洞室頂拱錨索施工工藝淺析

趙先偉

（四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 成都 610072）

頂拱錨索施工技術(shù)，解決了錨索施工過程中遇到了一些技術(shù)上的難題，與同類的施工技術(shù)相比較，具有效率高、工藝簡單、機(jī)械化水平高、風(fēng)險(xiǎn)較小等有點(diǎn)，此外，還能滿足對施工質(zhì)量以及施工進(jìn)度等方面的要求。

1 工程概況

某洞式溢洪道，由進(jìn)口引洪段、控制閘段、泄槽段以及出口段組成。引渠段的長度為40m，進(jìn)口呈不對稱的喇叭形，底面高程約為2470.00m，最小寬度為16m?？刂崎l設(shè)有一個寬為16m高為22m的孔口，采用開敞式WES型實(shí)用堰，堰頂?shù)母叱虨?478.00m；控制閘還設(shè)有一道檢修閘門和一道弧形工作門。閘室斷長度為40m，閘頂?shù)母叱虨?508.00m。在溢洪道1+030.00m～1+065.00m洞段的拱頂位置，需要布置兩排錨索，錨索的排距為6m，縱向間距為5m，呈梅花型交錯布置，其中左側(cè)錨索入巖的深度為25m，右側(cè)的入巖深度則為35m，兩側(cè)工布置15根錨索。在溢洪道1+035.00m～1+045.00m段的頂拱中部位置，有一處的結(jié)構(gòu)面，因切割的影響，形成人字形組合巖體，巖體的局部有裂縫出現(xiàn)，噴混凝土表面開裂，在該位置需布置兩排錨筋束。

2 施工中的難點(diǎn)及解決方式

（1）錨索體的安裝。洞室頂拱錨索安裝，由于索體的重量較大，因此，從孔口往上下索難度較大，僅靠人工無法完成索體的安裝，所以在頂拱預(yù)應(yīng)力錨索施工的過程中，采用卷揚(yáng)機(jī)和手動葫蘆相結(jié)合的方式來完成預(yù)應(yīng)力錨索的安裝，使用卷揚(yáng)機(jī)將預(yù)應(yīng)力錨索提升至孔口位置，人工的方式來對孔，當(dāng)索體進(jìn)入孔內(nèi)后，繼續(xù)使用卷揚(yáng)機(jī)提升錨索，逐個松開卡扣，直到錨索到達(dá)指定的深度，再對錨索進(jìn)行加固。

（2）傾角向上錨索灌漿。為了保障錨索錨固的效果，錨索在完成安裝后，利用設(shè)置的止?jié){包進(jìn)行灌漿形成止?jié){柱，需在24h后才能進(jìn)行灌漿。止?jié){氣囊的漏漿量很少，因此，可利用漿液柱作為止?jié){塞，止?jié){效果非常好，同時還能承受較大的壓力，不僅能保障灌漿的質(zhì)量，還可避免止?jié){氣囊遭到損壞。

3 頂拱錨索施工方法

頂拱錨索的施工流程主要是測量放樣、腳手架的搭建以及錨索施工。

3．1 測量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行測量放樣、確定錨索的位置，進(jìn)行施工作業(yè)。

3．2 鉆機(jī)施工平臺搭建

開挖作業(yè)完成后，需搭建臨時腳手架作為施工平臺，采用人工或者機(jī)械的方式，在工作面頂部穩(wěn)定的位置埋設(shè)錨桿作為固定端，將鋼繩拴在上面，在地面上平鋪架管，用鋼繩牢固的拉在預(yù)埋錨桿上，架管自下而上進(jìn)行搭設(shè)，架管的底部與掃地桿牢固的連接在一起，并按要求架設(shè)剪刀撐，使其形成一個整體。將施工平臺與錨桿連接在一起，設(shè)置交通梯。平臺及人行通道的外側(cè)，設(shè)置擋腳板并掛安全網(wǎng)，平臺上安裝好照明裝置，在平臺及人行道的下方設(shè)置防墜網(wǎng)。

腳手架在進(jìn)行搭設(shè)之前，應(yīng)先確定錨桿及錨索的位置，避免與腳手架出現(xiàn)沖突。腳手架搭設(shè)中所使用的鋼管，質(zhì)量必須符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，腳手架搭建必須要穩(wěn)定且具有一定的抗振動能力。腳手架在搭建完成后，需經(jīng)質(zhì)量技術(shù)和安全部門檢查，監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后才能正式進(jìn)行使用。

3．3 錨索施工

（1）鉆孔。錨索鉆孔傾角需使用羅盤儀進(jìn)行測定。按照施工圖紙的要求確定錨索孔的位置、方向、孔徑及孔深。鉆具按照設(shè)計(jì)的要求對傾角和方位角調(diào)整到要求的位置，鉆機(jī)在鉆進(jìn)30cm左右時，需停機(jī)對傾角和方位角進(jìn)行二次調(diào)整，這樣可以有效地控制偏差。

鉆孔的方法。在頂拱仰孔鉆進(jìn)時，鉆壓除了要克服風(fēng)壓的阻力外，還要克服鉆具自身的重量所產(chǎn)生的分力的損失，針對這一情況，需要加大鉆壓，鉆機(jī)除了具備較大的動力和較好的給進(jìn)提升能力，還需增加防脫滑裝置，避免鉆機(jī)在高重心的狀態(tài)下，因自重的原因?qū)е虏环€(wěn)定和不安全的隱患出現(xiàn)。鉆機(jī)在進(jìn)行鉆進(jìn)施工時，鉆機(jī)軸線2m范圍內(nèi)，不允許有人員，避免因意外造成人員受傷。鉆機(jī)在鉆孔的過程中，如遇塌孔的情況出現(xiàn)，應(yīng)在孔口段運(yùn)用跟管及偏心鉆鉆機(jī)，待穿過破碎層后，停止使用跟管，偏心鉆也換為直錘鉆。但如果在穿過破碎層后，仍有掉鉆或漏風(fēng)的情況出現(xiàn)，則需要對該位置灌注水泥砂漿進(jìn)行固結(jié)后，再進(jìn)行鉆進(jìn)，完成鉆孔后，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，才能下索。

鉆孔的孔深控制及清孔。鉆孔的孔深，以錨固段長度為限，需完全處于基巖中，如孔深沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，在未穿越破碎帶或者斷層時，需延長孔深，直至監(jiān)理工程師認(rèn)可。在進(jìn)行鉆孔時，需嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，并隨時觀察孔內(nèi)的情況，如遇異常情況需及時地進(jìn)行處理，同時，對現(xiàn)場的施工情況做好詳細(xì)地記錄。鉆孔的深度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求時，不能立即停鉆，需穩(wěn)鉆兩分鐘，以防止孔底的孔徑達(dá)不到要求的標(biāo)準(zhǔn)。需對孔壁進(jìn)行清理，不能有沉渣及水體粘滯，可采用高壓空氣對孔內(nèi)進(jìn)行清理，將孔內(nèi)的粉末清除出孔外，保障水泥砂漿與孔壁巖土體之間的黏結(jié)強(qiáng)度。清理完畢后，孔口需進(jìn)行加蓋保護(hù)。

（2）止?jié){包的制作。止?jié){包選擇的材料主要是土工布和細(xì)帆布，每根鋼絞線及進(jìn)、回漿管都需要用土工布分別包裹，然后，再用預(yù)先制作的囊狀土工布和細(xì)帆布包裹，兩端用鉛絲綁扎。止?jié){袋采用柔軟韌性好的透水不透漿的布料縫制而成，止?jié){袋為直筒型，兩端開口，止?jié){袋膨脹后的直徑應(yīng)大于錨索的孔徑，以達(dá)到制漿的目的。

（3）錨索的安裝。頂拱錨索的安裝，僅靠人力安裝不僅難度大，安全隱患也較大。特別是上仰的孔，經(jīng)常出現(xiàn)入孔困難以及入孔后錨索向外滑移的現(xiàn)象。所以，為了解決這一難題，通常運(yùn)用卷揚(yáng)機(jī)和手動葫蘆相結(jié)合的方式，在孔口的兩側(cè)的錨桿安裝導(dǎo)向滑輪，將穿過滑輪的卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩與錨索體捆綁在一起，形成一體，由卷揚(yáng)機(jī)帶動錨索逐段入孔，同時，利用旁側(cè)的安全繩輔助防止錨索出現(xiàn)下滑，當(dāng)空外錨索剩余一定數(shù)量時，采用手動葫蘆，將錨索緩慢地提拉到位，最后用鋼管扣件，將錨索倒吊在錨孔中。安裝錨索時，為了防止單根鋼絞線從索體中滑落，需在錨索外露段的尾部，加裝特制的防護(hù)帽，同時在防護(hù)帽上安裝吊環(huán)，用于固定卷揚(yáng)機(jī)的繩索。卷揚(yáng)機(jī)在提升的過程中，速度要緩慢，穿索的過程中，為了防止錨索遭到破壞，不能來回的抽送索體，錨索在安裝到位后，外露的部分應(yīng)固定在孔口的支撐架或者錨桿上，不可有下滑的現(xiàn)象出現(xiàn)。錨索安裝岸壁后，外部裸露的鋼絞線應(yīng)做好臨時防護(hù)，避免遭到雨水，塵土，水泥漿以及其他有害物質(zhì)對其造成一定地污染及腐蝕。

（4）錨索灌漿。錨索在下入到孔底后，應(yīng)及時地進(jìn)行灌漿，在進(jìn)行灌漿時，應(yīng)一次性地灌滿不可分次灌入，避免漿液內(nèi)混入空氣，在灌漿之前，結(jié)合孔內(nèi)的實(shí)際情況，分析可能需要的灌漿量，方便備足庫存量，檢查制漿及送漿設(shè)備，保證可以正常運(yùn)行，避免因灌漿工作的中斷而影響錨固段的注漿質(zhì)量。整個灌漿的過程中，需嚴(yán)格地按照工序驗(yàn)收的制度進(jìn)行，且整個過程都需要在監(jiān)理工程師旁站監(jiān)督的情況下進(jìn)行。對于出現(xiàn)灌漿量異常情況的孔，需向監(jiān)理工程師單獨(dú)報(bào)送施工方案及措施，獲得批準(zhǔn)后才能實(shí)施灌漿工作。在進(jìn)行灌漿時，應(yīng)對漿液進(jìn)行取樣做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，為錨索的張拉提供依據(jù)。

（5）錨索張拉。錨索張拉應(yīng)在錨固灌漿地承載強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的規(guī)定后才能進(jìn)行。錨索張拉方式主要是單根張拉和整體張拉兩種方式。張拉控制的噸位一壓力表讀數(shù)為準(zhǔn)。當(dāng)實(shí)際伸長值大于計(jì)算伸長值10%或者小于5%時；或者伸長值增加而壓力表讀數(shù)不增；及油泵出現(xiàn)嚴(yán)重的漏油或者飛錨等情況時，需暫停張拉，對出現(xiàn)這些情況的原因進(jìn)行查找，在經(jīng)監(jiān)理工程師及設(shè)計(jì)人員確認(rèn)后，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決后才能繼續(xù)張拉。

（6）錨索的防護(hù)。錨索張拉完成后，應(yīng)監(jiān)測三天錨索的應(yīng)力值，如果三天后，錨索的應(yīng)力比較穩(wěn)定同時還能滿足設(shè)計(jì)的要求，則可向監(jiān)理工程師申請封錨。封錨后，外露的鋼絞束預(yù)留10cm，其余部分需采用砂輪切割機(jī)進(jìn)行切除，錨頭做永久性的防銹處理。灌漿3天內(nèi)，錨固施工位置，不可以進(jìn)行爆破，3～7天內(nèi)，爆破產(chǎn)生的振動速度不能大于1.5cm/s。

4 結(jié)語

頂拱錨索施工技術(shù)，具有較高的機(jī)械化水平，有效地提高了施工的質(zhì)量及效率。解決了以往的施工技術(shù)中施工效率低、成本大、干擾大及安全風(fēng)險(xiǎn)大的問題，其技術(shù)水平在國際上處于領(lǐng)先位置。