【摘 要】漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)要求高，工藝復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)，特別是在極強(qiáng)巖爆洞段內(nèi)施工，空間狹窄，施工干擾大，工期很難確保。錦屏二級(jí)水電站東端4#引水隧洞巖爆洞段漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工，從優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，采用合理施工手段，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理協(xié)調(diào)，充分利用現(xiàn)場(chǎng)先進(jìn)的大型造孔設(shè)備等角度入手，有效地解決了施工難題，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化快速施工。

【關(guān)鍵詞】錦屏二級(jí)水電站；東端4#引水隧洞；漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿；巖爆洞段；機(jī)械化快速施工

0.工程簡(jiǎn)介

錦屏二級(jí)水電站引水系統(tǒng)采用4洞8機(jī)布置形式，從進(jìn)水口至上游調(diào)壓室的平均洞線長(zhǎng)度約為16.67km，中心距60m，洞主軸線方位角為N58°W。引水隧洞立面為緩坡布置，底坡3.65‰，由進(jìn)口底板高程1618.00m降至高程1564.70m與上游調(diào)壓室相接。引水隧洞洞群沿線上覆巖體一般埋深1500～2000m，最大埋深約為2525m，為世界上規(guī)模最大的水工隧洞工程。

C5標(biāo)為東端3#、4#引水隧洞，采用鉆爆法和TBM法相結(jié)合的施工。

東端4#引水隧洞施工范圍從C5標(biāo)與C3標(biāo)分標(biāo)界面引⑷4+700～C 5標(biāo)與C6標(biāo)分界面引⑷16+540段均為鉆爆法施工開(kāi)挖，4#洞全長(zhǎng)11840m，全部采用鉆爆法上下臺(tái)階法開(kāi)挖，開(kāi)挖直徑13～13.8m。4#引水隧洞分上下斷面開(kāi)挖，上半斷面開(kāi)挖高度8m，下半斷面開(kāi)挖高度5-5.8m。

由于4#引水隧洞引（4）7+000～9+000段屬于高埋深弱風(fēng)化洞段，巖石整體性好，在高地應(yīng)力作用下，上臺(tái)階兩側(cè)邊墻圍巖應(yīng)力松弛和垮塌破壞現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。為確保圍巖的長(zhǎng)期穩(wěn)定和施工安全，根據(jù)勘察設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)修改通知單，我單位在此強(qiáng)巖爆洞段兩側(cè)邊墻新增系統(tǒng)錨桿加強(qiáng)支護(hù)漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿工程項(xiàng)目。

漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿沿洞內(nèi)頂拱梅花型布置，間排距長(zhǎng)9m，材料采用精軋螺紋鋼筋，直徑?32mm。錨桿孔設(shè)計(jì)鉆孔直徑為?48mm，錨固段長(zhǎng)3.0m，錨固段灌漿采用水泥漿、水泥砂漿或樹(shù)脂材料，要求水泥漿或水泥砂漿抗壓強(qiáng)度不小于M35，樹(shù)脂材料抗壓強(qiáng)度不小于50Mpa，錨桿孔口承壓大墊板尺寸為300mm×300mm×10mm，高強(qiáng)螺栓鎖定。漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿采用自由段無(wú)套管預(yù)應(yīng)力筋，灌漿分兩次進(jìn)行，錨固段灌漿及張拉錨固后，再對(duì)自由段進(jìn)行二次灌漿。

1.作業(yè)平臺(tái)選擇

漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿在4#洞上半斷面開(kāi)挖工作面上進(jìn)行，同時(shí)，由于強(qiáng)巖爆影響，要求漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿緊跟掌子面，作業(yè)面小，施工條件差，時(shí)間要求緊，施工難度大；另外，漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工期間，洞內(nèi)交通不能中斷。

漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿均布置在隧洞頂拱部位，距底板高差8.5～13.5m，若按常規(guī)采取搭設(shè)腳手架施工平臺(tái)，排架搭拆周期長(zhǎng)，對(duì)洞內(nèi)交通干擾大，快速鉆造孔洞內(nèi)環(huán)境污染嚴(yán)重，且效率低下，不能滿足支護(hù)緊跟掌子面要求。若現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)加工簡(jiǎn)易移動(dòng)式平臺(tái)，成本增加，搬移不便，不能形成規(guī)?；┕?，同樣效率低下。經(jīng)綜合比較，決定采用現(xiàn)場(chǎng)已有的三臂鑿巖臺(tái)車(chē)造孔，利用吊車(chē)液壓升降平臺(tái)作為錨桿安裝、張拉等作業(yè)施工平臺(tái)，省略了固定施工平臺(tái)，順利解決了施工手段問(wèn)題，靈活方便，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；┕ぃ⒋_保了洞內(nèi)交通暢通。

2.設(shè)計(jì)的優(yōu)化調(diào)整

由于設(shè)計(jì)錨桿鉆孔直徑為?48mm，而錨桿直徑就達(dá)?32mm，造孔直徑僅大于錨桿直徑16mm，導(dǎo)致進(jìn)漿管與回漿管無(wú)法埋設(shè)；三臂鑿巖臺(tái)車(chē)鉆桿最大長(zhǎng)度為6m，造9m深孔必須進(jìn)行鉆桿套接后才能完成，鉆桿安裝連接套后，造孔直徑不能小于?65mm，為了滿足施工要求，在征得監(jiān)理、設(shè)計(jì)、發(fā)包人三方同意下，將鉆孔徑優(yōu)化調(diào)整為?65mm。

錨固段若采用水泥漿或水泥砂漿錨固，施工難度大，不易控制，錨固段張拉前待凝時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速施工。為此，借鑒溪洛渡、二灘等工地漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工成熟經(jīng)驗(yàn)，錨固段采用速凝型錨固藥卷，在確保設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的情況下，錨固段在灌漿完畢24小時(shí)后即可進(jìn)行張拉，實(shí)現(xiàn)了快速施工。

3.施工工序

3.1施工程序

漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿主要施工程序如下：施工準(zhǔn)備—鉆孔—清孔—內(nèi)錨段速凝型錨固藥卷灌注—桿體安裝—封口—孔口墊板安裝—張拉—自由段注漿—外露錨桿桿體保護(hù)。

3.2機(jī)械化造孔

漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿采用進(jìn)口Rocket Boomer353E的三臂液壓臺(tái)車(chē)造孔，造孔前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求對(duì)錨桿孔孔位測(cè)量放樣，定出孔位，并用紅油漆標(biāo)識(shí)。鉆孔時(shí)要求鉆桿垂直巖面，鉆孔平直，孔軸方向偏差不大于1°～3°。由于多臂鉆鉆桿僅6m長(zhǎng)，鉆桿鉆進(jìn)5m深左右時(shí)，安裝鉆桿連接套，再連接一根3m長(zhǎng)鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn)至終孔，多臂鉆鉆進(jìn)速度為0.5～0.8m/min，造孔完成后，加大鉆臂水閥，邊沖邊退釬，沖洗鉆孔。鉆機(jī)就位后，在14分鐘左右，就可以完成單孔造孔，造孔效率相當(dāng)高。

3.3內(nèi)錨段灌注及錨桿安裝

利用吊車(chē)液壓升降平臺(tái)作為內(nèi)錨段灌漿及錨桿安裝作業(yè)平臺(tái)，速凝型水泥錨固劑藥卷使用錨固劑風(fēng)槍將錨固劑打入內(nèi)錨段，錨固劑藥卷經(jīng)錨固劑風(fēng)槍打入輸送管（1″PE管），再經(jīng)輸送管打入內(nèi)錨段孔底（錨固劑輸送管插入孔內(nèi)距孔底50cm左右），每打入一卷錨固劑，輸送管向孔外拉出 5cm左右，直至打入錨固劑藥卷60支左右或孔內(nèi)錨固劑距離孔底3.0m處（內(nèi)錨段長(zhǎng)度為3.0m）結(jié)束。

在錨固段速凝水泥藥卷打入結(jié)束后立即進(jìn)行漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿桿體安裝，采用吊車(chē)液壓升降平臺(tái)上人工插桿，可利用人工扶桿的情況下，吊車(chē)液壓升降臂將錨桿緩慢頂入，減輕了作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，錨桿桿體端部加?40mm鋼管輔助送桿。

錨桿桿體插入內(nèi)錨段后，立即采用木楔（長(zhǎng)度6～10cm）進(jìn)行錨桿孔口封口，防止錨桿從孔內(nèi)滑出。木楔應(yīng)完全打入孔內(nèi)，不得留出孔外，以免影響錨桿孔口鋼墊板安裝和錨桿張拉。

3.4張拉與鎖定

在內(nèi)錨段錨固劑灌漿完畢后24小時(shí)左右開(kāi)始進(jìn)行錨桿張拉。張拉設(shè)備采用TG-2000型扭力扳手。錨桿張拉前，對(duì)扭力扳手進(jìn)行率定。施工中扭力扳手易損壞，要求每周率定一次。

3.5自由段注漿

張拉結(jié)束后開(kāi)始對(duì)錨桿自由段回填灌漿施工，灌漿采用純水泥漿，2SNS型灌漿泵注漿。確認(rèn)排氣管暢通后，才能進(jìn)行孔內(nèi)自由段注漿，自由段注漿應(yīng)飽滿，當(dāng)排氣孔不再排氣，并有漿液溢出時(shí)，可結(jié)束自由段注漿。漿體凝固前，不得敲擊、碰撞和拉拔桿體。

4.過(guò)程質(zhì)量控制

漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工工序復(fù)雜，技術(shù)要求嚴(yán)格，為確保施工質(zhì)量，施工過(guò)程中嚴(yán)格按照施工程序施工，每道工序完成經(jīng)檢查驗(yàn)收后方可進(jìn)入下道工序施工。除了嚴(yán)把程序檢查驗(yàn)收關(guān)，對(duì)如下幾個(gè)質(zhì)量重點(diǎn)做了嚴(yán)格的控制：

（1）對(duì)漲殼式預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿桿體、錨固劑藥卷、水泥等重要材料，要求相關(guān)資料齊全，并進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)抽檢，以確保材質(zhì)優(yōu)良。張拉前首先對(duì)扭力扳手進(jìn)行率定，率定合格后再用于張拉施工。施工過(guò)程中扭力扳手極易損壞，要求每周率定一次，確保張拉精度。

（2）三臂臺(tái)車(chē)造孔是質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，孔位必須經(jīng)測(cè)量放樣，并用紅油漆標(biāo)識(shí)。液壓鑿巖臺(tái)車(chē)要選用經(jīng)驗(yàn)豐富，責(zé)任心強(qiáng)的操作手，開(kāi)鉆前要認(rèn)真調(diào)整好鉆臂方向，確保孔向垂直巖面在開(kāi)鉆，鉆桿勻速鉆進(jìn)，并不斷加水沖洗巖粉。鉆孔準(zhǔn)確度高，不但確保了錨固效果，且確保插桿及承壓墊板安裝及張拉施工。

（3）內(nèi)錨段灌漿是否密實(shí)，是確保張拉成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，首先要確保錨固劑藥卷浸泡充分，要求浸泡時(shí)間控制在2.5分鐘左右。其次，錨固劑每打入一卷錨固劑，輸送管向孔外拉出5cm左右，要取保打入錨固劑藥卷60支左右，填滿3m錨固段。

（4）張拉是漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工最重要的環(huán)節(jié)，張拉嚴(yán)格按技術(shù)要求進(jìn)行分級(jí)張拉，全過(guò)程嚴(yán)格監(jiān)控，并做好詳實(shí)細(xì)致的原始記錄。

5.結(jié)語(yǔ)

雅礱江錦屏二級(jí)水電站4#引水隧洞漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工，在施工工藝、設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工方案等方面均有一定程度突破，特別是三臂液壓鑿巖臺(tái)車(chē)的使用及造9m深孔的突破，將漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工至關(guān)重要的造孔環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化快速施工，極大提高了施工效率。在確保4#洞交通及后續(xù)工作正常進(jìn)行的情況下，洞內(nèi)頂拱漲殼式中空預(yù)應(yīng)力錨桿施工按預(yù)期進(jìn)度目標(biāo)進(jìn)行，取得了良好的效果。