簡(jiǎn)介： 本文介紹了吉林臺(tái)一級(jí)水電站趾板邊坡加固工程施工技術(shù)，采用了注漿錨桿、錨筋樁、掛網(wǎng)噴混凝土和錨索的綜合治理方案，支護(hù)方式符合實(shí)際情況，效果明顯，保證了邊坡穩(wěn)定。
關(guān)鍵字：錨索 注漿錨桿 錨筋樁 掛網(wǎng)噴混凝土 排水孔 趾板邊坡 吉林臺(tái)一級(jí)水電站

1．工程概況

　　吉林臺(tái)一級(jí)水電站工程大壩壩高157m，為混凝土面板砂礫-堆石壩。壩段地處北天山緯向構(gòu)造帶西部的喀什河凹陷中部，V形河谷，走向310°，谷坡陡峻，兩岸坡度約45°，沖溝發(fā)育，左右岸各有兩個(gè)大的沖溝，切割深度40～80m；發(fā)育有低序次的斷層，按產(chǎn)狀可分為NW、NE、近EW、近SN向四組，其中以NW向組發(fā)育規(guī)模較大；壩址卸荷裂隙發(fā)育，規(guī)模較大對(duì)壩址有影響的卸荷裂隙有6條，由于巖層走向和傾角影響，左岸不穩(wěn)定體以崩塌為主，右岸以塌滑為主。

2．邊坡加固處理技術(shù)

　　趾板基礎(chǔ)應(yīng)將表面覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化巖層挖除，使其置于弱風(fēng)化的巖石上。趾板上方的巖質(zhì)岸坡按設(shè)計(jì)邊坡1：0.3進(jìn)行開(kāi)挖，每高差12m設(shè)一級(jí)2m寬的馬道。開(kāi)挖施工中對(duì)巖石岸坡應(yīng)及時(shí)進(jìn)行支護(hù)處理，以確保施工期和運(yùn)行期安全。根據(jù)趾板巖石邊坡開(kāi)挖后揭露的不利結(jié)構(gòu)面組合和破碎情況，主要采用了采用巖石錨桿、掛網(wǎng)噴砼和預(yù)應(yīng)力錨索等的支護(hù)方式。

　　2．1 錨桿、錨筋樁施工

　　2．1．1 鉆孔

　　錨桿孔布設(shè)呈梅花型，孔、排間距分2m*2m和3m*3m兩種，孔深分4.4m和3.9m兩種，采用YT28手風(fēng)鉆成孔，孔徑Ф42mm。錨筋樁孔也呈梅花型布置，孔、排間距3m*3m，孔深9m，鉆孔采用7655D風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，孔徑Ф90mm。鉆孔的傾角、方位角一般根據(jù)巖石節(jié)理、裂隙和破碎程度的不同而定，基本是垂直于構(gòu)造產(chǎn)狀成孔。

　　2．1．2 錨桿、錨筋樁制安

　　錨桿采用I級(jí)鋼筋，直徑Ф25mm，長(zhǎng)度分4.5m和4m兩種，外露10cm，便于掛網(wǎng)噴護(hù)。錨筋樁采用Ф25mm螺紋鋼，長(zhǎng)度9m，三根焊接組合而成，使用滑輪組起吊,人工配合安裝。

　　2．1．3 灌漿

　　選用42.5Mpa硅酸鹽水泥，W/C=0.35純水泥漿，用BW-250型泥漿泵注漿，注漿體配合比見(jiàn)表1。

表1 注漿體配合比

　　2．2 噴射混凝土施工

　　采用噴錨支護(hù)的施工方法，可有效調(diào)用巖體自身的強(qiáng)度和自穩(wěn)能力，避免巖體繼續(xù)風(fēng)化、受水流的沖蝕和雨水的進(jìn)入影響巖體節(jié)理和裂隙的發(fā)育，并與錨桿相結(jié)合，提高巖體的整體抗滑能力。

　　2．2．1 噴面清理與掛網(wǎng)

　　噴射前，用高壓風(fēng)水聯(lián)合沖洗將工作面上的松土、浮石等清理干凈。用校直后的Ф8鋼筋，按照200mm*200mm的尺寸在巖面編制近似正方形網(wǎng)格，網(wǎng)和巖石面保持3-5cm間距，交結(jié)點(diǎn)用22號(hào)鐵絲捆扎，鋼筋網(wǎng)與錨桿外露端頭點(diǎn)焊牢固。

　　2．2．2 集料拌和

　　選用新鮮的42.5Mpa硅酸鹽水泥、中細(xì)砂和成熟度較高的礫石，配合比按照灰：砂：石=1：1.76：1.76實(shí)施，最大集料直徑不超過(guò)10mm，采用混凝土攪拌機(jī)拌和并確認(rèn)均勻后方可上機(jī)噴射。噴射混凝土配合比見(jiàn)表2。

表2 噴射混凝土配合比

　　2．2．3 噴射

　　采用干拌濕噴的方式進(jìn)行噴射，噴層厚度10cm。噴射機(jī)設(shè)備選用：HPUZ-5B型噴射機(jī)，動(dòng)力為VHP-700型空壓機(jī)。在噴射過(guò)程中嚴(yán)格掌握噴面寬度、噴嘴離噴面的距離、噴頭運(yùn)行方式、水灰比、噴射順序和搭接方式等操作技術(shù)。噴射時(shí)，噴射路線做直線循環(huán)運(yùn)動(dòng)，自下而上噴射。噴射角基本保持與巖面垂直，并不小于75°，噴射距離基本控制在60-100cm，掌握好加水和加漿量，減少回彈，以不流不淌并有光澤為標(biāo)準(zhǔn)。噴射后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止開(kāi)裂，提高噴射混凝土層的強(qiáng)度和表面光潔度。

　　2．3 排水孔所有邊坡均設(shè)置排水孔，孔徑不小于Ф42mm，孔深4m，間排距為5m，梅花型布置，仰角10°。

　　2．4 預(yù)應(yīng)力錨索施工

錨索布置依據(jù)處理的范圍、地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀、形態(tài)特征和巖層的物理力學(xué)性能以及巖石的可鉆性等進(jìn)行布置。

　　2．4．1 造孔

　　錨索孔徑Ф110mm，傾角-10度，方位角根據(jù)巖石節(jié)理和裂隙產(chǎn)狀確定，盡量垂直于構(gòu)造結(jié)構(gòu)面。錨索呈5m*5m梅花型布置，孔深分23m、28m、35m和40m四種，為保證鉆孔軸線的直線性和鉆進(jìn)效果，用XY-2PC地質(zhì)回旋鉆機(jī)鉆進(jìn)的方法，同時(shí)提高鉆具剛度，以求達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　在施工作業(yè)中，對(duì)每項(xiàng)工序都進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，切實(shí)按照規(guī)程作業(yè)，采用不同手段檢查，務(wù)必達(dá)到質(zhì)量要求，依據(jù)施工說(shuō)明書及施工技術(shù)規(guī)范的工藝技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行自檢、互檢、抽檢和終檢等的質(zhì)量控制。孔徑、孔深、方位角由設(shè)計(jì)施工圖及經(jīng)緯儀實(shí)地實(shí)測(cè)得出，鉆孔傾角采用羅盤、鉆機(jī)主軸轉(zhuǎn)向盤確定。施工中正確選擇鉆具結(jié)構(gòu)、合理的鉆進(jìn)工藝和鉆進(jìn)參數(shù)，使施工質(zhì)量得到保證。

　　2．4．2 錨索編制和防護(hù)

　　本工程采用7Ф5鋼絞線，強(qiáng)度等級(jí)為1860級(jí)，彈性模量E>1.9*10³Mpa，松弛度Ⅱ度，具有良好的伸長(zhǎng)性和極小的松弛性。

　　鋼絞線長(zhǎng)度為孔深、錨墩高度、工作錨板厚度、千斤頂長(zhǎng)度、工具錨厚度以及張拉操作余量的總和。同時(shí)考慮到下料時(shí)有截長(zhǎng)誤差及錨具安裝的方便性，均加長(zhǎng)1m。鋼絞線采用電動(dòng)砂輪切割機(jī)在預(yù)制場(chǎng)截?cái)啵�并保證對(duì)鋼絞線無(wú)任何損傷。將截好的鋼絞線按對(duì)應(yīng)孔穿入隔離架，然后再將隔離架向前竄動(dòng)，內(nèi)錨固段隔離架間距為1.2m，然后將內(nèi)錨固段Ф6鋼筋截取好，按隔離架的120度角焊三根。焊接時(shí)采取嚴(yán)密的防范措施，使之對(duì)鋼絞線不產(chǎn)生任何損傷。焊好鋼筋后將Ф25*35m的PVC灌漿管穿入隔離架的中心孔，在隔離架間捆扎Ф8鐵絲，減少送索時(shí)索體與孔壁的摩擦阻力，并使之形成梭形，改善應(yīng)力狀態(tài)。將編制好的錨索按孔號(hào)順序擺放，同時(shí)按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，采取臨時(shí)措施進(jìn)行防護(hù)：切斷腐蝕源，避免與有害物質(zhì)直接接觸，防止受潮、受腐蝕氣體浸漬。

　　2．4．3 錨索入孔

　　將經(jīng)過(guò)除銹、清潔、并檢查無(wú)任何質(zhì)量問(wèn)題的索體采用人工緩緩?fù)迫肟字校�并在送索時(shí)保證鋼絞線的順直性和完好性。

　　2．4．4 孔道注漿

　　錨索入孔后即進(jìn)行全段一次性注漿，水灰比對(duì)水泥漿體的質(zhì)量起著特別重要的作用，過(guò)量的水會(huì)使拌和料發(fā)生水泌并降低硬化灰漿的耐久性，水灰比定為0.35。為改善漿體的和易性，提高其硬化凝結(jié)速度，減水增強(qiáng)，在漿體中加入減水劑和膨脹劑，用量分別為水泥重的1.5%和10%，漿體用BW-250型泥漿泵送入孔中，注漿壓力為0.3Mpa，確保水泥結(jié)石充滿孔段，并對(duì)基巖裂隙起到填充作用。選用42.5Mpa硅酸鹽水泥，注漿體配合比見(jiàn)表3。

表3 注漿體配合比

　　2．4．5 錨墩混凝土澆筑

　　孔口混凝土錨墩將承受強(qiáng)大的預(yù)壓應(yīng)力作用，使結(jié)構(gòu)端部受到很高的局部接觸壓力和橫向劈裂壓力。注漿完畢后，鑿毛并高壓風(fēng)水聯(lián)合沖洗孔口混凝土表面，清楚碎渣和不穩(wěn)定體，形成基本垂直于孔軸線的混凝土面。為使錨墩承壓面垂直于孔軸線，將鋼墊板上垂直焊一鋼管，直徑略小于孔徑，插入孔中，由此控制混凝土錨墩承壓面與鉆孔軸線的垂直性。在混凝土錨墩中配置一層Ф10間距為100mm的網(wǎng)狀鋼筋，錨索孔口鋼墊板為400mm*400mm*20mm，使之牢固地澆筑在混凝土錨墩中，可以有效地分布局部壓力，提高混凝土錨墩的承壓強(qiáng)度和開(kāi)裂荷載�？卓诨炷�土錨墩配合比見(jiàn)表4，水泥采用42.5Mpa硅酸鹽水泥。

表4 錨墩混凝土配合比

　　2．4．6 錨具安裝

　　在安裝工作錨板前將鉆孔中錨索體順直，并按隔離架中鋼絞線的順序依次穿入工作錨板，然后將工作錨板貼緊鋼墊板，套入工作錨夾片，待張拉。

　　2．4．7 張拉張拉設(shè)備采用ZB4-500高壓油泵和YCW-150B型千斤頂，錨索采用整體超載張拉，其張拉力見(jiàn)表5。

表5 YCW-150B千斤頂張拉力

　　安裝限位板、千斤頂、工具錨、工具錨夾片。工具錨中鋼絞線與工作錨相對(duì)應(yīng)，在穿工作錨和工具錨的全過(guò)程中保證鋼絞線無(wú)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

　　通過(guò)油泵壓力表控制張拉荷載，在每一級(jí)荷載下穩(wěn)壓4-10min，并且測(cè)定鋼絞線的伸長(zhǎng)量，無(wú)任何異常時(shí)，將千斤頂緩緩卸荷、鎖定，接著便拆除工具錨、千斤頂和限位板。

　　2．4．8 封錨

　　張拉完成后，預(yù)留工作錨外鋼絞線不大于15cm，立模并用C30混凝土封閉外錨頭，同時(shí)用水泥漿處理錨墩和錨頭，以求外觀規(guī)整美觀。

3．質(zhì)量控制措施

　　開(kāi)工前，由項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)人力和物力、技術(shù)和組織、時(shí)間和環(huán)境等各方面做出一個(gè)全面合理的安排，并報(bào)監(jiān)理工程師審批。

　　項(xiàng)目技術(shù)部門有針對(duì)性地向有關(guān)施工作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底，同時(shí)學(xué)習(xí)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)程、規(guī)范施工。施工工藝要求施行目標(biāo)管理由班組自檢、現(xiàn)場(chǎng)工程師復(fù)檢，監(jiān)理工程師抽檢，使每道工序都符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，消除質(zhì)量事故隱患。

　　施工作業(yè)人員實(shí)行嚴(yán)格的交接班制度，詳細(xì)記錄施工過(guò)程及發(fā)生的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)工程師深入一線，及時(shí)處理施工過(guò)程中的問(wèn)題，必要時(shí)向高一級(jí)領(lǐng)導(dǎo)反饋相關(guān)信息，求得答復(fù)和相關(guān)處理措施辦法。現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)每一個(gè)工序的施工工藝、測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和復(fù)測(cè)，看是否滿足相應(yīng)的施工規(guī)范及《實(shí)施細(xì)則》的要求，施工過(guò)程是否嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)、規(guī)范及施工組織設(shè)計(jì)中的有關(guān)技術(shù)要求執(zhí)行�，F(xiàn)場(chǎng)工程師經(jīng)常與施工作業(yè)人員進(jìn)行交流溝通，在滿足質(zhì)量的前提下盡可能探索簡(jiǎn)單的施工方法，并達(dá)成共識(shí)，共創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程。

　　在造孔過(guò)程中，由于邊坡巖體差異較大，節(jié)理、裂隙發(fā)育，在這些換層、巖性變異部位，常形成軟弱夾層或破碎帶，易造成塌孔卡鉆、埋鉆等孔內(nèi)事故。我們采取了以下預(yù)防及處理措施：

　�。�1）勤提慢進(jìn)，保證孔內(nèi)清潔；

　�。�2）停鉆，起拔鉆具，重新沖孔掃孔；

　�。�3）必要時(shí)可采取固結(jié)灌漿的方法加固巖層，再鉆進(jìn)成孔。實(shí)踐證明，這些方法簡(jiǎn)單易行，效果不錯(cuò)。

　　噴射混凝土施工中為提高混凝土強(qiáng)度，減少回彈量，我們重點(diǎn)在以下幾個(gè)方面下了功夫：

　　（1）嚴(yán)格選用集料和配合比，特別是粗骨料，選擇優(yōu)質(zhì)礫料，含水適中的中細(xì)砂；

　�。�2）嚴(yán)格把握噴射操作關(guān)，控制受噴面寬度、距離運(yùn)行狀態(tài)、水量、風(fēng)壓等因素；

　�。�3）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，確保強(qiáng)度和防止開(kāi)裂。從已經(jīng)完成的混凝土噴射面效果來(lái)看，整體評(píng)價(jià)為優(yōu)良。

　　錨索體張拉前，認(rèn)真對(duì)高壓油泵、壓力表和千斤頂進(jìn)行率定，確保張拉和鎖定噸位符合設(shè)計(jì)要求。

4．結(jié)語(yǔ)

　　總之，系統(tǒng)錨桿、掛網(wǎng)噴射混凝土和預(yù)應(yīng)力錨索等支護(hù)措施在吉林臺(tái)工程趾板邊坡加固處理中的應(yīng)用符合實(shí)際情況，效果顯著，同時(shí)也顯示了其方便快捷、經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠、外表美觀等特點(diǎn)，值得在水利樞紐、公路、鐵路等邊坡以及地下圍巖的加固處理中推廣應(yīng)用。