溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞預(yù)應(yīng)力錨桿快速施工技術(shù)

[摘要]預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)要求高，工藝復(fù)雜，施工周期長，特別是在洞內(nèi)施工，空間狹窄，施工干擾大，工期很難確保。溪洛渡右岸導(dǎo)流洞身閘室段預(yù)應(yīng)力錨桿施工，從優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，采用合理施工手段，加強(qiáng)現(xiàn)場管理協(xié)調(diào)，充分利用現(xiàn)場先進(jìn)的大型造孔設(shè)備等角度入手，有效地解決了施工難題，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化快速施工。

[關(guān)鍵詞]溪洛渡水電站；右岸導(dǎo)流洞；預(yù)應(yīng)力錨桿；快速施工

1、工程概述

溪洛渡水電站右岸4#、5#導(dǎo)流洞下閘室段，分別布置在4#洞身0+168.0～0+248.0段，5#洞身0+233866～0+313.866段。導(dǎo)流洞開挖分上、中下三層進(jìn)行開挖，導(dǎo)流洞洞身閘室段在上層和中下層開挖后將分別形成145×34m（高×寬）、30×34m（高×寬）的特大跨度開挖斷面。

導(dǎo)流洞洞身閘室段頂拱及邊墻巖性為含斑玄武巖、角礫集塊熔巖。層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶及高、中、緩傾角裂隙較發(fā)育，腰線以上圍巖完整性及穩(wěn)定性稍好，腰線以下圍巖完整性及穩(wěn)定性較差。

由于閘室段洞徑特大，部分位置巖性偏差，為確保建筑物結(jié)構(gòu)安全避免發(fā)生重大地質(zhì)災(zāi)害，設(shè)計(jì)在原有錨噴支護(hù)的基礎(chǔ)上，對閘室段頂拱共增設(shè)了460根15t預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

預(yù)應(yīng)力錨桿沿閘室段頂拱梅花型布置，間排距長9m，直徑m32mm。設(shè)計(jì)鉆孔直徑為φ48mm，錨固段長3.0m，錨固段灌漿采用水泥漿、水泥砂漿或樹脂材料，其抗壓強(qiáng)度不小于M35，樹脂材料抗壓強(qiáng)度不小于50Mpa，承壓墊座尺寸為150mm×150mm×10mm，高強(qiáng)螺栓鎖定。

2、設(shè)計(jì)的優(yōu)化調(diào)整

設(shè)計(jì)要求鉆孔直徑為φ48mm，錨桿直徑就達(dá)φ32mm，造孔直徑僅大于錨桿直徑16mm，進(jìn)漿管與回漿管無法埋設(shè)；三臂鑿巖臺車鉆桿最大長度為6m，造9m深孔必須進(jìn)行鉆桿套接后才能完成，鉆桿安裝連接套后，造孔直徑不能小于φ65mm，為了滿足施工要求，在征得監(jiān)理工程師與設(shè)計(jì)同意下，將孔徑優(yōu)化調(diào)整為φ65mm。

為實(shí)珊陜速施工，借鑒龍濉及拉西瓦等工地預(yù)應(yīng)力錨桿施工成熟經(jīng)驗(yàn)，錨固段采用速凝型錨固藥卷，錨固段在灌漿完畢24小時(shí)后即可進(jìn)行張拉，實(shí)現(xiàn)了快速施工。

張拉時(shí)承壓高達(dá)6.5Mpa以上，為了防止承壓墊板發(fā)生變形，將原設(shè)計(jì)承壓鋼墊板尺寸150mm×150mm×10mm調(diào)整為200mm×200mm×20mm，確保了張拉施工順利進(jìn)行。

3、施工過程簡述

3.1施工程序

預(yù)應(yīng)力錨桿主要施工程序：施工準(zhǔn)備-鉆孔-清孔-內(nèi)錨段速凝型錨固藥卷灌注-桿體安裝-封口-孔口墊座安裝-張拉-自由段注漿-外露錨桿桿體保護(hù)

3.2機(jī)械化造孔

預(yù)應(yīng)力錨桿采用H175三臂液壓臺車造孔，造孔前對孔位測量放樣，標(biāo)識。鉆孔時(shí)要求鉆桿垂直巖面，鉆孔平直，孔軸方向偏差不大于1°～3°。由于多臂鉆鉆桿僅6m長，鉆桿鉆進(jìn)5m深左右時(shí)，安裝鉆桿連接套，再連接一根3m長鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn)至終孔。

3.3內(nèi)錨段灌注及錨桿安裝

利用吊車液壓升降平臺作為內(nèi)錨段灌漿及錨桿安裝作業(yè)平臺，速凝型水泥錨固劑藥卷使用風(fēng)槍將錨固劑打入內(nèi)錨段，每打入一卷錨固劑，輸送管向孔外拉出5cm左右，直至打入錨固劑藥卷60支左右或孔內(nèi)錨固劑距離孔底3.0m處結(jié)束。

錨固劑藥卷在打入前現(xiàn)在水中浸泡，浸泡時(shí)間控制在2.5分鐘左右，錨固劑風(fēng)槍工作風(fēng)壓控制在0.5～0.6MPa左右，在風(fēng)槍的風(fēng)管輸入端安裝壓力表進(jìn)行風(fēng)壓控制。

錨桿桿體加工：預(yù)應(yīng)力錨桿朝向孔底的一端應(yīng)削尖。在距錨桿底部30m處設(shè)止?jié){環(huán)，每3m設(shè)對中環(huán)一個(gè)，對中環(huán)采用φ6.5mm圓鋼與錨桿桿體焊接。外露端長度50cm，端頭用砂輪切割機(jī)切平（套絲長度50cm）。在桿體自由段安裝進(jìn)漿管（內(nèi)徑φ15mmPVC管）和回漿管（內(nèi)徑φ8mm硬質(zhì)塑料管），回漿管應(yīng)牢固綁扎在桿體上，管口端部距止?jié){環(huán)15cm處。進(jìn)回漿管在孔口通過鋼墊板預(yù)留孔口引出。

孔口承壓墊座鋼墊板面與錨孔軸線垂直，承壓墊座必須平整、牢固。若鋼墊板面與錨孔軸線不垂直，孔口外側(cè)可用快凝砂漿找平，砂漿強(qiáng)度增長應(yīng)滿足12小時(shí)承載15t張拉力的要求。

3.4張拉與鎖定

在內(nèi)錨段錨固劑灌漿完畢后24小時(shí)左右開始進(jìn)行錨桿張拉。

張拉設(shè)備采用TG-2000型扭力扳手。錨桿張拉前，對扭力扳手進(jìn)行率定。張拉前將鋼墊板套入錨桿，調(diào)整墊板與錨桿垂直后緊鎖螺帽。取20%的設(shè)計(jì)張拉荷載（即3f），對其預(yù)張拉1～2次，使其各部位接觸緊密。

張拉力施加值順序依次為：第一次張拉力為設(shè)計(jì)值的25%（375t），持荷5分鐘后進(jìn)行第二次張拉，張拉力為設(shè)計(jì)值的50%（7.5f），持荷5分鐘后進(jìn)行第三次張拉，張拉力為設(shè)計(jì)值的75%（11.25t），持荷5分鐘后進(jìn)行第四次張拉，張拉力為設(shè)計(jì)值的100%（15f），最后一級張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)值后穩(wěn)壓30min結(jié)束張拉平鎖定。每張拉一次均應(yīng)量測錨桿桿體的伸長值，并作好原始記錄。張拉工效為2根/40～50min左右。

錨桿鎖定后48小時(shí)內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失大于錨桿拉力設(shè)計(jì)值的10%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

3.5自由段注漿

張拉結(jié)束后開始對錨桿自由段回填灌漿施工，灌漿采用純水泥漿，2SNS型灌漿泵注漿。自由段注漿應(yīng)飽滿，當(dāng)排氣孔不再排氣，并有漿液溢出時(shí)，可結(jié)束自由段注漿。

4、施工的合理組織

按照當(dāng)時(shí)洞內(nèi)開挖支護(hù)情況，造孔安排由5#下游區(qū)-5#上游區(qū)-4#下游區(qū)-4#上游區(qū)依次分區(qū)分片進(jìn)行。多臂臺車進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿造孔，造孔完成后，已造孔部位及時(shí)開始內(nèi)錨段灌漿及錨桿安裝作業(yè)，張拉作業(yè)滯后錨桿安裝作業(yè)1～2天進(jìn)行。

5、質(zhì)量控制措施

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，施工過程中嚴(yán)格按照施工程序施工，對如下幾個(gè)重點(diǎn)做了嚴(yán)格的控制：

（1）對錨桿精軋螺紋鋼、錨固劑藥卷、水泥等重要材料，要求資料齊全，進(jìn)行進(jìn)場抽檢，確保材質(zhì)優(yōu)良。張拉前對扭力扳手進(jìn)行率定，率定合格后再用于張拉。

（2）造孔是質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，孔位必須經(jīng)測量放樣，并標(biāo)識。選用經(jīng)驗(yàn)豐富的操作手，開鉆前要調(diào)整好鉆臂方向，確保孔向垂直巖面，鉆桿勻速鉆進(jìn)，并不斷加水沖洗巖粉。

（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)，首先要確保錨固劑藥卷浸泡充分，要求浸泡時(shí)間控制在2.5分鐘左右。其次，錨固劑每打入一卷錨固劑，輸送管向孔外拉出5cm左右，要取保打入錨固劑藥卷60支左右，填滿3m錨固段。

（4）張拉是預(yù)應(yīng)力錨桿施工最重要的環(huán)節(jié)，張拉嚴(yán)格按技術(shù)要求進(jìn)行分級張拉，全過程嚴(yán)格監(jiān)控，并做好詳實(shí)細(xì)致的原始記錄。

結(jié)語：

溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞錨桿施工，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，特別是多臂液壓鑿巖臺車的使用及造9m深孔的突破，將預(yù)應(yīng)力錨桿施工至關(guān)重要的造孔環(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。在確保導(dǎo)流洞閘室段交通暢通及導(dǎo)流洞中下層開挖正常進(jìn)行的情況下，閘室段頂拱預(yù)應(yīng)力錨桿施工按預(yù)期進(jìn)度目標(biāo)進(jìn)行，取得了良好的效果。