向 越，石 從 富

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 國(guó)際工程公司，四川 成都 610081)

1 工程概況

塔貝拉水電站位于巴基斯坦首都伊斯蘭堡西北方，取水口的改擴(kuò)建是塔貝拉四期擴(kuò)建工程中的重要組成部分，主要施工內(nèi)容為高邊坡和豎井開挖以及進(jìn)水塔基礎(chǔ)和塔體混凝土澆筑。鑒于取水口位于電站上游庫(kù)區(qū)(庫(kù)區(qū)水位高程為430～472 m)，項(xiàng)目實(shí)施了混凝土圍堰擋水以創(chuàng)造干地施工條件，汛期施工期間，圍堰內(nèi)外最大水位差達(dá)43.75 m。在基坑開挖區(qū)域，巖石以輝綠巖為主，因輝綠巖顆粒細(xì)小，巖石強(qiáng)度高、不易風(fēng)化，但其作為一種侵入巖，其與圍巖的接觸部位巖性不均一、節(jié)理裂隙多、巖石破碎、風(fēng)化嚴(yán)重、透水性大，在圍堰外圍的水壓力作用下導(dǎo)致基坑內(nèi)滲水嚴(yán)重，直接影響到圍堰基礎(chǔ)邊坡的穩(wěn)定。為此，項(xiàng)目部采用錨桿支護(hù)的技術(shù)措施用以加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性以確保基坑中其它施工活動(dòng)的正常進(jìn)行。

2 錨桿類型的選擇

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況表明，存在滲水的邊坡絕大部分為臨水側(cè)非永久性結(jié)構(gòu)邊坡，主體巖石整體性較好，滲水主要存在于風(fēng)化節(jié)理裂隙中，錨桿支護(hù)的主要目的是提高邊坡的穩(wěn)定性，對(duì)其位移要求控制并不嚴(yán)格，根據(jù)《巖土錨桿與噴射混凝土技術(shù)規(guī)范》中非預(yù)應(yīng)力錨桿類型與適用條件并綜合考量安全性、經(jīng)濟(jì)適用性等各項(xiàng)因素后，最終決定采用非預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)滲水邊坡進(jìn)行支護(hù)，錨桿L為600 mm，φ25 。

3 錨桿施工方案的選擇

3.1 常規(guī)注漿錨桿施工

初期擬定的施工方案是使用常規(guī)注漿方法進(jìn)行錨桿施工。常規(guī)注漿方法是錨桿施工中最為普遍采用的一種施工方式。根據(jù)錨孔的部位和方位及錨桿種類可選擇先注漿、后插桿或先插桿、后注漿。先注漿后插桿時(shí)，在錨桿孔成孔后先將注漿管插入孔底，再向外拉出50～100 mm，然后開始注漿，注漿管需隨水泥砂漿的注入緩慢勻速地拔出以保證砂漿能均勻地注滿錨孔；先插桿、后注漿時(shí)，孔口需設(shè)止?jié){塞及通氣管，相較于前一種施工工序，其一般多用于中空錨桿施工或錨孔角度水平和向下傾斜的情況。在該項(xiàng)目，錨桿使用螺紋鋼筋，錨孔垂直于巖石節(jié)理面且大部分為上仰孔，故選取先注漿、后插桿的施工工序。在實(shí)際操作過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)，除個(gè)別不滲水或少量滲水的錨孔能以常規(guī)注漿方式完成錨桿施工外，其余絕大部分錨孔由于孔內(nèi)存在較多的承壓滲水，極易將砂漿稀釋后裹挾帶走而導(dǎo)致錨固失敗。針對(duì)這種情況，通過(guò)參考類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，項(xiàng)目部技術(shù)人員反復(fù)研究后提出了以下兩種新的施工方案，即錨固劑錨桿和孔口堵水注漿錨桿施工，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行比選，確定出其中一種作為最終實(shí)施方案。

3.2 錨固劑錨桿施工

在使用常規(guī)注漿方式進(jìn)行錨桿施工無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要后，首先，我們希望能找到一種凝固時(shí)間短、初期強(qiáng)度高且不易受水流影響的“特殊砂漿”以解決滲水帶來(lái)的問(wèn)題。參考類似施工經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究、實(shí)施配制出了一種快硬錨桿錨固劑，該錨固劑主要包含水泥、速凝劑、礦渣等成分，具有初凝時(shí)間短、硬化速度快、前期強(qiáng)度高、短時(shí)間內(nèi)有抗?jié)B水沖刷及稀釋作用等特點(diǎn)，并且可根據(jù)施工需要加工成不同大小規(guī)格的錨固劑藥卷。在使用時(shí)，首先將藥卷放入水中均勻浸濕，而后送入錨孔中、待藥卷裝填完畢插入錨桿并將錨固劑包裹紙袋搗破，讓其凝固粘結(jié)于錨孔及桿體上且需及時(shí)在孔口將桿體楔住，上好墊片、擰緊螺帽，在錨固劑凝固前不可使桿體移位或晃動(dòng)以免影響錨固效果。試驗(yàn)結(jié)果表明：該錨固劑初凝時(shí)間平均為4 min，28 d抗壓強(qiáng)度可達(dá)30 MPa，能夠適用于滲水錨孔的施工。但在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，使用這種藥卷存在一些缺陷：第一，藥卷的流動(dòng)性和包裹性差，送入錨孔后，錨固劑在孔中的均勻性和飽和度很難保證，從而使錨桿的錨固效果受到直接影響；其次，使用錨固劑藥卷進(jìn)行錨桿施工，雖然操作較為簡(jiǎn)單，但其效率偏低，不適宜大范圍、大批量實(shí)施。因此，該方案雖然具有較強(qiáng)的抗?jié)B水作用，但在本工程中實(shí)用性不高，暫且作為備選。

3.3 孔口堵水注漿錨桿的施工

“孔口堵水注漿法”最初被提出來(lái)是被定義為一種適用于高涌水地層錨桿的施工工藝，其主要是通過(guò)水漿置換、多次注漿、高壓注漿等技術(shù)手段完成在承壓水環(huán)境下的錨桿注漿施工。根據(jù)“孔口堵水注漿法”的技術(shù)要點(diǎn)并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，項(xiàng)目部工程技術(shù)人員提出了一種適用于本項(xiàng)目的施工方法，其主要施工工藝簡(jiǎn)述如下：滲水條件下錨桿孔成孔后，采取先插桿、后注漿的施工工序，錨桿在插入錨孔前需綁兩根PVC軟管，第一根直徑為10 mm，綁于錨桿正上方(用于注漿，出口距錨桿端部約50～100 mm，以便于砂漿注入)，另一根直徑為5～10 mm(根據(jù)孔內(nèi)水量大小調(diào)整)，綁于錨桿正下方(用于排水，綁扎的位置根據(jù)錨桿孔深度決定，只需控制PVC軟管入孔深度為200 mm左右即可，便于將滲水導(dǎo)出)，具體情況見圖1。

將“改造”好的錨桿插入錨孔后，孔口需用快硬水泥迅速封堵，以迫使?jié)B水由綁扎于錨桿下方的排水管流出，此時(shí)，將排水管提高直至其出水口停止出水，然后由上部注漿管連接注漿機(jī)后開始注漿，同時(shí)觀察排水管在注漿后流出的液體的變化，一開始為水，隨后緩慢變?yōu)楸凰♂尩纳皾{，待最終排出的為純砂漿后，將下部軟管翻折封堵，在上部軟管內(nèi)部注滿砂漿后進(jìn)行封堵，即全部完成錨桿注漿的施工。項(xiàng)目部對(duì)該施工方案進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，圖2分別為無(wú)滲水常規(guī)注漿方式施工錨桿與滲水條件下采用新注漿方式施工錨桿的拉拔試驗(yàn)曲線。

圖1 孔口堵水注漿工藝簡(jiǎn)圖

圖2 無(wú)滲水常規(guī)注漿與滲水條件下新注漿施工錨桿的拉拔試驗(yàn)曲線圖

從圖2中可以看出：使用“孔口堵水注漿法”的滲水條件下的錨桿與無(wú)滲水常規(guī)注漿方式施工錨桿的抗拉強(qiáng)度基本保持在同一水平，可以證明其注漿質(zhì)量是得到了保證的，且相對(duì)于錨固劑施工錨桿，使用“孔口堵水注漿法”的施工效率能提高40%以上。因此，不論是在科學(xué)性、可靠性、實(shí)用性等方面，“孔口堵水注漿法”都表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢(shì)。

3.4 比選結(jié)論

經(jīng)過(guò)比較，最終將“孔口堵水注漿法”應(yīng)用于取水口邊坡支護(hù)工程中并取得了良好的效果。在該施工工法運(yùn)用過(guò)程中需要控制的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)為：(1)必須設(shè)置排水管以實(shí)現(xiàn)砂漿置換滲水；(2)注漿前需抬高排水管，使孔內(nèi)的滲水保持靜止?fàn)顟B(tài)，以保證注漿的順利進(jìn)行；(3)在砂漿中適量添加外加劑以減少凝固時(shí)間，以免被滲水稀釋；(4)錨孔需封堵到位，否則將影響注漿效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

“孔口堵水注漿法”是一種適用于高涌水地層預(yù)應(yīng)力錨桿的施工方法，但在塔貝拉項(xiàng)目中，技術(shù)人員在抓住其技術(shù)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)際，靈活運(yùn)用，提出了一種操作更為簡(jiǎn)便且可靠、實(shí)用的施工工法，最終成功地解決了滲水邊坡錨桿支護(hù)問(wèn)題，對(duì)類似工程施工具有一定的參考價(jià)值。