仙居抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁錨桿施工質(zhì)量控制措施分析

李 亞 東， 仵 海 強(qiáng)

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

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仙居抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁錨桿施工質(zhì)量控制措施分析

李 亞 東， 仵 海 強(qiáng)

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

浙江仙居抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁錨桿的施工受地質(zhì)圍巖狀況及施工技術(shù)等條件限制，質(zhì)量控制較為困難，經(jīng)過采取事前控制、事中控制及事后控制等措施，使巖錨梁錨桿施工質(zhì)量得到了有效控制。

地下廠房；巖錨梁；錨桿；質(zhì)量控制；仙居抽水蓄能電站

1 工程概況

仙居抽水蓄能電站位于浙江省仙居縣湫山鄉(xiāng)境內(nèi)，為日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，安裝4臺單機(jī)容量為375 MW的抽水蓄能機(jī)組，總 裝 機(jī) 容 量 為1 500 MW。地下廠房開挖長度為176 m，高度為55 m，最大寬度為26.5 m。巖錨梁位于廠房第Ⅱ?qū)?，開挖高程為128.6～136.5 m，長度為157.5 m。巖錨梁錨桿的施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋機(jī)的運行安全，是整個地下廠房施工的關(guān)鍵。

地下廠房巖錨梁錨桿施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于如何保證鉆孔孔位和角度符合要求(孔位上下偏差不能大于3 cm，左右偏差不能大于5 cm；角度偏差不能大于2°)，以及如何確保錨桿砂漿密實度達(dá)到要求(密實度不小于90%)。為達(dá)到設(shè)計要求，在控制過程中主要通過設(shè)備選型、測量放樣、鉆孔過程、驗孔措施、注漿過程以及外觀等方面進(jìn)行控制。若不采取切實有效的控制措施，巖錨梁錨桿的施工質(zhì)量將極大地影響后期巖錨梁混凝土的澆筑及廠房運行過程中橋機(jī)的安全。

2 巖錨梁錨桿施工質(zhì)量控制措施

2.1 基本概況

仙居抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁共設(shè)置3排錨桿，其中A錨桿共計420根，孔口高程為133.95 m，方向為上傾25°，規(guī)格為φ36@75 cm，L=10 m，入巖8 m；B錨桿共計420根，孔口高程為133.5 m，方向為上傾20°，規(guī)格為φ36@75 cm，L=10 m，入巖8 m，A錨桿與B錨桿垂直方向錯距375 mm布置；C錨桿共計411根，孔 口 高 程 為131.7 m，方向為下斜30.26°，規(guī)格為φ32@75 cm，L=8 m，入巖6.5 m，C錨桿與A錨桿在垂直方向?qū)R布置；D錨桿為主變運輸洞洞口上方替代原C錨桿位置，孔口高程為131.7 m，方向為下斜30.26°，規(guī)格為φ32@75 cm，L=4.5 m，入巖3 m；另外，在巖錨梁范圍內(nèi)132.6 m高程處布置有一排邊墻系統(tǒng)支護(hù)錨桿，共計210根，方向為垂直巖面，規(guī)格為φ28@150 cm，L=8 m，入巖7.2 m。巖錨梁錨桿布置情況見圖1。

2.2 施工程序

巖錨梁錨桿的施工順序為：巖臺上下部位系統(tǒng)錨桿→巖臺內(nèi)系統(tǒng)錨桿→3排巖錨梁錨桿。采用這種施工順序的主要目的：邊墻系統(tǒng)錨桿先受力，使巖錨梁本身處于穩(wěn)定的支護(hù)狀態(tài)；巖錨梁錨桿主要承受巖錨梁混凝土及橋機(jī)自重、其它外部荷載等。這種施工方法可以提高巖錨梁橋機(jī)運行的安全系數(shù)。

2.3 施工方法及工序

在巖臺開挖并經(jīng)驗收合格后，采用徠卡802全站儀逐個進(jìn)行錨桿孔位的測量放樣，測量過程中，根據(jù)巖壁實際開挖的超挖程度，經(jīng)延伸計算后測設(shè)的實際孔位用紅油漆逐個在巖壁上予以標(biāo)明；采用多臂鉆進(jìn)行巖錨梁錨桿鉆孔施工。鉆孔過程中其角度精確的控制由現(xiàn)場施工員采用地質(zhì)羅盤及自制的量角器現(xiàn)場量測。自制量角器見圖2。

鉆孔完成后，經(jīng)過嚴(yán)格的孔深、孔向、孔位和洗孔驗收后進(jìn)行錨桿安裝施工，錨桿安裝采用先注漿、后插桿的施工工藝，砂漿嚴(yán)格按照試驗室出具的配料單拌制，注漿機(jī)選用高壓螺桿式注漿泵，此泵在注漿過程中漿液流動無間歇，能最大程度地減少孔內(nèi)砂漿空腔；注漿時在注漿管上標(biāo)明該孔的設(shè)計深度，將注漿管插入孔底，再次確認(rèn)孔深符合要求后開始注漿。注漿過程中，由注漿泵壓力自動將注漿管推出孔外，最大程度地保證了注漿密實度；若對應(yīng)的孔位超挖量大于20 cm，為保證錨桿的入巖深度，需增加相應(yīng)的錨桿長度。由人工在支護(hù)平臺上將錨桿插入孔內(nèi)，孔口用木楔封緊，采用拉線的方式控制錨桿外露的長度及錨桿整體外觀平齊，避免在砂漿終凝前觸動錨桿；當(dāng)砂漿達(dá)到3 d齡期后對巖錨梁錨桿進(jìn)行100%無損檢測，施工流程見圖3。

圖2 自制量角器示意圖

3 施工質(zhì)量保證措施

3.1 組織保證措施

為確保廠房巖錨梁錨桿施工質(zhì)量要求，項目部成立了專門的組織機(jī)構(gòu)，由專人負(fù)責(zé)巖錨梁錨桿施工技術(shù)指導(dǎo)、施工安排及機(jī)械調(diào)度等；同時，采用“定人”、“定機(jī)”和“定崗”的原則，使用兩臺多臂鉆進(jìn)行鉆孔，每臺鉆機(jī)配備施工員、司機(jī)、輔助工各2名(白夜班各1名)，每班由專人負(fù)責(zé)；另外，錨桿鉆孔、安裝等施工由施工員、質(zhì)檢員全過程監(jiān)督、指導(dǎo)。

圖3 錨桿施工流程圖

3.2 設(shè)備保證措施

(1) 鉆孔設(shè)備：鉆孔采用BOOM353E三臂鑿巖臺車造孔，該設(shè)備的主要優(yōu)點為鉆孔精度高、速度快，對巖壁的振動影響小。

(2)注漿設(shè)備：地下廠房洞室群的注漿設(shè)備主要有：JYB-2擠壓式注漿泵、YSB-2A活塞式注漿泵及HS-B1螺桿式注漿泵，根據(jù)三種注漿設(shè)備在平時其它洞室注漿過程中的優(yōu)缺點，其中JYB-2擠壓式注漿泵和YSB-2A活塞式注漿泵注漿時漿液不連續(xù)，有脈動，管內(nèi)容易產(chǎn)生空氣而造成注漿不密實，同時容易堵管；HS-B1螺桿式注漿泵注漿時漿液連續(xù)均勻，無脈沖壓力，正轉(zhuǎn)逐級增加，被動增壓，反轉(zhuǎn)泄壓。為滿足巖錨梁錨桿注漿密實度，最終選用HS-B1螺桿式注漿泵注漿。

(3)設(shè)備改進(jìn)：巖錨梁鉆孔直徑為76 mm，但注漿管直徑為40 mm。為確保錨桿注漿密實度要求和注漿管被孔內(nèi)砂漿自動反推出孔，對注漿管管口進(jìn)行了改造，安裝了變徑裝置，變徑裝置出口外徑為70 mm，入口外徑為36 mm。

3.3 孔位保證措施

待巖臺開挖完畢并經(jīng)驗收合格后，需要對巖錨梁錨桿每一個孔位進(jìn)行精確的測量放樣。因巖臺在開挖過程中均存在不可避免的超挖，尤其是存在地質(zhì)缺陷的部位超挖量比較大，為確保錨桿的成型效果，需要根據(jù)每根錨桿處的超欠挖情況對錨桿的對應(yīng)角度進(jìn)行延伸計算，確定實際的錨桿孔位置，經(jīng)計算后用萊卡802全站儀進(jìn)行孔位放樣，由現(xiàn)場施工員及測量員采用紅色油漆在巖壁上逐個予以標(biāo)記。

3.4 孔徑、孔深的保證措施

(1) 孔徑：巖錨梁A、B、C及D型錨桿鉆孔孔徑均為φ76，為確保其孔徑滿足設(shè)計要求，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)鉆頭。

(2) 孔深：為確保巖錨梁錨桿入巖深度，結(jié)合巖壁超挖情況進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整以保證入巖深度滿足設(shè)計。鉆孔過程采用紅色絕緣膠布在鉆桿上做好標(biāo)記，施工員現(xiàn)場控制。另外，因C型錨桿屬于向下傾斜的錨桿，鉆孔清洗時孔內(nèi)殘渣很難清理徹底，為確保錨桿施工質(zhì)量，鉆孔時加深了20 cm。

3.5 孔向保證措施

鉆孔過程中，嚴(yán)格執(zhí)行“三次校桿法”，即在剛開鉆時只旋轉(zhuǎn)、不沖擊，待鉆頭開始鉆進(jìn)巖層5～10 cm后由現(xiàn)場施工員用自制量角器對孔向進(jìn)行第一次校核，鉆孔精度偏差在允許范圍之內(nèi)再開沖擊，待鉆頭完全鉆進(jìn)巖層后，第二次用量角器進(jìn)行校核，精度滿足要求后再進(jìn)行鉆進(jìn)，待第一段釬鉆進(jìn)巖層后，再進(jìn)行第三次鉆桿精度校核，待其滿足要求后才能繼續(xù)鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)校核過程中，若發(fā)現(xiàn)鉆孔角度偏差超出允許范圍，應(yīng)及時進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。鉆孔角度控制情況見圖4。

圖4 鉆孔角度控制示意圖

3.6 驗孔保證措施

巖錨梁錨桿鉆孔施工完畢，項目部對已施工完畢的鉆孔進(jìn)行驗收，自檢驗收合格后申請現(xiàn)場監(jiān)理人員進(jìn)行最終驗收，待監(jiān)理驗收合格后方可安裝錨桿。項目部終檢驗孔主要進(jìn)行了孔位、孔深和孔向的驗收，具體措施如下：

(1) 孔位驗收：由測量人員采用萊卡802全站儀測量實際孔位與設(shè)計孔位的偏差，偏差值按照孔位上下偏差<3 cm，左右偏差<5 cm視為合格；否則按廢孔處理。

(2) 孔深驗收：選取φ50硬質(zhì)PVC管，由現(xiàn)場質(zhì)檢員采用防水膠布配合卷尺標(biāo)明刻度，將PVC管插入孔內(nèi)量出孔深是否合格。

(3) 孔向驗收：巖錨梁錨桿為φ36錨桿，采取φ76孔徑，以保證足夠的砂漿握裹力。驗孔時，采用先在孔內(nèi)插入一節(jié)φ64，L=2.5 m長鋼管，鋼管入孔2 m，外露50 cm的方法引出角度，再用自制量角器測量角度，如果成孔角度偏差在±2°范圍內(nèi)則視為合格；否則按廢孔處理。

3.7 注漿保證措施

(1)洗孔：注漿前，采用高壓風(fēng)及壓力水對孔內(nèi)殘留的石屑、巖粉及積水等進(jìn)行清洗至干凈，質(zhì)檢員現(xiàn)場對清洗情況逐個進(jìn)行檢查、監(jiān)督。

(2)制漿：嚴(yán)格按照試驗室出具的配料單制漿，拌合料水、水泥及砂等材料現(xiàn)場采用電子稱稱量，漿液稠度以 “掛壁不往下流”為標(biāo)準(zhǔn)，拌制過程試驗員現(xiàn)場監(jiān)控。

(3)注漿：首先在注漿管上用防水膠布標(biāo)明8 m、6.5 m以及3 m位置，然后插入孔底，再次復(fù)核孔深是否滿足要求，孔深滿足要求后，開始用HS-B1螺桿式注漿泵送漿；注漿過程無需人工拔管，利用孔內(nèi)灌漿壓力，使注漿管被孔內(nèi)砂漿自動反推出孔；待漿液從孔口溢出時，人工輔助將注漿管緩慢移出孔口。另外，在拔管過程中使用棉紗將孔口四周予以封堵，同時繼續(xù)注漿，以免拔管過程中孔口溢漿過多，造成孔口砂漿不密實。

3.8 安裝保證措施

(1)錨桿加工：對于因地質(zhì)原因造成局部巖臺超挖大于20 cm的孔位，錨桿需做相應(yīng)加長。其余按照設(shè)計長度執(zhí)行。測量隊負(fù)責(zé)出具實際錨桿長度明細(xì)表，工程部根據(jù)錨桿長度明細(xì)表下達(dá)錨桿鋼筋下料單，綜合隊按照下料單下料。下料后的錨桿鋼筋與實際孔位做好對應(yīng)編號。

(2)錨桿安裝：安裝之前，檢查錨桿鋼筋標(biāo)號與實際孔位是否一致?？變?nèi)砂漿注滿后，開始由人工安插錨桿，安插過程中，均勻用力使桿體勻速插入孔內(nèi)，此時孔口溢漿，在孔口用棉布或棉紗有效進(jìn)行適度的封堵以避免砂漿過度外溢。

(3)外觀控制：為保證錨桿外露長度、入巖要求及外觀要求，在巖壁上每隔20 m打一根插筋，用彈性尼綸線牢固地綁扎在插筋上，控制錨桿外露基準(zhǔn)線，確保其長度外觀整齊，最后用木楔楔住孔口固定錨桿，在砂漿終凝前不得碰撞、敲擊錨桿，確保錨桿的安裝質(zhì)量。

(4)孔口清洗：由于巖錨梁錨桿部位后期澆筑鋼筋混凝土，為保證混凝土與巖壁具有良好的粘結(jié)性，該部位不容許有噴層，同時也不能有錨桿外溢砂漿留在巖壁，因此，在每根錨桿注漿完畢，立即用清水清洗巖壁，保證巖壁干凈，無雜物殘留，避免基巖面二次污染。

錨桿安裝由當(dāng)班質(zhì)檢員全過程控制。

3.9 無損檢測

巖錨梁錨桿必須全部進(jìn)行無損檢測，砂漿密實度不低于90%為合格，要求合格率必須達(dá)到100%。該工程無損檢測由第三方試驗室和華東院監(jiān)測技術(shù)有限公司共同檢測,檢測結(jié)果滿足設(shè)計技術(shù)要求。

4 結(jié) 語

該工程巖錨梁錨桿施工方法在實際施工過程中簡單方便、細(xì)節(jié)明確、操作性強(qiáng)，施工質(zhì)量得到了有效的控制并取得了良好的結(jié)果，無損檢測結(jié)果為100%符合質(zhì)量要求。事實證明：采用該施工控制措施，可以有效保證巖錨梁錨桿的施工質(zhì)量。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017-04-23

TV7;TV52;TV554；TV743；TV523

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1001-2184(2017)03-0028-04

李亞東(1987-)，男，甘肅定西人，項目主任，工程師，學(xué)士，從事水電工程施工技術(shù)與質(zhì)量管理工作；

仵海強(qiáng)(1984-)，男，甘肅平?jīng)鋈耍椖靠偣こ處?，工程師，學(xué)士，從事水電工程施工技術(shù)與質(zhì)量管理工作.