某工程右岸边坡防护危岩体随机锚索施工方法与质量安全控制

某工程右岸边坡防护危岩体随机锚索施工方法与质量安全控制摘要：笔者从工程地质地形地貌条件，施工材料质量控制为主题，介绍了主要施工机具质量控制，预应力锚索施工方法，施工工艺流程，合理安排施工顺序，找到施工过程中的重点、难点进行解决，加快了施工进度，保证施工质量，确保资源的优化利用。施工技术科学、合理、安全，使工程在保证质量和安全的前提下降低了成本。关键词：边坡防护危岩体随机锚索 施工方法工艺流程质量安全控制1工程概况锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅碧江大河湾干流河段上，是雅碧江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库，距河口358km，距西昌市直线距离约75km。本工程主要任务是发电，并结合汛期蓄水兼有减轻长江中下游防洪负担的作用。水库正常蓄水位1880m，死水位1800m，正常蓄水位以下库容77.65亿m3，调节库容49.1亿m3，属于年调节水库。电站机6台，单机容量600MW。本工程枢纽建筑物主要由混凝土双曲拱坝（包括水垫塘和二道装坝）、右岸泄洪洞、右岸引水发电系统及开关站等组成。双曲拱坝最大坝高305m，坝体混凝土量约528万m3。工程等级为I等工程，主要水工建筑物为1级。混凝土双曲拱坝坝址上起普斯罗沟沟口，下至手爬沟沟口，长约1.5km，河道顺直、狭窄，为深切“V”形河谷。左岸无大的深切冲沟，1820m高程以上坡度为40〜50°，以下坡度55〜70°。2工程地质地形地貌条件锦屏一级坝址两岸山体雄厚，谷坡陡峻，基岩裸露，相对高差千余米，为典型的深切“V”型谷。岩层走向与河流流向基本一致，岸坡为反向坡，自然坡度40〜50°，地形完整性较差，呈山梁与浅沟相间的微地貌特征。锦屏一级水电站拱坝高305m，所面临的地质条件复杂，坝区基础岩体中,有一定规模、性状很差的断层有30条，破坏带宽度多大于1m，延伸长度一般大于200m，其中与坝基密切相关的规模较大的有f2、f5、f8、f7、f13、f14、f42—9、煌斑岩脉等，此外基础岩体中还存在深部裂隙、层内错动带、绿片岩夹层。右岸边坡防护工程C区，桩号K1+475m〜K1+500m，高程EL1677m〜EL1695m段，边坡岩体较差，局部裂隙发育岩石松散，随时有可能发生滑塌。监理站及设计单位有关领导在现场踏探后，对该段边坡支护增设随机锚索，随机锚索根据现场实际情况进行布置，随机锚索参数设计为预应力锚索1000KN,L=30m,孔径为110mm，根据C区危岩体实际情况布置六束1000KN预应力随机锚索。3施工材料质量控制3.1钢绞线采用915.24mm、1860Mpa高强低松弛无粘结钢绞线，其性能指标符合GB/T5224-1995和ASTMA416-98的规定。每批预应力钢绞线均有材质证明书，并按监理人的指示及GB/T5224-1995的规定，对其抽样进行力学性能检验，试验成果报送监理人。在运输中防止钢绞线磨损，避免受雨淋、受潮或腐蚀性介质的侵蚀，存贮期间架空堆放。3..2水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，其质量应符合国家GB175《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定。3.3骨料砂的细度模数为2.4〜2.8,最大粒径不大于2mm，砂的质量坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质、级配良好的合格砂料。粗骨料选用质地坚硬、洁净、粒径级配良好的碎石。3.4外加剂为缩短施工周期，锚墩混凝土和水泥浆可掺入适量早强剂，其品质符合GB8076-1997《砼外加剂》标准，用量通过配合比试验确定。4主要施工机具质量控制4.1锚具采用成都东泉预应力成套设备有限公司生产的，符合GB/T14370-2000《预应力筋用锚具、夹具和连接器》标准的ESM15系列锚具。使用前对进场的锚具进行硬度抽检和锚索组装件静载试验，两项性能指标须符合GB/T14370-2000的规定。4.2千斤顶采用YDC240Q型千斤顶，配套2YB2-80型电动油泵。千斤顶、电动油泵及油压表在使用前进行配套标定，以标定的力值曲线作为张拉时的控制依据。4.3灌浆设备锚索灌浆采用NJ600高速制浆机、JJS200型浆液搅拌桶、SNS型拖行式高压灌浆泵。4.4测斜仪采用ZDX型电子多点照相测斜仪。设备使用前，进行精度校准。4.5钻机采用QZJ-100B型潜孔钻机。5预应力锚索施工方法5.1施工工艺流程随机锚索施工工艺流程见图1图1随机锚索施工工艺流程图5.2施工平台锚索施工平台利用已搭设的右岸边坡支护排架进行施工。5.3钻孔1000kN预应力锚索钻孔孔径为110mm01000KN锚索孔采用22m3电动空压机，QZJ-100B型潜孔钻配置110m潜孔冲击器钻孔。锚索钻孔在施工平台上进行，钻机下铺设滑轨以便于钻机固定就位及水平移位。施工前，采用全钻仪按设计要求测定孔位，钻机安装就位并调整倾角及方位角，将钻机固定开钻。锚索孔开孔偏差控制在10cm以内。孔斜误差控制在孔深的2%。在钻进过程中，随时记录钻进速度、回风、返碴等情况。用ZDX型电子多点照像测斜仪分段测定已成孔孔道的曲线坐标，采用专用的锚孔曲线数据演示软件对孔道偏差进行分析，在钻进过程中随时采用扶正器纠偏。钻孔完毕后，对孔道进行全孔段围岩探测，以确保内锚固段处于稳定的岩层内。对孔深达到设计深度，而仍处于破碎或断层等软弱岩层，须延长孔深时，通过报监理人认可后继续钻进直至监理人认可的稳定岩层为止。锚孔钻进过程中，若出现不回风、不返碴、塌孔、卡钻等现象或因地质条件复杂节理裂隙发育，渗水量较大及岩石破碎等情况时，按设计要求进行孔道固结灌浆处理，并采用相应的钻机扫孔后，用高压风水冲洗孔道至清洁干净，将孔口用编织带封堵，以防异物进入；冲洗情况、测斜成果资料及钻孔原始记录报送监理人验收。5.4孔道固结灌浆处理孔道固结灌浆采用单孔单灌，浆液采用NJ-400型高速搅拌机拌制，华氏HS-B2型灌浆机配合JW180搅拌桶灌浆。水泥浆液不大于0.5：1（重量比）。在保证造孔成孔的条件下，尽量减少预灌浆量。当灌浆过程中发现严重串孔、冒浆、漏浆不起压，根据具体情况采取嵌缝、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆、灌水泥砂浆等方法进行处理，对注浆段单位水泥注入量大于200kg/m，停止灌浆，并及时通知监理人。通过设计代表现场勘察制定施工方案施工。固结灌浆结束，待凝1〜2d后进行扫孔。具体待凝扫孔时间，通过试验确定。扫孔过程中遇到问题及时记录查明原因加以处理。扫孔结束后，采用高压风冲洗孔道，确保孔内清洁干净。孔道经检查合格后，对孔口临时封堵保护。5.5锚索制制作和安装钢绞线下料在现场加工场地内进行。下料长度按照锚索设计长度截取。将无粘结钢绞线锚头嵌固端挤压套安装处去皮洗油。清洗时，采用汽油等清洗剂去除防腐油脂。对钢绞线PE层出现局部破损的部位，用水密性胶带进行修补，胶带搭接宽度不小于带宽的1/2。将定长钢绞线卷盘挂牌架空存放并覆盖待运。钢绞线卷盘，采用8T平板车运至施工现场，人工或提升架运至施工平台上，按施工图纸要求进行锚索体编制。钢绞线及其他索体附件按施工图纸要求编排并绑扎成束，钢绞线与锚头嵌固端挤压套采用GYJA型专用挤压机挤压连结。钢绞线采用无锌铁丝编帘，并按内锚段承载体的分组要求，对钢绞线采用不同颜色的胶带缠绕粘贴在张拉段绞线端头进行分组编号区分。锚索体采用无锌铁丝捆扎。锚索体入孔前，用高压风将孔道再次冲洗，锚索经核对无误且经验收合格后，由人工将锚索体扛抬至孔位附近，徐徐送入锚索孔内，锚索外露长度必须满足张拉施工操作。对于孔深较大的锚索孔，如穿索困难，采用自制专用穿索设备辅助人工穿索。索体就位后，及时将锚索外露部分包裹，以防污损。5.6锚墩浇筑锚墩混凝土采用二级配，封锚混凝土采用一级配，其配比由试验确定。混凝土拌和系统布置在施工马道上，混凝土熟料采用采用JZ350型拌合机拌制、斗车装载。提升机运至施工平台，小桶转运入模，振捣器振实。在混凝土浇筑前，先将混凝土面打毛，并冲洗干净，再安装孔口垫板、套管及网片钢筋等。安装模板并润湿混凝土面验收合格，即可浇筑混凝土。锚垫板安装时要保证与孔道轴线垂直，套管与孔道轴线对中。并将套管与孔道间的孔隙加以密封。混凝土浇筑完毕后及时洒水养护。5.7锚索灌浆随机锚索注浆分为锚固段注浆和张拉段注浆二部分，采用纯水泥浆灌注。锚固段注浆在钢垫座安装结束后进行，张拉段灌浆在锚固段注浆结束后适时进行。浆液按监理人批准的配比由NJ600搅拌机拌制后，输送至JJS-2B搅拌桶由华氏HS-B2型灌浆机灌浆。锚固段灌浆压力一般为0.5MPa〜0.7Mpa，自由段灌浆压力一般为0.1MPa〜0.5Mpa。锚索封孔灌浆采取有压自下而上进行。灌浆过程中，观察出浆管的排水、排浆情况，当排液比重与灌浆比重相同时，进行屏浆，屏浆压力0.3MPa〜0.4MPa，屏浆时间20〜30min。自由段注浆时，水泥浆液不大于0.5：1（重量比）。在保证自由段锚索孔注浆密实的的条件下，尽量减少自由段围岩灌浆量。如果在注浆过程中发现严重串孔、冒浆、漏浆不起压，根据具体情况采取嵌缝、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆、灌水泥砂浆等方法进行处理，若仍难以解决，及时通知监理人。5.8锚索张拉锚索孔浆体的水泥结石达到设计强度后，进行锚索张拉。自由式单孔多锚头防腐型锚索由于其内锚头的各组钢绞线长度不一，采用单根预紧、单根张拉方式，先张拉锚具中心部位钢绞线，后张拉锚具周边钢绞线，按照间隔对称分序进行。一个张拉循环完毕，进行下一个张拉循环，直至达到设计张拉力。张拉采用YDC240Q型液压千斤顶配2YBZ2-80电动高压油泵进行。张拉前，须对千斤顶、高压油泵及压力表测力计进行配套标定并绘制其标定曲线，以作为锚索正式张拉的控制依据。标定不合格的张拉设备和仪器不得使用，标定间隔期不超过6个月。张拉设备和仪器遭强烈碰撞，必须重新标定后才准使用。张拉作业采用应力应变双控分级张拉程序。张拉过程要缓慢、连续、匀速加荷，达到设计荷载的1.05〜1.1倍后，稳压10〜20min后锁定。锁定后的48h内，若锚索应力下降到设计值以下时进行补偿张拉。张拉应力分级程序为：预紧f25%af50%af75%af100%af105%a~110%。在进行张拉施工时，认真记录测力计读数、千斤顶的读数以及在不同张拉力时钢绞线伸长值，记录成果应及时报送监理人。5.9补偿张拉张拉锁定后48h内，若锚索应力下降到设计值以下时进行补偿张拉。补偿张拉采用与前述张拉施工相同的方式进行。5.10外锚头保护锚具外的钢绞束除留存15cm外，切除其余部分。外锚头按设计要求用混凝土保护，外锚头（含外露钢绞线）保护层的厚度不小于10cm。对不同锚固类型的外锚头用不同颜色涂料粉刷进行标识，达到醒目和良好区分效果。6预应力锚索施工质量控制6.1施工质量检查预应力锚索施工过程中，主要进行以下项目的质量检查和检验：（1） 每批钢绞线到货后的材质检验；（2） 预应力锚索安装前，每个锚束孔钻孔规格、孔深的检测和清孔质量的检查；（3） 预应力锚束入孔前，每根锚束制作质量的检查；（4） 锚索孔灌浆前，浆液试验成果检查；（5） 预应力锚束张拉工作结束后，对每根锚束的张拉应力和补偿张拉的效果进行检查。6.2预应力锚束施工质量验收试验预应力锚束施工中，按设计和监理人指示随机抽样进行，抽样数量不应小于3束。完工抽样检查的合格标准，以应力控制为准，实测值不大于设计规定值的5%，不小于3%。验收试验与完工抽样检查合并进行时，其试验数量为锚束总数量的5%。6.3质量保证控制水泥、钢筋等原材料运抵现场后，必须进行抽样复检，合格后方能使用。进场防护网材料符合设计要求，并提供厂家合格的检验报告。缝合绳除必须满足设计施工要求外，其外观和手动感觉上应无明显摆动，两端固定绳卡必须牢靠。锚杆孔位偏差不大于10cm。孔深偏差不大于5cm。不合格的钻孔不得进行锚杆安装。喷射混凝土厚度采用取芯检查，如未达到设计厚度时，按监理工程师指示进行补喷，所有喷射混凝土都将经监理工程师检查确认合格后才能进行验收。对检查发现喷射混凝土中如有鼓皮、剥落、强度偏低或有其他缺陷，及时进行修补，经监理工程师检查合格签字确认后，方能验收。预应力锚索安装前，每个锚束孔钻孔规格、孔深的检测和清孔质量的检查，预应力锚束入孔前，每根锚束制作质量的检查；锚索孔灌浆前，浆液试验成果检查；预应力锚束张拉工作结束后，对每根锚束的张拉应力和补偿张拉的效果进行检查。7安全保证控制建立健全以项目经理为第一责任人的安全施工领导小组，设置专职安全员，建立严格的安全管理制度及严格的安全奖惩措施。施工前对所有参加该项目施工的人员进行安全施工的岗前培训，并持证上岗。施工人员进入施工现场严格按劳保着装，班前进行安全施工技术交底，每日进行安全巡检，每月进行安全考核，奖惩月月兑现。对不服从安全人员检查，拒不执行安全管理制度的施工作业人员进行严肃处理，对存在安全隐患的施工部位、工序等应责令整改后施工。经常检查施工电源和线路及设备电器部分，按有关规定设置保护装置，确保用电安全。施工工作平台，各种临时起重设施或起重机械，经安全审核通过后方能施工或使用。承压设备或容器，使用前须全面检查，满足安全要求后再投入使用，在使用过程中如发现压力表失灵和损坏，应及时更换并经常检查易损坏部位，发现