白鶴灘水電站右岸8#尾水調(diào)壓室應(yīng)急加固施工方法

張鎮(zhèn)平

（昆明華正工程管理有限公司 云南昆明 650000）

0 引言

白鶴灘水電站右岸8#尾水調(diào)壓室為圓筒形阻抗式，開(kāi)挖體型為流線形，尺寸為直徑48m，高度116.5m，底部與尾水隧洞及尾水連接管相交形成四岔口。

由于高地應(yīng)力影響，8#尾水調(diào)壓室C4層間錯(cuò)動(dòng)帶下盤(pán)井身部分區(qū)域會(huì)存在片幫現(xiàn)象，部分區(qū)域開(kāi)挖成型較差。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘發(fā)現(xiàn)，8#調(diào)壓室井身段出現(xiàn)了開(kāi)裂、鼓脹、彈射掉塊現(xiàn)象；C4層間錯(cuò)動(dòng)帶附近出現(xiàn)了陡增現(xiàn)象，下盤(pán)井身部分區(qū)域出現(xiàn)噴層開(kāi)裂掉塊現(xiàn)象，并伴隨有應(yīng)力釋放聲響。經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，井身段部分區(qū)域有7束錨索鋼絞線彈出破壞，3束錨索測(cè)力計(jì)測(cè)值發(fā)生突降；高程567m、方位角121°錨索應(yīng)力高達(dá)5000kN以上。

1 支護(hù)方案

按照BHT/0417-《金沙江白鶴灘水電站右岸引水發(fā)電系統(tǒng)地下洞室群開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)要求》實(shí)施。

具體補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)要求：全長(zhǎng)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索T=3000kN，L=30m/35m，完成施工193束；普通砂漿錨桿C32，L=9m，完成541束；掛網(wǎng)鋼筋φ8@15cm×15cm 完成 11.8t；龍骨筋 φ16@1m×1m 完成 9.7t；噴 C25混凝土完成356m3；GPS2型主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)完成3240m2。

2 施工規(guī)劃

2.1 通道布置

上部施工通道：右岸大橋營(yíng)地→右岸進(jìn)廠臨時(shí)公路→進(jìn)廠交通洞（4#公路）→尾調(diào)室交通洞→8#尾調(diào)室上室→環(huán)形鋼棧橋→“Z”字樓梯→工作面。

下部施工通道一：右岸大橋營(yíng)地→右岸進(jìn)廠臨時(shí)公路→進(jìn)廠交通洞（4#公路）→6#公路→尾水隧洞1#施工支洞→尾水隧洞1#施工支洞下岔洞→7#（8#）尾水隧洞→7#（8#）尾調(diào)室→塔梯→工作面。

下部施工通道二：右岸大橋營(yíng)地→右岸進(jìn)廠臨時(shí)公路→進(jìn)廠交通洞（4#公路）→尾水連接管1#施工支洞→尾水連接管1#施工支洞下岔洞→15#、16#尾水連接管→8#尾調(diào)室→塔梯→工作面。

300t吊車從15#連接管進(jìn)入工作面，入場(chǎng)沿線道路不平整部位回填石渣將道路整平。

井內(nèi)人行通道：施工人員主要采用上、下游側(cè)布置的塔梯進(jìn)出工作面，同時(shí)與現(xiàn)有的“Z”字樓梯組成人員上下通道兼逃生通道。

2.2 總體施工程序

根據(jù)擬定的施工方案，8#尾水調(diào)壓室應(yīng)急加固施工程序如下：

（1）300t吊車掛設(shè)主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)（同步進(jìn)行物探孔的施工）→從537m高程墊渣至558m高程形成施工平臺(tái)→三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔探測(cè)565m附近巖體情況→558m平臺(tái)排架底部基礎(chǔ)找平→從558m高程搭設(shè)盤(pán)扣式腳手架至新增錨索頂部（下游側(cè)A區(qū)至591.75m、上游側(cè)B區(qū)至606.25m）→自上而下逐層進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)施工（包括：松動(dòng)巖體清理、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)拆除、鎖邊錨桿、系統(tǒng)鋼筋網(wǎng)（包括龍骨筋）、噴混凝土、錨索施工、再次恢復(fù)主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)、拆除該層施工排架），按照上述施工順序循環(huán)完成全部加強(qiáng)支護(hù)后，清除墊渣→完工。

（2）8#尾水調(diào)壓室井身加強(qiáng)支護(hù)施工平面上分為A、B兩個(gè)區(qū)，A、B區(qū)加強(qiáng)支護(hù)同步進(jìn)行。

3 施工方法及工藝

開(kāi)始施工前完成風(fēng)、水、電管線布設(shè)，線路應(yīng)滿足平、直、順、齊要求，固定安全可靠。根據(jù)資源投入計(jì)劃配置人員和機(jī)械設(shè)備，認(rèn)真做好作業(yè)人員相關(guān)交底及班前會(huì)教育活動(dòng)，認(rèn)真檢查施工設(shè)備是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)參數(shù)完成排架搭設(shè)，經(jīng)驗(yàn)收合格后掛牌使用。

3.1 錨索施工

具體施工工藝流程如圖1所示。

圖1 全長(zhǎng)黏結(jié)型預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程

鉆孔：錨索施工主要采用哈邁YXZ-90A全液壓錨固鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，T=3000kN錨索鉆孔直徑為φ180mm，施工以盤(pán)扣式腳手架為平臺(tái)；T=1500kN錨索鉆孔直徑為φ165mm，施工以渣堆/φ48鋼管腳手架為平臺(tái)。井內(nèi)施工平臺(tái)最大高度達(dá)約48m，75t吊車最大起吊高度約為40m，錨索鉆機(jī)需拆卸后采用75t吊車吊至598m高程，然后在施工排架上安裝5T手拉葫蘆逐層提升至頂層作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行組裝。組裝就位后，應(yīng)保證鉆桿中心線與錨索孔軸線重合，并與平臺(tái)架可靠固定，按要求設(shè)置連墻件進(jìn)行加固。13#、14#尾水連接管一側(cè)錨索采用普通鋼管腳手架作為施工平臺(tái)，最大搭設(shè)高度約19m，鉆機(jī)就位采用25t/50t汽車吊吊運(yùn)；15#、16#尾水連接管錨索施工則主要依靠558.0m墊渣平臺(tái)，局部高度不足部位通過(guò)搭設(shè)小排架提高平臺(tái)高度。

編束：有黏結(jié)1500kN預(yù)應(yīng)力錨索由10根7A5型A15.2鋼絞線組成，有黏結(jié)3000kN預(yù)應(yīng)力錨索由21根7A5型A15.2鋼絞線組成，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa，松弛級(jí)別Ⅱ級(jí)。鋼絞線在施工現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一采用砂輪切割機(jī)切斷，要求切口整齊、無(wú)散頭現(xiàn)象。錨索下料長(zhǎng)度=實(shí)測(cè)孔深+鋼錨墩厚度+孔口墊層混凝土厚度+工作錨具厚度+預(yù)留長(zhǎng)度+千斤頂長(zhǎng)度+工具錨具厚度+測(cè)力計(jì)高度。

安裝：錨索體下索前，應(yīng)采用高壓風(fēng)對(duì)孔道再次清理，并對(duì)錨索索體進(jìn)行檢查。下索時(shí)利用錨索孔口附近錨桿固定手拉葫蘆，然后采用手拉葫蘆牽引、人工輔助的方式將錨索送入孔內(nèi)。錨索的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于5m，垂直運(yùn)輸時(shí)吊點(diǎn)的間距不宜大于3m。索體就位后，及時(shí)將錨索外露部分包裹，以防污損。

灌漿：在錨索灌漿前，先檢查整套灌漿機(jī)械設(shè)備的工作性能，必須正常工作并滿足施工要求。采用高速攪拌機(jī)進(jìn)行水泥漿拌制，3SNS灌漿泵進(jìn)行灌漿，漿液采用M735水泥凈漿，隨拌隨用，漿液初凝前必須用完，否則應(yīng)棄用。有黏結(jié)型錨索灌漿時(shí)首先對(duì)止?jié){包進(jìn)行灌漿，止?jié){包灌漿完成后即可進(jìn)行內(nèi)錨段灌漿，待錨索張拉鎖定后再進(jìn)行張拉段灌漿，灌漿壓力0.3～0.5MPa，灌漿過(guò)程中，需觀察回漿管的排水、排漿情況，施工時(shí)可在回漿管上懸掛一個(gè)充滿水的塑料瓶，以觀察回漿管的排氣情況。當(dāng)排漿比重與灌漿比重基本相同時(shí)，方可進(jìn)行屏漿，屏漿壓力0.5MPa，屏漿時(shí)間20-30min。純水泥漿拌制不少于30s，實(shí)測(cè)注漿量應(yīng)大于理論計(jì)算量，回漿比重不應(yīng)小于進(jìn)漿比重。

張拉：錨索張拉分預(yù)緊、張拉、鎖定設(shè)計(jì)噸位和補(bǔ)償張拉四個(gè)階段。本施工中張拉時(shí)先進(jìn)行單根預(yù)緊，然后整體分級(jí)張拉，采用以張拉力控制為主、伸長(zhǎng)值校核的雙控操作方法。按照設(shè)計(jì)通知要求，本次新增的1500kN、3000kN預(yù)應(yīng)力錨索張拉鎖定荷載分別為設(shè)計(jì)荷載的80%、70%，即張拉荷載分別為 p′=0.8P=0.8×1500kN=1200kN、p′=0.7P=0.7×3000kN=2100kN。

具體張拉分級(jí)為：0.25p′→0.5p′→0.75p′→1.0p′→1.05%p′→靜載持續(xù)30min→鎖定，張拉分級(jí)如表1、表2所示。

表1 1500kN錨索張拉分級(jí)

表2 3000kN錨索張拉分級(jí)

張拉伸長(zhǎng)值按以下公式進(jìn)行校核：

△L=PL/AE

式中：△L——伸長(zhǎng)值，mm；

P——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的平均張拉力，取張拉端的張拉力與計(jì)算截面處扣除孔道摩擦損失后張拉力的平均值，N；

L——預(yù)應(yīng)力鋼絞線從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度，mm；

E——預(yù)應(yīng)力鋼絞線彈性模量，1.95×105MPa；

A——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面積，1×7-15.2-1860鋼絞線截面積A=140mm2。

3.2 錨桿施工

根據(jù)設(shè)計(jì)通知，8#尾水調(diào)壓室井身開(kāi)裂部位兩側(cè)各布置有1排帶墊板普通砂漿錨桿C32，L=9m@1×1m，外露10cm，第一排距離開(kāi)裂跡線50cm，墊板尺寸 200×200×8mm。

3.3 主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)安裝

主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)在施工時(shí)，先掛設(shè)上游側(cè)的主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，后掛設(shè)下游側(cè)的主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，上游側(cè)的雙層主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)先掛設(shè)內(nèi)層，再掛設(shè)外層。主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)施工工藝流程如下：

測(cè)量放樣：專業(yè)測(cè)量人員利用全站儀進(jìn)行測(cè)量放樣，輔以人工利用鋼尺量測(cè)插筋固定點(diǎn)孔位。

插筋施工：原則上采用外露系統(tǒng)錨桿作為固定點(diǎn)，將主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)與所有外露錨桿固定，防護(hù)網(wǎng)為了防止固定點(diǎn)上繩卡滑脫，在固定點(diǎn)上繩卡的下方幫焊φ12，L=10cm的鋼筋。無(wú)外露錨桿部位則采用插筋固定。因預(yù)錨及無(wú)外露砂錨、錨墩、掛網(wǎng)鋼筋已被噴層覆蓋，打孔時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)，若打到鋼筋無(wú)法造孔時(shí)可在附近區(qū)域重新開(kāi)孔，直至插筋孔滿足要求。

支撐繩安裝：先安裝縱向支撐繩，后安裝橫向支撐繩?？v向支撐繩標(biāo)準(zhǔn)間距為4.5m，安裝時(shí)先將支撐繩的一端用繩卡固定在固定點(diǎn)上，然后將支撐繩繞回并在一起，再用繩卡鎖死。然后在另一端臨時(shí)固定，用緊線器或葫蘆拉緊支撐繩后固定，再逐個(gè)用繩卡將支撐繩的中間區(qū)域與固定點(diǎn)固定。

鋼絲格柵網(wǎng)鋪掛：從施工安全和減少裁剪工作量考慮，格柵的鋪掛一般由上往下進(jìn)行，格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5cm，兩張格柵網(wǎng)間的縫合以及格柵網(wǎng)與支撐繩間用φ1.2鐵絲按1m間距進(jìn)行綁扎或直接利用格柵鋼絲按縱橫向1.0m間距相互反鎖（反扣）固定，應(yīng)使網(wǎng)塊盡可能平展并緊貼噴混凝土面。

4 結(jié)語(yǔ)

白鶴灘水電站右岸8#尾水調(diào)壓室應(yīng)急加固施工方法的成功應(yīng)用，對(duì)工程整體的穩(wěn)定性具有極其重要的作用。由于采用了合理的應(yīng)急加固方法，按照科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、程序化作業(yè)施工要求，保證了應(yīng)急搶險(xiǎn)加固施工順利完成，施工質(zhì)量達(dá)到了優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，取得了良好、經(jīng)濟(jì)效果。