少必須保證6 m的要求。

4．4 不良地質(zhì)段處理

鉆孔中遇破碎巖層塌孔埋鉆，不能成孔，立即停止鉆進(jìn)，進(jìn)行固壁灌漿處理。鉆孔遇裂隙，鉆孔終孔后全孔灌漿。灌漿采用純壓法，新開孔采用水灰比0.5∶1的濃水泥漿灌注，灌漿壓力0.2 MPa，灌注5 t水泥待凝。復(fù)灌的孔采用水泥砂漿灌注，水灰比為0.8∶1∶1，灌水泥漿和砂各5 t后待凝。

4．5 清孔

采用風(fēng)水洗孔，加工洗孔器，自孔底向外清洗。根據(jù)清洗情況，也可考慮加入少量清水后用風(fēng)吹，直至孔口無巖粉吹出，再下入孔內(nèi)錄像儀檢查。內(nèi)錨段應(yīng)清洗至無巖粉、鉆渣。

4．6 編索

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，編索在錨索孔施工棧橋上編制，錨索下料在危巖體頂部進(jìn)行。下料長度等于“孔深+外錨墩高+工具錨高+張拉千斤頂預(yù)留長度”。下好的鋼絞線用塔吊吊至棧橋上編索。

4．7 錨索束體的運(yùn)輸及安裝

用人工將錨索抬至孔口下索安裝。在放索入孔過程中，保持順暢，按量測(cè)的標(biāo)記推送錨索就位，如果推送受阻，視推送深度由監(jiān)理工程師決定是否拉出錨索進(jìn)行掃孔，再行就位，放送到底后回拉3～5 cm。

4．8 內(nèi)錨段、自由段注漿和外錨墩制作

錨索安裝就位后，及時(shí)灌注內(nèi)錨固段漿液和制作外錨墩。

(1)內(nèi)錨固段和自由段注漿。注漿強(qiáng)度為M35。為減少漿液干縮，提高早期強(qiáng)度，配制時(shí)加入一定的膨脹劑和外加劑。錨固段和自由段采取同步灌漿，內(nèi)錨段不設(shè)止?jié){環(huán)。

(2)外錨墩制作。外錨墩制作在內(nèi)錨段注漿1～3 d后進(jìn)行。事先將錨墊板和孔口管(導(dǎo)向管)垂直焊接，確保牢固備用。然后將導(dǎo)向管放入錨索孔20～40 cm，一定要保證導(dǎo)向管的長度，將螺旋筋穿入導(dǎo)向管，靠近錨墊板對(duì)中與錨墩配筋(非預(yù)應(yīng)力筋)綁扎牢固，同時(shí)將注漿管引出錨墩上方外部(防止注漿管堵塞的保護(hù)措施)5～10 cm。待預(yù)埋管、非預(yù)應(yīng)力筋綁扎好后，再立模澆筑混凝土。

4．9 張拉

(1)搭設(shè)張拉工作平臺(tái)。根據(jù)張拉設(shè)備機(jī)具和現(xiàn)場(chǎng)情況，搭設(shè)牢固的張拉工作平臺(tái);張拉前將錨墊板、鋼絞線表面的污物清理干凈，將孔口附近妨礙張拉的混凝土、水泥砂漿清除掉，即可安裝機(jī)具準(zhǔn)備張拉。

(2)張拉預(yù)緊。為了使錨索各部位緊密接觸，錨索體平直，保證錨索張拉力保持均勻，分兩次循環(huán)。正式張拉前先單根預(yù)緊，設(shè)計(jì)要求張拉力為設(shè)計(jì)荷載的10% ～20%，因此，采用第一循環(huán)預(yù)緊力為13.3 kN，第二循環(huán)預(yù)緊力為20 kN。

(3)張拉鎖定。張拉時(shí)，緩慢升荷，升荷速率每分鐘不超過設(shè)計(jì)應(yīng)力的1/10，卸荷速率每分鐘不超過設(shè)計(jì)應(yīng)力的1/5。張拉過程中以壓力表讀數(shù)為準(zhǔn)，伸長值校核為輔。按設(shè)計(jì)張拉值2000 kN作為鎖定荷載。

4．10 封錨

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，前期外錨頭采用注黃油、防水布包裹等措施進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)，保留錨索外露長度為1 m，以便適時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。補(bǔ)償張拉后采用M30無收縮水泥砂漿進(jìn)行封錨。

工程結(jié)束后的現(xiàn)場(chǎng)情況見圖3。

圖3 錨索完工后的照片

5 工程質(zhì)量評(píng)價(jià)

共有176個(gè)單元工程，全部合格，其中優(yōu)良單元162個(gè)，單元工程合格率100%，單元工程優(yōu)良率92.0%，滿足了設(shè)計(jì)要求，分部工程質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)良。根據(jù)后期錨索測(cè)力計(jì)觀測(cè)結(jié)果顯示，錨索運(yùn)行情況良好，施工質(zhì)量符合規(guī)程規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語

施工棧橋?yàn)楦哌吰率┕ぬ峁┝俗鳂I(yè)平臺(tái)，確保了工程安全和人身安全。2000 kN預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)錨索是索風(fēng)營水電站Dr2危巖體處理工程重要關(guān)鍵處理措施，提高了Dr2危巖體高邊坡的穩(wěn)定性，對(duì)保證索風(fēng)營水電站長期安全和正常運(yùn)營有著積極的意義。這些施工措施的實(shí)施，為類似高邊坡施工提供了指導(dǎo)和借鑒。

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