永久船閘高強錨桿施工技術及質量安全控制

肖保林

(武警水電三峽工程指揮部質檢處)

摘要:三峽永久船閘主體段長1657m,基礎開挖后形成40~170m的高邊坡,閘室邊墻高45~68m,由于斷層、裂隙、開挖爆破震動及應力釋放等原因,直接影響了直立邊坡的穩定。閘墻混凝土采取薄襯砌墻型式,為保證直立坡巖體和襯砌墻混凝土的穩定安全,考慮兩者聯合作用,設計采用高強錨桿對其進行支護,設計總量達9萬余根,施工后砂漿強度及拉拔檢測均滿足設計要求。

關鍵詞:高強錨桿;高排架;施工;永久船閘;三峽工程

1工程概述

三峽永久船閘,主體段全長1657m,最大開挖深度170m,雙線閘槽間保留寬約56~60m,高45~68m的直立巖體中隔墩,形成4個直立墻面。

永久船閘巖石以閃長花崗巖為主,巖性很好,但是由于受斷層裂隙切割、開挖后應力釋放等因素影響,邊坡穩定存在很大隱患。為改善高邊坡巖體及薄襯砌混凝土墻的穩定,設計采用了高強錨桿加固方式,使混凝土墻通過高強錨桿與巖體連接共同組成結構,保障今后船閘安全運行。

永久船閘高強錨桿施工技術復雜,其主要特點是:

(1)地質條件復雜。永久船閘開挖完成后,暴露出較明顯的斷層、裂隙,特別在閘首交角附近及邊坡頂層松動巖體較多,鉆孔時易塌孔,注漿時易漏漿,施工起來困難。

(2)邊坡高度大。在直立墻45~68m高的排架上施工,造孔設備吊裝及安裝時操作人員安全難以保障。

(3)工程量大,工期短,施工強度高。永久船閘的4個直立坡面,總面積達25.6萬m2,優化后高強錨桿設計總量為9萬余根,平均每100m2約38根。月最高強度達13000多根。

2高強錨桿的布置與結構設計

2.1布置

高強錨桿主要分布在4個直立坡襯砌段、機房小平臺、閘首底板及陡坎處,呈上疏下密、下短上長規律分布,共9萬余根。錨桿長6~13m,最頂上一排距閘頂1~2m,最底下一排距建基面1.5m,孑L距1.2~2.1m,排距1.5~2.0m。

2.2結構設計

高強錨桿采用φ32mmⅤ級精軋螺紋鋼筋,錨桿結構分為內錨段、外露段、自由段三部分。

內錨段設半圓形托架,規格φ12mm,用鋼筋鉗夾緊,距離自由段、底端部1m處各一個,內錨段中間段所設托架間距不大于2m。外露段長1.05~3.0m,端部錨墊板由鋼墊板(200mm×200mm×20mm)、螺母(長72mm)、彈簧墊圈、螺帽等組成。自由段經噴砂除銹,熱噴鋅200μm,涂層封閉200μm橡膠套管保護,防腐長度有50cm、100cm、150cm三種。

3設計要求

3.1鉆孔

鉆孔孔徑應不小于φ76mm,孔斜偏差應小于2°~4°,孔位誤差應小于100cm,孔深誤差應小于10cm。

3.2高強錨桿材質及自由段防腐處理

采用φ32mm精軋螺紋鋼筋,尺寸符合設計要求;表面干凈、無銹、無油污;噴鋅均勻,無起皮、鼓包;涂層光滑、平整、無針孔、氣泡缺陷;外套橡膠管無劃痕破損,兩端綁扎結實。

3.3砂漿強度要求

砂漿強度標號采用R7=300#,砂漿原材料和配比符合設計要求,檢驗強度合格,注漿飽滿密實,灌入量不小于理論值,灌漿壓力滿足設計要求。

4施工工藝

4.1高強錨桿施工藝流程

搭設排架→鉆孔、沖洗,同時錨桿加工→驗孔→插桿→校核安裝線→封孔→外露段保護→灌漿→巖面沖洗→澆筑拉拔檢測墩頭(大于安裝數的10%)→單元驗收評定。

4.2搭設排架

高強錨桿孔位高度最高達到68m,須搭設排架進行造孔、安裝。排架必須保征自身安全和穩定,鋼管最小搭接長度為20cm,抗沖擊、不搖晃,能滿足承重要求。施工排架采用直徑48mm,壁厚3.5mm的鋼管。立桿基礎固定在基巖面上,排架距巖壁30cm,立桿間距2.0m,橫桿間距1.5m,架體與巖壁用插筋連接固定,插筋與巖壁成30°角,深入巖體50cm以上,按5m×6m(高×寬)布置,采用350#速凝早強砂漿固結,在排架外側每隔6m設立斜支撐。每層鋪設跳板,架體外側設安全網,內側設上下爬梯等應符合有關安全管理規定。

4.3鉆孔及沖洗

鉆孔機具采用宣化100B型水平孔機或改裝的四平鉆機,鉆進方法采用全斷面風動沖擊法;造孔完畢后,孔內要清洗干凈,無雜物、巖屑、積水。

4.4錨桿加工

采用車間生產方式,經防腐后的錨桿平放在車間工作臺上,對單根錨桿用電動刷進行除污、除銹并按設計要求安裝托架、綁扎進回漿管,在插桿前進行驗收。

4.5驗孔

按總造孔量的20%進行抽樣測量,孔斜采用經緯儀測量,孔深用竹桿插入孔內量測。

4.6插桿

采用人工配以滑輪組相結合的施工辦法。加工好的錨桿運輸到需要安裝的相應部位,用滑輪組把錨桿吊裝到相應孔位的排架上,再用人工推送進孔。

4.7校核安裝線

錨桿離模板間距采用測量儀器放樣控制:底部第一臺階5~10cm,第二臺階5~10cm,第三臺階5~20cm。對于超挖大于30cm的部位,其自由段安裝在孔內外的長度按原設計要求,端部采用冷擠壓接長辦法達到設計安裝線;對于超挖大于10cm而小于30cm的部位,調節其自由段的孔內外長度,保證自由段在孔內10cm以上且使錨桿端部在設計安裝線上;對于超挖小于10cm的部位,自由段位置按原孔內外長度設計安裝。孔口用麻絲和水泥砂漿封堵,要求嚴密、不漏水。

4.8外露段保護

采用軟橡膠套管,在混凝土開倉前取下,然后作除銹處理并安裝錨墊板。

4.9制漿與灌漿

砂漿原材料按配合比稱量好后,送入C232砂漿泵攪拌桶,每次攪拌3分鐘以上,經網篩進入下層攪拌桶。采用擠壓式灰漿泵或泥漿泵進行施灌,灌漿壓力0.2~0.3MPa。灌漿時,認真做好灌漿記錄,并有終檢人員和現場監理工程師監督檢查,采取自下而上的灌漿順序,可以防止因漿液由于自重作用串至下部錨桿孔中,堵塞其它孔。回漿管管口應高于孔口2.0m,掛于上一層排架,灌漿出濃漿一分鐘以上,結束灌漿,綁扎回漿管,為提高灌漿密實性,須繼續壓漿3~5s后綁扎進漿管。每根錨桿灌漿完畢后必須用清水沖洗巖面,保證巖面錨桿外露部分清潔、干凈。

表1為南線二閘室南坡相鄰兩排高強錨桿灌漿情況記錄表(隨機抽取)。

表1高強錨桿灌漿情況記錄表

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編號123456789

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設計*15475..315479..315483.815485.115486.4

孔位Y7934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.5

樁號Z114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25

錨桿長度(m)888888888

自由段長度(m)0.50.50.50.50.50.50.50.50.5

自由段孔外長度(cm)設計

實際

42.342.541.941.542.242.742.942.543.1

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編號123456789

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設計*15475..315479..315483.815485.115486.4

孔位Y7934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.5

樁號Z115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6

錨桿長度(m)888888888

自由段長度(m)0.50.50.50.50.50.50.50.50.5

自由段孔位

長度(cm)設計

實際

灌漿量(L)42.742.341.541.842.341.742.642.342.8

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理論灌漿量:[π(D/2)2×h-π(φ/2)2×h]/1000=[3.14×(76/2)2×6.5-3.14×(32/2)2×6.5]/1000=24.2L

其中:π取3.14;D為錨桿孔直徑,單位mm;φ為錨桿直徑,單位mm;h為孔深(注:8m長的高強錨桿內錨段長6.5m),單位m。

結果表明實際耗漿量一般為理論需漿量的1.8倍左右。

4.10拉拔檢測

為了檢測灌漿的質量,采用YQT600-B型千斤頂單根拉拔檢測,抽檢數達設計安裝量的10%以上,分5級,加壓至450kN。

4.11單元驗收

根據結構混凝土分區劃分單元,每單元各工序要符合設計要求且施工記錄完整,檢測資料齊全才準予驗收。每天每一灌漿區必須取一組砂漿試樣。隨機抽取兩相鄰區試樣檢測結果如表2。

實際結果表明錨桿砂漿強度均達到設計要求且優良。

5施工中的問題及解決方法

5.1鉆孔深度控制

高強錨桿鉆孔除了孔位、孔斜要嚴格控制外,孔深也是重要一項。高強錨桿外端受模板及孔內外自由段擱置長度的雙重限制,鉆孔深度不能小于設計孔深,但也不能超鉆太多,一般控制在20cm以內。

表2

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工程部位樁號高程設計標號水泥品種取樣日期檢驗日期抗壓強度(MPa)

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北線*=15714~1572493.7~132.71999-9-241999-10-132.9

1999-9-251999-10-246.3

三閘室R7=300#普硅525#1999-9-171999-9-2456.7

*=15724~1573493.7~132.71999-9-251999-10-246.3

北坡1999-9-261999-10-339.1

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5.2鉆孔粉塵控制

鉆孔施工為避免干鉆法粉塵嚴重超標,濕鉆法鉆孔效率低的弊端,采取了噴水除塵干鉆法,在干鉆法施工的基礎上,孔口處另設一個高壓霧狀水噴頭,粉塵降低了98%左右。

5.3注漿密實性控制

采取錨桿上安裝兩根φ25mm的塑料進、回漿管辦法,進漿管離孔底20cm左右,回漿管離孔口20cm左右,先插桿、封孔后,再注漿,保證孔內漿液是在一定壓強下回漿。

5.4斷層、裂隙的處理

巖體斷層、裂隙發育較明顯的地方,高強錨桿灌漿時易產生漏漿而導致不密實,為解決此類問題,應先進行固結灌漿處理(對地質條件特別差的地方,先對巖面噴護處理,再進行固灌),然后再造孔、安裝。實踐證明,此種方法起到了事半功倍的效果。

篇2:錨桿鉆機工安全生產責任制范例

一、在班組長的領導下,負責指定地點的錨桿眼的施工作業。

二、認真執行“三大規程”,掌握《作業規程》主要內容,熟知錨桿眼的布置參數,及有關技術質量要求,并認真貫徹執行。

三、熟練掌握錨桿機的操作要領,了解錨桿機的工作原理。

四、工作中嚴格執行敲幫問頂制度,做好臨時支護。

五、做好防塵工作,嚴禁干打眼。

六、搞好區域文明衛生,做到文明生產。

七、搞好工種協調,聽從班組長安排。

篇3:錨桿支護工程質量檢查驗收辦法

一、保證項目

1、錨桿的桿體及配件的材質、品種、規格、強度、結構必須符合設計要求。

檢驗方法:檢查產品合格證或材料試驗報告,并現場實查。

2、水泥卷、樹脂卷和沙漿錨固材料、規格、配比、性能必須符合設計要求。

檢驗方法:檢查產品合格證或材料試驗報告。

二、基本項目

1、錨桿安裝質量應符合以下規定:

合格:檢查產品合格證或材料試驗報告,不松動。

優良:檢查產品合格證或材料試驗報告,未接觸部必須楔緊。

檢查數量:班組逐排檢驗,抽查時,按規定選取檢查點。

檢驗方法:扳動、觀察檢查或抽查施工檢查記錄。

2、錨桿的拉力應符合以下要求:

合格:最低值不小于設計的90%。

優良:最低不小于設計值。

檢查數量及檢驗方法按公司《錨桿抗撥力檢測操作規程及評定辦法》執行。

三、允許偏差項目

1、錨桿的間距、排距,允許偏差值為±100mm。

2、錨桿孔深度允許偏差值為0——+50mm。

3、錨桿方向與井巷輪廓線(或巖層層理)角度(限值)允許偏差≤15°,以上三項檢驗方法按規定選檢查點,抽查施工檢查記錄。

4、桿外露長度:有托板露出托板允許偏差≤50mm;爆破材料硐室、錨噴巷道允許偏差為0。按規定選檢查點,尺量前檢查點前一排錨桿外露長度最大值。