周國鋒，陳紅剛，劉才高

(中國水電基礎局有限公司，天津301700)

1 基本概況

Dr2危巖體位于索風營水電站右壩肩灰?guī)r陡壁上，頂部高程1085 m，底部高程870 m。高程1070 m以上為T1m灰?guī)r地層形成的緩坡平臺，地形坡度5°～10°;高程960 m以下下游側為崩塌堆積體形成的斜坡，地形坡度24°～40°，上游側及960～1080 m之間為T1m灰?guī)r形成的陡壁，地形坡度＞70°，局部形成倒懸坡。其后方受近于平行于巖面(河流)的L1～L7共7條主要裂隙切割，底部為T1y3泥巖，形成了體積為78萬m3向外凸出的危巖，成了懸在大壩及電站進出水口上方的一把“利劍”。

2000 kN無粘結錨索布置于危巖體上部高程1040～1064.5 m之間，共176根，深度35～55 m，是上部加固的主要措施，目的是防止危巖體傾覆，并阻止Dr1、Dr2區(qū)巖體松動脫落。

2 工程特點、難點及解決辦法

2．1 工程特點和難點

(1)錨索工程布置于危巖體上部高程1040～1064.5 m之間，距離下部930 m施工平臺高差110～134.5 m。需借助施工棧橋施工，由于高差大、場地小、施工干擾大，存在較大的難度和不安全因素。

(2)鉆孔精度要求高。鉆機及棧橋的穩(wěn)定性直接影響到鉆孔的孔斜率，鉆孔精度難于控制，而且危巖體巖層復雜，多破碎帶分布在山體中，必須穿越L1和L2裂隙，鉆孔過程中可能遭遇塌孔、掉塊、卡鉆、埋鉆等現象。

(3)受施工棧橋平臺狹小因素影響，錨索運輸和下索困難。

2．2 解決辦法

針對危巖體的特點及難點，為確保施工質量、工程安全和人身安全，施工中采用以下措施:(1)搭設施工棧橋作為施工平臺;(2)采用固壁灌漿掃孔鉆進;(3)采用孔內錄像進行地質鑒定確定孔深;(4)采用塔吊運輸材料和設備，在施工棧橋上進行編索;(5)人工在錨索平臺上運輸并下索。

3 棧橋施工

由于930～1080 m為大于70°陡壁，錨索距930 m平臺以下緩坡地面最小高度110 m，修建錨索施工平臺困難極大。如果采用傳統做法，搭設腳手架施工平臺，為了保證安全，架管將很密，工程量極大，造價很高，而且影響高排架穩(wěn)定性的因素很多。最后經過比較和設計，形成了搭設8層鋼棧橋的實施方案(參見圖1)。

圖1 錨索棧橋照片

由于施工場地位于垂直崖面上，高程EL1040～1064.5 m，施工方法是在EL1037 m修建水平人行棧橋，再在人行棧橋上搭設EL1040 m第一層型鋼棧橋，然后以下層棧橋為平臺搭設上層型鋼棧橋。共搭設8層鋼棧橋，鋼板共鋪4層，另外4層從下面棧橋上拆下翻至上面鋪設施工。棧橋搭設鋼材共499 t。

后期沒有鋼板的棧橋，采用鋪設木板的方式搭設棧橋，進行張拉和封錨施工。

4 2000 kN無粘結預應力錨索施工

4．1 無粘結預應力錨索工藝特點

無粘結預應力錨索是邊坡加固中高性能、可靠、施工迅捷的方法與措施。無粘結預應力錨索由工作錨板、夾片、張拉段和內錨固段構成。其張拉段(自由段)為無粘結鋼絞線，無粘結錨索錨具為永久持力結構。錨固后的無粘結錨索索體工作過程中受拉段全長均勻保存和傳遞應力，使錨索在巖體變位時，自由段能沿全長調整應變，因而可避免變形集中在局部段上而導致錨索斷裂，預應力的大小也隨巖體變位自行調整;無粘結預應力錨索工藝具有快速施工、便于二次張拉等特點。

根據以上無粘結預應力錨索工藝的特點，并結合危巖體的實際情況，經過計算比較，采用2000 kN無粘結預應力錨索對危巖體進行處理。

4．2 施工工藝流程

根據設計要求，錨索按棧橋施工順序自下而上進行，并要求“按排施工、排內分兩序”。主要施工工序包括錨索造孔、索體制作、錨索下設、錨固段注漿、外錨墩制作、張拉鎖定及錨頭封錨防護等，工藝流程見圖2。

圖2 預應力錨索施工流程

4．3 鉆孔

根據危巖體的特殊情況，施工不能用水鉆。經過比較，采用XY－500型地質巖心鉆機，風動沖擊回轉鉆進。

(1)鉆機對位。錨索孔開孔前，將孔口鑿平，撬掉孔口松動巖塊，使鉆頭對準孔位，鉆具方向對準用全站儀測放的方向線，然后調整鉆機立軸方向并用角度尺控制角度，這樣鉆孔方向即為錨索孔設計方位與角度，然后調整鉆機高度。放出鉆孔角度與方位后，用架子管及管扣將鉆機固定在棧橋上，使鉆機平穩(wěn)、牢固，保證孔向的準確。

(2)鉆孔控制。開孔后，將鉆具加長至3 m以上，并且通過調節(jié)適當風壓、采用合理的鉆孔參數，獲得較好的孔形，控制偏斜。最大偏斜按3°控制，采用測斜儀檢測鉆孔孔斜。發(fā)現偏斜過大，要停止鉆進，及時處理。

(3)鉆孔深度確定。當鉆孔至設計深度后，采用彩色攝像系統進行孔內錄像。對孔內進行物探孔壁錄像方法來檢查巖體的完整性。根據該段巖層是否滿足內錨段要求及內錨段相互錯開的原則，由地質設計確定是否加深或進入下道工序。要求是滿足錨固段穿過L1裂隙5 m后，內錨段最少必須保證6 m的要求。

4．4 不良地質段處理

鉆孔中遇破碎巖層塌孔埋鉆，不能成孔，立即停止鉆進，進行固壁灌漿處理。鉆孔遇裂隙，鉆孔終孔后全孔灌漿。灌漿采用純壓法，新開孔采用水灰比0.5∶1的濃水泥漿灌注，灌漿壓力0.2 MPa，灌注5 t水泥待凝。復灌的孔采用水泥砂漿灌注，水灰比為0.8∶1∶1，灌水泥漿和砂各5 t后待凝。

4．5 清孔

采用風水洗孔，加工洗孔器，自孔底向外清洗。根據清洗情況，也可考慮加入少量清水后用風吹，直至孔口無巖粉吹出，再下入孔內錄像儀檢查。內錨段應清洗至無巖粉、鉆渣。

4．6 編索

根據現場條件，編索在錨索孔施工棧橋上編制，錨索下料在危巖體頂部進行。下料長度等于“孔深+外錨墩高+工具錨高+張拉千斤頂預留長度”。下好的鋼絞線用塔吊吊至棧橋上編索。

4．7 錨索束體的運輸及安裝

用人工將錨索抬至孔口下索安裝。在放索入孔過程中，保持順暢，按量測的標記推送錨索就位，如果推送受阻，視推送深度由監(jiān)理工程師決定是否拉出錨索進行掃孔，再行就位，放送到底后回拉3～5 cm。

4．8 內錨段、自由段注漿和外錨墩制作

錨索安裝就位后，及時灌注內錨固段漿液和制作外錨墩。

(1)內錨固段和自由段注漿。注漿強度為M35。為減少漿液干縮，提高早期強度，配制時加入一定的膨脹劑和外加劑。錨固段和自由段采取同步灌漿，內錨段不設止?jié){環(huán)。

(2)外錨墩制作。外錨墩制作在內錨段注漿1～3 d后進行。事先將錨墊板和孔口管(導向管)垂直焊接，確保牢固備用。然后將導向管放入錨索孔20～40 cm，一定要保證導向管的長度，將螺旋筋穿入導向管，靠近錨墊板對中與錨墩配筋(非預應力筋)綁扎牢固，同時將注漿管引出錨墩上方外部(防止注漿管堵塞的保護措施)5～10 cm。待預埋管、非預應力筋綁扎好后，再立模澆筑混凝土。

4．9 張拉

(1)搭設張拉工作平臺。根據張拉設備機具和現場情況，搭設牢固的張拉工作平臺;張拉前將錨墊板、鋼絞線表面的污物清理干凈，將孔口附近妨礙張拉的混凝土、水泥砂漿清除掉，即可安裝機具準備張拉。

(2)張拉預緊。為了使錨索各部位緊密接觸，錨索體平直，保證錨索張拉力保持均勻，分兩次循環(huán)。正式張拉前先單根預緊，設計要求張拉力為設計荷載的10% ～20%，因此，采用第一循環(huán)預緊力為13.3 kN，第二循環(huán)預緊力為20 kN。

(3)張拉鎖定。張拉時，緩慢升荷，升荷速率每分鐘不超過設計應力的1/10，卸荷速率每分鐘不超過設計應力的1/5。張拉過程中以壓力表讀數為準，伸長值校核為輔。按設計張拉值2000 kN作為鎖定荷載。

4．10 封錨

根據設計要求，前期外錨頭采用注黃油、防水布包裹等措施進行臨時保護，保留錨索外露長度為1 m，以便適時進行補償張拉。補償張拉后采用M30無收縮水泥砂漿進行封錨。

工程結束后的現場情況見圖3。

圖3 錨索完工后的照片

5 工程質量評價

共有176個單元工程，全部合格，其中優(yōu)良單元162個，單元工程合格率100%，單元工程優(yōu)良率92.0%，滿足了設計要求，分部工程質量等級為優(yōu)良。根據后期錨索測力計觀測結果顯示，錨索運行情況良好，施工質量符合規(guī)程規(guī)范和設計要求。

6 結語

施工棧橋為高邊坡施工提供了作業(yè)平臺，確保了工程安全和人身安全。2000 kN預應力無粘結錨索是索風營水電站Dr2危巖體處理工程重要關鍵處理措施，提高了Dr2危巖體高邊坡的穩(wěn)定性，對保證索風營水電站長期安全和正常運營有著積極的意義。這些施工措施的實施，為類似高邊坡施工提供了指導和借鑒。

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