閻王鼻子水庫壩肩危巖處理施工工藝

王殿興

(朝陽市閻王鼻子水庫工程建設管理局，遼寧朝陽122000)

閻王鼻子水庫壩肩危巖處理施工工藝

王殿興

(朝陽市閻王鼻子水庫工程建設管理局，遼寧朝陽122000)

閻王鼻子水庫右岸壩肩一處契型體巖石出現(xiàn)滑動跡象，經專家會咨詢論證確定為危巖。由于清除巖體難度大，危險性高，為此采用3種加固處理方案:①在危巖體下部設置鋼筋混凝土支撐墻，托住危巖體下滑;②危巖部位采用鋼筋混凝土加預應力錨桿進行固結，表面掛鋼筋網噴射混凝土;③危巖體上側風化嚴重部位，采用錨網噴射混凝土處理。

水庫;危巖;施工技術;預應力錨索

1 鋼筋混凝土支撐墻

在危巖體下部設鋼筋混凝土支撐墻，墻寬9m，墻體頂部突出巖體滑裂面外0.2 m，基礎支撐在下部的突出巖體上。為增加墻體的支撐力，墻體上設2排預應力錨索錨固，每排3根，墻體與巖面間采用混凝土澆筑成整體。為加強混凝土與巖體結合，巖面上設砂漿錨桿。

1.1 施工技術要求

1.1.1 原材料

采用普通硅酸鹽525#水泥;砂石滿足規(guī)范要求;混凝土采用C25、F200;受力鋼筋均采用Ⅱ級筋，分布筋及構造筋采用Ⅰ級筋。

1.1.2 施工要求

施工要求:①施工前進行混凝土配合比試驗，使各項指標均滿足設計要求;②建筑物基礎施工驗收合格后，方可進行混凝土澆筑準備工作，澆筑前基礎面先鋪一層2～3 cm厚的水泥砂漿［1］;③嚴格控制原材料的質量，砂的含泥量≤3.0%。原材料必須通過現(xiàn)場試驗，不得隨意改變;④為保證混凝土不出現(xiàn)裂縫，應加強養(yǎng)護，使其表面始終保持濕潤，養(yǎng)護時間為15 d;⑤混凝土基礎表面不得有反坡、尖角、松動石塊和泥土等。

1.2 質量控制與驗收

1)建立全面質量管理責任制，嚴格執(zhí)行施工規(guī)范，保證施工質量，工程安全可靠、經濟合理。

2)按有關規(guī)定進行質量檢查，將各項技術指標數據進行登記造冊。

3)驗收時應遵循有關的驗收規(guī)范進行，并提供有關的驗收資料，包括測量、試驗數據及圖紙等。

2 預應力錨索施工

預應力錨索共布置8根，每根設計錨固力為1 050 kN。混凝土支撐墻內分兩排布置，第一排布置在223.60 m高程，第二排布置在228.40 m高程，每排3根，孔距為3 m，每排中間一根布設在支撐墻的中軸線上。楔型體巖石上設置2根，布設在危巖的中軸線上，第一根布置在235.20 m高程，第二根布置在240 m高程。錨桿與水平夾角為33°。錨固段采用膠結式，型式采用拉力型，內錨固段長度為5.5 m，張拉段長度為6 m，總孔深12 m。

2.1 工藝及質量控制

2.1.1 原材料

每根錨索由7根鋼絞線組成。鋼絞線強度級別為1 860 MPa，直徑為15.2 mm。采用普通硅酸鹽525#水泥。

2.1.2 錨索造孔

鉆孔直徑為108 mm，孔位誤差≤20 cm，鉆孔實際長度不小于設計值且≤1%，孔斜精度按施工規(guī)范要求的3%控制。對孔壁上附著的粉塵、泥屑用高壓空氣或水清洗干凈，并對孔口進行暫時封堵，防止碎屑和雜物進入孔內。

2.1.3 編索和穿索

2.1.3.1 編索施工

編索施工包括3步:①錨索組裝前應進行檢查，鋼絞線的外觀不得有死彎、明顯刻痕、松絲散絲等缺陷，有銹蝕的鋼絞線不得使用［2］。②對每批進場的鋼絞線均應做強度抽樣檢查，強度不得低于出廠標定的數值。③張拉段與內錨固段的連接處用鉛絲綁扎牢固，內錨固段間隔1.0 m、張拉段間隔1.5 m安裝一對中支架，支架間用鉛絲綁緊。

2.1.3.2 穿索施工

穿索施工包括:①首先驗收錨索造孔，在孔徑及孔深符合設計要求的情況下，進行錨索推送施工。②為防止鉆孔坍塌，應在鉆孔完成后立即安裝錨索。③應在牢固的腳手架上推送錨索，為防止機械起吊損壞鋼絞線或導致注漿管破裂，宜采用人工運輸和安裝。④當錨索推送受阻時，應及時拉出并采取掃孔的辦法進行處理后再重新就位。⑤錨索運輸平面轉彎半徑應＞2.5 m，保證索體平順不發(fā)生扭轉。⑥索體安裝完成后要對止?jié){環(huán)進行充氣檢查，確認止?jié){環(huán)完好和進、回漿管通暢，否則需將索體拔出進行修復處理。

2.2 錨固段灌漿

1)錨索內錨固段注漿:在鉆孔質量缺陷處理完畢并將錨索推送就位后進行注漿;水泥砂漿強度等級C35，并具有膨脹性;水泥砂漿配合比由室內試驗確定。

2)為防止灌漿管堵塞，對水泥和砂進行過篩處理，要求篩孔直徑為2.5～3 mm。內錨固段注漿量由試驗確定，或按理論規(guī)定的1.15～1.20倍。

3)灌漿體應按重量比進行配制，并采用機械強制拌合，拌合時間≥2 min。灌漿液準備的數量不宜過多，最好要隨拌隨用，為保證灌漿質量，對超過初凝時間的漿液必須廢棄。

4)灌漿過程的技術要求:①錨固段灌漿控制壓力為0.2～0.4 MPa，并漿壓力0.2 MPa，并漿時間30 min。②灌漿結束標準:實際灌漿數量大于理論規(guī)定值，回漿比重不小于進漿比重，且孔內不再消耗漿液。③在灌漿過程中，如發(fā)現(xiàn)消耗漿液數量過大、氣壓或回漿壓力偏小等異?，F(xiàn)象，要及時進行檢查、分析，并準確判斷可能存在的具體原因。如止?jié){環(huán)失效造成漏漿，可將索體拔出進行修復;如果是裂隙竄漿或地質缺陷所致，可采取固結灌漿掃孔、鉆孔加深等方法進行處理。

2.3 錨墩混凝土澆筑

1)混凝土澆筑前，先清除孔口周圍和基礎表面上的碎石及泥土，然后進行鋼筋綁扎、模板支立，安裝螺旋鋼筋、定位管及錨墊板。錨墊板安裝時，必須與定位管軸線互相垂直。

2)采用早強混凝土，強度等級為C30。為確保混凝土質量，要加強振搗，注意養(yǎng)護。拆模后發(fā)現(xiàn)峰窩、麻面等質量缺陷，用早強水泥砂漿進行及時修補。

2.4 錨索張拉技術要求

2.4.1 錨索張拉工序

工序為:①錨索器具安裝;②單根鋼絞線預緊;③按荷載等級進行整體張拉;④鎖定。錨索張拉，必須在內錨砂漿和外錨墩混凝土均達到設計強度后方可進行。

采用千斤頂進行張拉，安裝時必須與錨索軸線一致，以防止偏心受力影響張拉質量。對錨環(huán)、夾片和錨索體上的泥砂、銹蝕層或其它污物必須清理干凈。

張拉使用的全部設備，必須經具有認證資質的機構進行標定，同時繪制壓力表讀數與張拉力關系曲線，并提交給監(jiān)理工程師作為監(jiān)督依據。

2.4.2 張拉荷載

單根鋼絞線預緊噸位25 kN，采用多遍循環(huán)方式預緊。每根鋼絞線進行兩遍預緊，伸長增量以≤3 mm為限，對≥3 mm的進入下遍繼續(xù)預緊。

2.4.3 施工方法

為保證鋼絞線理順和受力均勻，錨索整體張拉前按設計荷載的10%進行單根預緊。整體張拉時，按設荷載的25%、50%、80%、100%、110%逐級增大。荷載施加必須均勻，要求速率每分鐘不超過設計規(guī)定的0.1，每一級張拉后穩(wěn)壓時間為5 min，同時做好各項張拉指標記錄。張拉荷載達到設計荷載的110%后穩(wěn)壓10～20 min進行鎖定。

2.4.4 質量控制

為保證預應力錨索施工質量，監(jiān)理必須對全過程進行旁站監(jiān)督。張拉力控制標準采用張拉力與伸長值雙向控制，實測伸長值不超過理論伸長值(－5%，+10%)的允許偏差范圍，則符合規(guī)范要求;當實測值超出允許偏差范圍時，要立即采取措施予以調整后繼續(xù)進行。此外，在錨固鎖定時必須檢查預應力筋的回縮值，以免由于鎖定引起的預應力損失超出規(guī)范要求。

錨索張拉過程中，如果出現(xiàn)夾片滑絲、伸長值超標等異常情況，應采取更換夾片重新張拉、單根補償張拉、整束錨索返工等方法進行處理。

2.5 張拉段灌漿

灌漿漿設計標號R28350。錨索張拉鎖定后開始灌漿，灌漿控制壓力0.2～0.7 MPa;灌漿結束標準:并漿時間30 min，實際耗漿量大于理論規(guī)定數值，回漿比重不小于進漿比重，并且不再繼續(xù)消耗漿液。

原材料檢查、取樣檢測、漿材質量控制方法與錨固段灌漿相同。監(jiān)理工程師必須對灌漿全過程進行旁站監(jiān)督。

檢查漿液按配合比、原材料、進回漿比重、耗漿量，最終確認灌漿結束前鉆孔內不再消耗漿液。當發(fā)現(xiàn)有裂隙漏漿、持續(xù)耗漿等異常情況時，應采取封堵裂隙、延長并漿時間的辦法進行處理。

2.6 錨頭混凝土澆筑

錨索張拉鎖定并完孔灌漿后，將外露鋼絞線預留50～60mm，多余部分用切割機切去，用C25細骨料混凝土對錨頭進行封閉保護。

2.7 質量檢查與驗收

2.7.1 質量檢查

質量檢查要求:①配備專職質量檢查負責人，嚴格按施工規(guī)范要求認真做好自檢與互檢工作;對全部施工機械、材料、配件必須進行詳細檢查和檢驗。②施工過程中，發(fā)現(xiàn)不合格的或未經驗收的成品，嚴禁進入下一道工序。③認真做好施工記錄和施工日記，將各種參數準確記錄在表格中，為工程驗收準備基礎資料。④一旦發(fā)生質量事故，施工單位要及時提交事故發(fā)生原因的情況報告，并與施工監(jiān)理和設計人員盡快制定處理措施和解決方案，以確保工程按計劃進行。

2.7.2 工程驗收

1)錨索工程驗收時應提供以下資料:原材料出廠合格證，抽樣檢查或檢驗報告;代用材料合格證和試驗報告;施工機械設備、儀器、儀表檢驗報告;施工記錄、日記和施工過程中記載的各種技術參數;錨索錨固力非破壞性試驗報告;鉆孔施工中發(fā)現(xiàn)的異常情況報告;設計變更文件及設計圖紙;工程施工質量調查材料和處理報告;施工管理工作報告和竣工圖紙。

2)錨索施工質量驗收，按《水工預應力錨固施工規(guī)范》(SL46—94)和設計要求進行。

3 混凝土噴錨

為防止楔型體巖石進一步風化，避免破碎巖石塊掉落，有效控制巖體進一步變形，對楔型體及其周圍巖體采取掛網噴射混凝土防護處理，防護面積1 000 m2。采用全長黏結型早強水泥砂漿錨桿，錨桿長度2 m。水平、垂直間距均為1.5 m網格型布置。錨桿與水平面夾角20°，錨桿采用20 mmⅡ級鋼筋，鉆孔孔徑42 mm。

3.1 鋼筋網及混凝土要求

噴射混凝土強度等級為C20，厚度為100 mm，分兩次噴射，先噴50 mm厚，然后打錨桿、掛鋼筋網，再噴第二層50 mm厚混凝土。鋼筋網采用8 mm鋼筋，縱橫間距均為250 mm。

3.2 錨桿施工技術要求

3.2.1 鉆孔施工技術要求

1)根據設計要求及周圍巖石表面情況，確定鉆孔位置并做出明顯標記。

2)孔距之間的允許偏差為150 mm，深度允許偏差為50 mm。

3)鉆孔施工完成后，對孔內的積水和巖粉應吹洗干凈。錨桿安裝前，按設計要求檢查原材料型號、規(guī)格、品種以及孔位、孔徑、孔深和布置形式。

3.2.2 錨桿施工技術要求

1)原材料及砂漿配合比:①錨桿使用前應調平調直、清除銹蝕和油污。②采用經過篩中細砂，粒徑≤2.5 mm。③水泥砂比宜為1∶1～1∶2(重量比)，水灰比宜為0.38～0.45。

2)砂漿拌和要求具有良好的均勻度，宜為少拌勤拌、隨拌隨用，一次拌和的砂漿應在初凝前用完。

3)注漿作業(yè):①開始或中途停止超過30 min時，應對注漿罐及其管路用水或稀水泥漿進行潤滑。②注漿管插入深度距孔底50～100 mm，拔出時應隨砂漿的注入緩慢勻速進行。

4)錨桿安裝完成后，不得人為的隨意敲擊或晃動，插入孔內長度不應小于設計規(guī)定的95%。

3.2.3 安全及環(huán)保措施

1)安全措施:要經常檢查各種管路是否完好，尤其是高壓軟管，一旦破裂容易發(fā)生傷害事故。注意各種機械的啟動和開、關風順序，盡量用操作熟練的人員操作機械設備，以免造成機械和人身傷害事故。

2)環(huán)保措施:鉆孔和注漿時塵土較大，施工人員必須戴專用防塵口罩，不得污染周圍環(huán)境，不得將剩余水泥漿任意傾倒。作業(yè)面要定期灑水，降低空氣中粉塵含量。當使用手持氣腿式風鉆施工時，盡量采用濕鉆，不采用干鉆。

3.3 混凝土噴射施工要求

3.3.1 原材料

原材料要求:①采用普通硅酸鹽水泥，強度等級≥32.5 MPa。②應采用堅硬的中粒徑或粗粒徑砂礫料，細度模數宜＞2.5。當采用干法噴射時，砂礫料的含水率應控制在5% ～7%。當采用防黏料噴射機噴射時，含水率控制在7% ～10%。③卵石或碎石粒徑≤15 mm，采用堿性速凝劑時，使用的石材不得含活性SiQ2。④摻外加劑的混凝須滿足規(guī)范規(guī)定和設計要求，外加劑必須與水泥相容。水泥初凝時間≤5 min，終凝時間≤10 min。⑤混凝土拌和時，嚴禁使用污水、pH＜4的酸性水和硫酸鹽含量超過混合用水重量1%的水。

3.3.2 混合料配合比和拌制

1)混合料配合比:采用干法噴射時，水泥與砂、石比為1.0∶4.0～1.0∶4.5，水灰比宜為 0.40 ～0.45。用濕法噴射時，水泥與砂、石比為1.0∶3.5 ～1.0∶4.0，水灰比為0.42～0.50，砂率為50% ～60%。摻加速凝劑或其他外加劑的數量，應通過試驗來確定。外摻料的添加數量必須符合有關規(guī)范規(guī)定的技術標準，并通過試驗確定。

2)使用的原材料以重量計算，水泥和外加劑的允許偏差為±2%，砂、石為±3%。

3)混合料的攪和時間:采用400 L以下強制式攪拌機的時間≥1 min;用自落式或滾筒式攪拌機的時間≥2 min;利用人工攪拌時的次數≥3次;摻外加劑或外摻料時，時間可適當延長。

4)無速凝劑摻入的混合料存放時間≤2 h，摻加速凝劑后的混合料≤20 min。

5)濕法噴射的混合料拌制完成后，要進行坍落度測定，測定值宜為8～12 cm。

3.3.3 混凝土噴射前準備

準備工作包括:拆除作業(yè)面上的所有障礙物，將開挖表面上的浮石和墻腳殘留的石渣及堆積物清理干凈。用高壓風槍或高壓水槍，將被噴表面徹底沖洗干凈。埋設控制噴射混凝土厚度的標志。

3.3.4 混凝土噴射作業(yè)

1)噴射作業(yè):自下而上、分段分片依次進行;分層噴射時，后一層應在前一層終凝后進行。

2)噴射操作程序:噴射工作開始時，要先送風，后開機，再給料;噴射工作結束時，應待噴射作業(yè)完成后，再關風。向噴射機供料時應保持連續(xù)均勻，噴射機正常運轉時料斗內應必須有足夠的存料。噴射機的工作風壓，應滿足噴頭處的壓力在0.1 MPa左右。噴射作業(yè)完成或因故中斷時，必需將噴射機料斗和送料管內的積料清除干凈。

3)對噴射手的操作要求:要經常保持噴頭具有良好的工作性能。噴頭與受噴面角度必須保持垂直，與受噴面的距離應在0.60～1.00 m。干法噴射時，必須控制好水灰比，保持噴射混凝土表面的平整度，并要求呈現(xiàn)出濕潤光澤，表面不能有干斑或滑移流淌現(xiàn)象發(fā)生。

4)噴射混凝土的回彈率≤15%。

5)噴射混凝土養(yǎng)護:終凝時間2h后噴水養(yǎng)護，一般部位≥7 d，重要部位≥14 d;當氣溫低于+5℃時，不得進行噴水養(yǎng)護。

3.3.5 鋼筋網施工

3.3.5.1 鋼筋網的鋪設要求

鋪設前清除油污和銹蝕，以保證混凝土對鋼筋具有足夠的握裹力。在巖面噴射一層混凝土后鋪設，鋼筋與巖面的間隙為30 mm。鋼筋網鋪設完成后，應與錨桿進行牢固聯(lián)結。

3.3.5.2 網噴射混凝施工要求

開始噴射時，要減小噴頭與受噴面之間的距離，并將噴射角度調節(jié)到最佳狀態(tài)，以保證鋼筋與巖面之間混凝土的密實性。如發(fā)現(xiàn)脫落的混凝土卡在鋼筋網上，應及時清除。

3.4 排水孔

噴錨混凝土達到設計強度后鉆設排水孔，間距為5 m梅花形布設，孔深應伸入滑動面內0.5 m，孔徑Φ42。鉆設排水孔時應避免破壞鋼筋網及錨桿。

［1］陳勇，李進，張莉萍，等.南京市赭山頭水庫壩肩滲漏處理［J］.水文地質工程地質，2011，38(05):76－79.

［2］劉紅娜.仰天河水庫右壩肩防滲工程實施方案探析［J］.陜西水利，2014(02):73－74.

TV543

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1007－7596(2014)07－0174－04

2013－11－28

王殿興(1954－)，男，遼寧凌源人，高級工程師，從事水利行業(yè)工作，做水庫移民安置及有關工程建設和管理工作。