王殿興

(朝陽市閻王鼻子水庫工程建設(shè)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(shè)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(jīng)專家會咨詢論證確定為危巖。由于清除巖體難度大，危險(xiǎn)性高，為此采用3種加固處理方案:①在危巖體下部設(shè)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(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行固結(jié)，表面掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土;③危巖體上側(cè)風(fēng)化嚴(yán)重部位，采用錨網(wǎng)噴射混凝土處理。

水庫;危巖;施工技術(shù);預(yù)應(yīng)力錨索

1 鋼筋混凝土支撐墻

在危巖體下部設(shè)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(chǔ)支撐在下部的突出巖體上。為增加墻體的支撐力，墻體上設(shè)2排預(yù)應(yīng)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(qiáng)混凝土與巖體結(jié)合，巖面上設(shè)砂漿錨桿。

1.1 施工技術(shù)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(gòu)造筋采用Ⅰ級筋。

1.1.2 施工要求

施工要求:①施工前進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，使各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求;②建筑物基礎(chǔ)施工驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行混凝土澆筑準(zhǔn)備工作，澆筑前基礎(chǔ)面先鋪一層2～3 cm厚的水泥砂漿［1］;③嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，砂的含泥量≤3.0%。原材料必須通過現(xiàn)場試驗(yàn)，不得隨意改變;④為保證混凝土不出現(xiàn)裂縫，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，使其表面始終保持濕潤，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為15 d;⑤混凝土基礎(chǔ)表面不得有反坡、尖角、松動石塊和泥土等。

1.2 質(zhì)量控制與驗(yàn)收

1)建立全面質(zhì)量管理責(zé)任制，嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范，保證施工質(zhì)量，工程安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。

2)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢查，將各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行登記造冊。

3)驗(yàn)收時(shí)應(yīng)遵循有關(guān)的驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行，并提供有關(guān)的驗(yàn)收資料，包括測量、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖紙等。

2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

預(yù)應(yīng)力錨索共布置8根，每根設(shè)計(jì)錨固力為1 050 kN。混凝土支撐墻內(nèi)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(shè)在支撐墻的中軸線上。楔型體巖石上設(shè)置2根，布設(shè)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(jié)式，型式采用拉力型，內(nèi)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(zhì)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(qiáng)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(shí)際長度不小于設(shè)計(jì)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(jìn)行暫時(shí)封堵，防止碎屑和雜物進(jìn)入孔內(nèi)。

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(yīng)進(jìn)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(jìn)場的鋼絞線均應(yīng)做強(qiáng)度抽樣檢查，強(qiáng)度不得低于出廠標(biāo)定的數(shù)值。③張拉段與內(nèi)錨固段的連接處用鉛絲綁扎牢固，內(nèi)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(yàn)收錨索造孔，在孔徑及孔深符合設(shè)計(jì)要求的情況下，進(jìn)行錨索推送施工。②為防止鉆孔坍塌，應(yīng)在鉆孔完成后立即安裝錨索。③應(yīng)在牢固的腳手架上推送錨索，為防止機(jī)械起吊損壞鋼絞線或?qū)е伦{管破裂，宜采用人工運(yùn)輸和安裝。④當(dāng)錨索推送受阻時(shí)，應(yīng)及時(shí)拉出并采取掃孔的辦法進(jìn)行處理后再重新就位。⑤錨索運(yùn)輸平面轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)＞2.5 m，保證索體平順不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。⑥索體安裝完成后要對止?jié){環(huán)進(jìn)行充氣檢查，確認(rèn)止?jié){環(huán)完好和進(jìn)、回漿管通暢，否則需將索體拔出進(jìn)行修復(fù)處理。

2.2 錨固段灌漿

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

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

3)灌漿體應(yīng)按重量比進(jìn)行配制，并采用機(jī)械強(qiáng)制拌合，拌合時(shí)間≥2 min。灌漿液準(zhǔn)備的數(shù)量不宜過多，最好要隨拌隨用，為保證灌漿質(zhì)量，對超過初凝時(shí)間的漿液必須廢棄。

4)灌漿過程的技術(shù)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(shí)間30 min。②灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):實(shí)際灌漿數(shù)量大于理論規(guī)定值，回漿比重不小于進(jìn)漿比重，且孔內(nèi)不再消耗漿液。③在灌漿過程中，如發(fā)現(xiàn)消耗漿液數(shù)量過大、氣壓或回漿壓力偏小等異常現(xiàn)象，要及時(shí)進(jìn)行檢查、分析，并準(zhǔn)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(jìn)行修復(fù);如果是裂隙竄漿或地質(zhì)缺陷所致，可采取固結(jié)灌漿掃孔、鉆孔加深等方法進(jìn)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(chǔ)表面上的碎石及泥土，然后進(jìn)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(shí)，必須與定位管軸線互相垂直。

2)采用早強(qiáng)混凝土，強(qiáng)度等級為C30。為確?；炷临|(zhì)量，要加強(qiáng)振搗，注意養(yǎng)護(hù)。拆模后發(fā)現(xiàn)峰窩、麻面等質(zhì)量缺陷，用早強(qiáng)水泥砂漿進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)。

2.4 錨索張拉技術(shù)要求

2.4.1 錨索張拉工序

工序?yàn)?①錨索器具安裝;②單根鋼絞線預(yù)緊;③按荷載等級進(jìn)行整體張拉;④鎖定。錨索張拉，必須在內(nèi)錨砂漿和外錨墩混凝土均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行。

采用千斤頂進(jìn)行張拉，安裝時(shí)必須與錨索軸線一致，以防止偏心受力影響張拉質(zhì)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(shè)備，必須經(jīng)具有認(rèn)證資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)繪制壓力表讀數(shù)與張拉力關(guān)系曲線，并提交給監(jiān)理工程師作為監(jiān)督依據(jù)。

2.4.2 張拉荷載

單根鋼絞線預(yù)緊噸位25 kN，采用多遍循環(huán)方式預(yù)緊。每根鋼絞線進(jìn)行兩遍預(yù)緊，伸長增量以≤3 mm為限，對≥3 mm的進(jìn)入下遍繼續(xù)預(yù)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(shè)計(jì)荷載的10%進(jìn)行單根預(yù)緊。整體張拉時(shí)，按設(shè)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(shè)計(jì)規(guī)定的0.1，每一級張拉后穩(wěn)壓時(shí)間為5 min，同時(shí)做好各項(xiàng)張拉指標(biāo)記錄。張拉荷載達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的110%后穩(wěn)壓10～20 min進(jìn)行鎖定。

2.4.4 質(zhì)量控制

為保證預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量，監(jiān)理必須對全過程進(jìn)行旁站監(jiān)督。張拉力控制標(biāo)準(zhǔn)采用張拉力與伸長值雙向控制，實(shí)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(dāng)實(shí)測值超出允許偏差范圍時(shí)，要立即采取措施予以調(diào)整后繼續(xù)進(jìn)行。此外，在錨固鎖定時(shí)必須檢查預(yù)應(yīng)力筋的回縮值，以免由于鎖定引起的預(yù)應(yīng)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(biāo)等異常情況，應(yīng)采取更換夾片重新張拉、單根補(bǔ)償張拉、整束錨索返工等方法進(jìn)行處理。

2.5 張拉段灌漿

灌漿漿設(shè)計(jì)標(biāo)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(jié)束標(biāo)準(zhǔn):并漿時(shí)間30 min，實(shí)際耗漿量大于理論規(guī)定數(shù)值，回漿比重不小于進(jìn)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(zhì)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(jìn)行旁站監(jiān)督。

檢查漿液按配合比、原材料、進(jìn)回漿比重、耗漿量，最終確認(rèn)灌漿結(jié)束前鉆孔內(nèi)不再消耗漿液。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有裂隙漏漿、持續(xù)耗漿等異常情況時(shí)，應(yīng)采取封堵裂隙、延長并漿時(shí)間的辦法進(jìn)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(yù)留50～60mm，多余部分用切割機(jī)切去，用C25細(xì)骨料混凝土對錨頭進(jìn)行封閉保護(hù)。

2.7 質(zhì)量檢查與驗(yàn)收

2.7.1 質(zhì)量檢查

質(zhì)量檢查要求:①配備專職質(zhì)量檢查負(fù)責(zé)人，嚴(yán)格按施工規(guī)范要求認(rèn)真做好自檢與互檢工作;對全部施工機(jī)械、材料、配件必須進(jìn)行詳細(xì)檢查和檢驗(yàn)。②施工過程中，發(fā)現(xiàn)不合格的或未經(jīng)驗(yàn)收的成品，嚴(yán)禁進(jìn)入下一道工序。③認(rèn)真做好施工記錄和施工日記，將各種參數(shù)準(zhǔn)確記錄在表格中，為工程驗(yàn)收準(zhǔn)備基礎(chǔ)資料。④一旦發(fā)生質(zhì)量事故，施工單位要及時(shí)提交事故發(fā)生原因的情況報(bào)告，并與施工監(jiān)理和設(shè)計(jì)人員盡快制定處理措施和解決方案，以確保工程按計(jì)劃進(jìn)行。

2.7.2 工程驗(yàn)收

1)錨索工程驗(yàn)收時(shí)應(yīng)提供以下資料:原材料出廠合格證，抽樣檢查或檢驗(yàn)報(bào)告;代用材料合格證和試驗(yàn)報(bào)告;施工機(jī)械設(shè)備、儀器、儀表檢驗(yàn)報(bào)告;施工記錄、日記和施工過程中記載的各種技術(shù)參數(shù);錨索錨固力非破壞性試驗(yàn)報(bào)告;鉆孔施工中發(fā)現(xiàn)的異常情況報(bào)告;設(shè)計(jì)變更文件及設(shè)計(jì)圖紙;工程施工質(zhì)量調(diào)查材料和處理報(bào)告;施工管理工作報(bào)告和竣工圖紙。

2)錨索施工質(zhì)量驗(yàn)收，按《水工預(yù)應(yīng)力錨固施工規(guī)范》(SL46—94)和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

3 混凝土噴錨

為防止楔型體巖石進(jìn)一步風(fēng)化，避免破碎巖石塊掉落，有效控制巖體進(jìn)一步變形，對楔型體及其周圍巖體采取掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù)處理，防護(hù)面積1 000 m2。采用全長黏結(jié)型早強(qiáng)水泥砂漿錨桿，錨桿長度2 m。水平、垂直間距均為1.5 m網(wǎng)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(wǎng)及混凝土要求

噴射混凝土強(qiáng)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(wǎng)，再噴第二層50 mm厚混凝土。鋼筋網(wǎng)采用8 mm鋼筋，縱橫間距均為250 mm。

3.2 錨桿施工技術(shù)要求

3.2.1 鉆孔施工技術(shù)要求

1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及周圍巖石表面情況，確定鉆孔位置并做出明顯標(biāo)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(nèi)的積水和巖粉應(yīng)吹洗干凈。錨桿安裝前，按設(shè)計(jì)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(shù)要求

1)原材料及砂漿配合比:①錨桿使用前應(yīng)調(diào)平調(diào)直、清除銹蝕和油污。②采用經(jīng)過篩中細(xì)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(yīng)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(shí)，應(yīng)對注漿罐及其管路用水或稀水泥漿進(jìn)行潤滑。②注漿管插入深度距孔底50～100 mm，拔出時(shí)應(yīng)隨砂漿的注入緩慢勻速進(jìn)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(nèi)長度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)規(guī)定的95%。

3.2.3 安全及環(huán)保措施

1)安全措施:要經(jīng)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(jī)械的啟動和開、關(guān)風(fēng)順序，盡量用操作熟練的人員操作機(jī)械設(shè)備，以免造成機(jī)械和人身傷害事故。

2)環(huán)保措施:鉆孔和注漿時(shí)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(dāng)使用手持氣腿式風(fēng)鉆施工時(shí)，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(qiáng)度等級≥32.5 MPa。②應(yīng)采用堅(jiān)硬的中粒徑或粗粒徑砂礫料，細(xì)度模數(shù)宜＞2.5。當(dāng)采用干法噴射時(shí)，砂礫料的含水率應(yīng)控制在5% ～7%。當(dāng)采用防黏料噴射機(jī)噴射時(shí)，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(shí)，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(shè)計(jì)要求，外加劑必須與水泥相容。水泥初凝時(shí)間≤5 min，終凝時(shí)間≤10 min。⑤混凝土拌和時(shí)，嚴(yán)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(shí)，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(shí)，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(shù)量，應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。外摻料的添加數(shù)量必須符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并通過試驗(yàn)確定。

2)使用的原材料以重量計(jì)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(shí)間:采用400 L以下強(qiáng)制式攪拌機(jī)的時(shí)間≥1 min;用自落式或滾筒式攪拌機(jī)的時(shí)間≥2 min;利用人工攪拌時(shí)的次數(shù)≥3次;摻外加劑或外摻料時(shí)，時(shí)間可適當(dāng)延長。

4)無速凝劑摻入的混合料存放時(shí)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(jìn)行坍落度測定，測定值宜為8～12 cm。

3.3.3 混凝土噴射前準(zhǔn)備

準(zhǔn)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(fēng)槍或高壓水槍，將被噴表面徹底沖洗干凈。埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)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(jìn)行;分層噴射時(shí)，后一層應(yīng)在前一層終凝后進(jìn)行。

2)噴射操作程序:噴射工作開始時(shí)，要先送風(fēng)，后開機(jī)，再給料;噴射工作結(jié)束時(shí)，應(yīng)待噴射作業(yè)完成后，再關(guān)風(fēng)。向噴射機(jī)供料時(shí)應(yīng)保持連續(xù)均勻，噴射機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)料斗內(nèi)應(yīng)必須有足夠的存料。噴射機(jī)的工作風(fēng)壓，應(yīng)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(shí)，必需將噴射機(jī)料斗和送料管內(nèi)的積料清除干凈。

3)對噴射手的操作要求:要經(jīng)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(yīng)在0.60～1.00 m。干法噴射時(shí)，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(hù):終凝時(shí)間2h后噴水養(yǎng)護(hù)，一般部位≥7 d，重要部位≥14 d;當(dāng)氣溫低于+5℃時(shí)，不得進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。

3.3.5 鋼筋網(wǎng)施工

3.3.5.1 鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)要求

鋪設(shè)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(shè)，鋼筋與巖面的間隙為30 mm。鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完成后，應(yīng)與錨桿進(jìn)行牢固聯(lián)結(jié)。

3.3.5.2 網(wǎng)噴射混凝施工要求

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

3.4 排水孔

噴錨混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后鉆設(shè)排水孔，間距為5 m梅花形布設(shè)，孔深應(yīng)伸入滑動面內(nèi)0.5 m，孔徑Φ42。鉆設(shè)排水孔時(shí)應(yīng)避免破壞鋼筋網(wǎng)及錨桿。

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

［2］劉紅娜.仰天河水庫右壩肩防滲工程實(shí)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(guān)工程建設(shè)和管理工作。