錦屏二級水電站地下廠房拱肩噴層開裂處理施工技術(shù)

向應(yīng)剛

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,成都,610091)

1 概述

1.1 工程概況

錦屏二級水電站地下廠房廠左0+040m～廠右0+160m段下游側(cè)拱肩受圍巖應(yīng)力釋放的影響,出現(xiàn)一定程度的外鼓現(xiàn)象,混凝土噴層開裂、脫落情況較嚴(yán)重。由于拱肩施工部位與廠房下面作業(yè)面(高程1310.80m)距離約55m,高差較大,若發(fā)生噴層石渣或巖塊墜落,影響范圍廣,安全隱患大。而且廠房目前變形較大,新增加大量支護(hù)需及時(shí)組織施工,工期比較緊張。若不采取措施處理,施工人員、設(shè)備安全無法保證,將嚴(yán)重影響主廠房的施工進(jìn)度。

為保證廠房施工安全,加快施工進(jìn)度,在巖壁梁上搭設(shè)腳手架至拱肩部位,一次搭設(shè)完成,集中處理,把安全隱患時(shí)間壓縮到最短。在拱肩噴層處理范圍內(nèi)采用主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)覆面保護(hù),對開裂、外鼓混凝土噴層進(jìn)行清撬處理。噴層清撬時(shí)石渣散落在主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)內(nèi),以保證清撬人員施工安全,防止較大噴層塊或巖塊破壞腳手架。然后將石渣卸至施工平臺,順傾斜竹溜板溜至巖壁梁上,最后人工清理廠房底板,保證廠房下部支護(hù)施工和混凝土澆筑安全。

1.2 地質(zhì)概況

主廠房圍巖為微風(fēng)化的條帶狀云母大理巖和微風(fēng)化狀灰黑色中厚層細(xì)晶大理巖,地下廠房頂拱圍巖以Ⅲ類為主,部分為Ⅱ類,少量為Ⅳ類。圍巖基本穩(wěn)定,僅局部穩(wěn)定性較差。通過結(jié)構(gòu)面組合分析,廠房頂拱圍巖穩(wěn)定主要受緩傾角結(jié)構(gòu)面和斷層控制。頂拱出露的斷層有24條,寬度大多在0.5m以內(nèi),多與廠房軸線成大角度相交,帶內(nèi)充填碎裂巖、擠壓片巖、角礫巖及少量巖屑。裂隙發(fā)育,沿面大多鐵錳質(zhì)充填或渲染,巖體完整性較差。

1.3 地應(yīng)力

工程區(qū)位于川藏交界處,臨近主要的構(gòu)造帶,構(gòu)造應(yīng)力強(qiáng)度較高,地應(yīng)力釋放將導(dǎo)致圍巖破損,從而影響圍巖的穩(wěn)定性。根據(jù)可研階段地應(yīng)力測試成果,最大主應(yīng)力量級一般在 10.1MPa～22.9MPa之間,以近垂直岸坡方向?yàn)橹?其平均方向?yàn)?S43.1°～47.4°E,與區(qū)域最大主應(yīng)力NWW方向基本一致,屬中高地應(yīng)力區(qū)。

2 施工方法

2.1 全封閉式腳手架作業(yè)平臺

防護(hù)腳手架主要用于拱肩部位噴層修補(bǔ)之前,防護(hù)拱肩噴層、脫落,保護(hù)廠房下部洞室開挖、錨索、錨桿和混凝土施工。

防護(hù)腳手架搭設(shè)在巖壁梁上,搭設(shè)范圍廠左0+040m～廠右0+160m段,長度200m,寬約2m,高度約10m。采用雙排腳手架,縱距1.8m,橫距1.2m,步距1.2m,縱向每隔3跨設(shè)置一根斜撐,每隔3.6m×2.4m設(shè)置一根連墻桿,與邊墻錨桿焊接牢固。腳手架采用φ48mm鋼管,鋼管應(yīng)完整、筆直、無彎曲、無裂縫。

距洞壁2m范圍內(nèi)拱肩部位,施工腳手架搭設(shè)在巖壁梁上。腳手架搭設(shè)之前,需巖壁梁表面浮渣及雜物清除干凈。雜物清除時(shí),巖壁梁下方設(shè)置明顯安全標(biāo)示,禁止行人及車輛通行,并有專人負(fù)責(zé)安全監(jiān)督。

腳手架頂部施工平臺滿鋪腳手板,外側(cè)及兩端防護(hù)欄桿不低于1.5m,且滿掛防護(hù)網(wǎng)。腳手架頂部向外懸挑 2m,成 45°向上,外緣采用φ8mm拉條每隔3.6m拉結(jié)在洞壁錨桿或插筋上。懸挑部分腳手架搭設(shè)時(shí),使用50t吊輔助,起助臨時(shí)支撐作用,便于懸挑部分施工。竹跳板橫向鋪設(shè)在懸挑腳手架上,用鐵絲固定,竹跳板下表面設(shè)一道細(xì)眼紗網(wǎng),再設(shè)一道安全防護(hù)網(wǎng),防止飛石誤漏墜落。防護(hù)腳手架的搭設(shè)見圖1所示。

圖1 防護(hù)腳手架搭設(shè)示意

腳手架底部外側(cè)采用腳手板防護(hù),防護(hù)高度至傾斜竹跳板下緣,防止溜渣時(shí)石渣彈出傷人。距洞壁2m范圍以外拱肩部位需用20t吊配合人工進(jìn)行施工,起重臂末端安裝安全吊籃。20t吊工作期間,須有專業(yè)操作人員操作、指揮。

2.2 主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)防護(hù)

為保證施工安全,在噴混凝土清除之前,掛雙層主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)覆面。施打短錨桿 φ28mm,L=4.5m,使用短錨桿懸掛主動(dòng)防護(hù)網(wǎng),錨墊板加固,主動(dòng)網(wǎng)貼巖壁,錨墊板規(guī)格為20cm×20cm×1.4cm。短錨桿外露 50cm,間距 50cm×50cm。掛主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)以防止拱肩處理時(shí)坍塌或石碴掉落傷人,加快拱肩防護(hù)處理施工速度?；炷羾娚涫┕r(shí),主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)也可以不剝除。本項(xiàng)目將主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)剝除后再噴射混凝土,然后再把主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)掛上,以防止后期隱患。

2.3 掛網(wǎng)噴混凝土施工

2.3.1 表層開裂噴層的清除

使用風(fēng)鎬清除廠房下游側(cè)拱肩處噴層開裂、鼓皮等部位的噴混凝土,并清除外露巖石面的松動(dòng)塊石。表層混凝土清除干凈后,把大塊石渣或噴層擊碎,然后拆開防護(hù)網(wǎng)下部連接,將防護(hù)網(wǎng)內(nèi)部存留石碴清除干凈,溜至巖壁梁上,使用50t吊車垂直運(yùn)輸至廠房底板,由自卸車運(yùn)至渣場。噴層處理完成后,用清水將巖石表面沖洗干凈。

2.3.2 插筋施工

由于該部位錨桿已被噴混凝土覆蓋,部分錨桿外露長度已不滿足掛防護(hù)網(wǎng)和鋼筋網(wǎng)的長度,需要在掛鋼筋網(wǎng)和防護(hù)網(wǎng)之前施打插筋。使用手風(fēng)鉆施打插盤筋孔,使用4#空壓站供風(fēng),φ80mm橡膠管送風(fēng)。錨桿 φ22mm,長度 1.5cm,外露50cm,按150cm×150cm布置,水泥錨固劑快速錨固,最后用錨墊板固定主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)。

2.3.3 掛鋼筋網(wǎng)

掛網(wǎng)鋼筋使用φ6.5mm圓鋼,現(xiàn)場調(diào)直加工,長度不等。先將鋼筋加工成間排距為1.5m×1.5m的鋼筋框架,再加密鋼筋框架形成鋼筋網(wǎng)片。鋼筋網(wǎng)片網(wǎng)眼間排距15cm×15cm,鋼筋之間用扎絲綁扎牢固,然后焊接到插筋上并與原鋼筋網(wǎng)相互連接成整體。鋼筋網(wǎng)與插筋采用電焊點(diǎn)焊連接。

2.3.4 噴混凝土施工

2.3.4.1 噴射方法?；炷羾娚洳捎贸眹姺?噴射機(jī)置于巖壁梁上固定牢固?；旌狭习柚凭鶆蚝笱b入小型手推車,由簡易提升裝置垂直運(yùn)輸至巖壁梁上,人工搓鍬裝入噴射機(jī)料斗,將原噴層處理面噴至原設(shè)計(jì)厚度?；炷裂a(bǔ)噴至設(shè)計(jì)厚度后,將主動(dòng)網(wǎng)掛在噴層外側(cè)錨桿上進(jìn)行防護(hù)。

2.3.4.2 混合料制備。噴射混凝土混合料在現(xiàn)場拌制,摻入納米材料,采用混凝土噴射機(jī)噴射,噴射混凝土強(qiáng)度等級為C25?；旌狭弦柚埔鶆?顏色一致,在存放過程中嚴(yán)防雨淋、滴水及大塊石等雜物混入,裝入噴射機(jī)前要通過篩網(wǎng)?；旌狭想S拌隨用,保持物料新鮮。

2.3.4.3 混凝土噴射?；炷羾娚洳捎贸眹姺?自下而上,從一端向另一端分段施工。噴嘴按螺旋形軌跡一圈壓半圈的方式沿橫向移動(dòng),層層噴射,使混凝土均勻密實(shí),表面平整。噴嘴與噴射面盡量保持垂直,以減少回彈,確保噴混凝土的質(zhì)量。區(qū)段間的接合部位和結(jié)構(gòu)的接縫處應(yīng)妥善處理,不得漏噴。噴射作業(yè)時(shí),保持工作風(fēng)壓穩(wěn)定,連續(xù)供料。完成或因故中斷作業(yè)時(shí),應(yīng)將噴射機(jī)及料管內(nèi)的積料清理干凈。

2.3.4.4 噴射混凝土終凝2h后,及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。

3 結(jié)語

錦屏二級地下廠房拱肩開裂處理,采用全封閉腳手架和主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的方法,在一個(gè)半月內(nèi)完成了防護(hù)處理施工,即保證了廠房下部施工的進(jìn)度和安全,又保證了拱肩處理的施工安全。

由于此方法需要在巖壁吊車梁上搭設(shè)腳手架,此工程拱肩處理在廠左,橋機(jī)無法運(yùn)行至1#、2#機(jī)組段,因此1#、2#機(jī)組肘管安裝需借助50t汽車吊進(jìn)行吊裝運(yùn)輸。