武 曉 杰，　施 召 云

(1.中國水利水電建設(shè)工程咨詢西北公司兩河口工程監(jiān)理中心；

2.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司兩河口建設(shè)管理局，四川 雅江　627450)

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大型豎井錨固技術(shù)探索

武 曉 杰1，施 召 云2

(1.中國水利水電建設(shè)工程咨詢西北公司兩河口工程監(jiān)理中心；

2.雅礱江流域水電開發(fā)有限公司兩河口建設(shè)管理局，四川 雅江627450)

摘要：自進(jìn)式錨桿是一種新型錨桿，集鉆孔、錨桿安裝、注漿、錨固為一體，主要用于斷層破碎帶巖體的支護(hù)。通過對全長粘結(jié)型錨桿注漿采用“先注漿后插桿”施工工藝中相關(guān)環(huán)節(jié)(加大漿液稠度、調(diào)整灌漿管結(jié)構(gòu)、設(shè)置孔口阻漿片等)的改進(jìn)，能夠很好的控制錨桿施工質(zhì)量，使錨桿灌漿飽滿密實(shí)。

關(guān)鍵詞：深覆蓋層；豎井；錨固技術(shù)；工程實(shí)踐

0引言

自進(jìn)式錨桿是一種新型錨桿，集鉆孔、錨桿安裝、注漿、錨固為一體，主要用于斷層破碎帶巖體的支護(hù)。本文結(jié)合溪洛渡水電站左右岸出線豎井上段覆蓋層段開挖支護(hù)施工，對不同地質(zhì)條件下的土體錨固技術(shù)進(jìn)行論證及施工實(shí)踐驗(yàn)證，將巖石錨固技術(shù)很好的融入到復(fù)雜地質(zhì)情況下的土體加固施工中，改變了傳統(tǒng)的土體加固技術(shù)，在鉆孔機(jī)具的選擇、鉆孔技術(shù)研究以及相關(guān)加固技術(shù)的綜合運(yùn)用上進(jìn)行了初步探索，形成了一定的技術(shù)成果，并應(yīng)用于工程實(shí)踐。

1工程概況

溪洛渡水電站位于四川省與云南省接壤的金沙江干流上，是世界級巨型水電站，為國內(nèi)第二大水電站、世界第三大水電工程。溪洛渡水電站左、右岸的地下廠房垂直埋深均超過400 m，每岸設(shè)兩條出線豎井，左岸1號豎井覆蓋層段深115 m，2號豎井覆蓋層段深126 m，覆蓋層段開挖直徑為14 m。右岸3號豎井覆蓋層段深65 m，開挖直徑為13.6 m，4號豎井覆蓋層段深62 m，開挖直徑為14.6 m。覆蓋層段井壁設(shè)計(jì)系統(tǒng)支護(hù)措施為土錨桿φ48，L=6 m，入巖5.5 m，間排距1.5×1.0 m，梅花型布置。左岸1號、2號出線豎井覆蓋層從上往下地層分別為洪積堆積體、冰川、冰水堆積體和古滑坡堆積體；右岸3號、4號出線豎井覆蓋層從上往下地層分別為冰川、冰水堆積體和古滑坡堆積體。

2覆蓋層錨固技術(shù)生產(chǎn)性試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，出線豎井覆蓋層支護(hù)方式為土錨桿，在前期施工過程中，由于土體內(nèi)部孤石含量高且內(nèi)部架空現(xiàn)象嚴(yán)重，土錨桿施工極其困難。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況，土錨桿在進(jìn)入土體后遇大孤石，再也無法繼續(xù)施工，且不能拔出，錨桿損失量非常大。即使使用施工完畢的土錨桿，施工時間也大大超出預(yù)期。據(jù)此情況，為進(jìn)一步確定土錨桿施工方法及程序，以及采用自進(jìn)式中空錨桿取代土錨桿進(jìn)行土體加固的可行性，分別在出線豎井井口段及出線場內(nèi)進(jìn)行了土錨桿、自進(jìn)式中空錨桿鉆孔、灌漿試驗(yàn)。并通過灌漿試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證各種灌漿參數(shù)，得出較為實(shí)際的、合理的耗灰量等。

2.1鉆孔(插桿)試驗(yàn)

2.1.1土錨桿直接插桿施工

采用在D7液壓鉆釬尾上加設(shè)連接套，將φ48土錨桿裝入連接套中，利用D7液壓鉆鑿巖機(jī)沖擊力將土錨桿壓入土體中?，F(xiàn)場在井口段不同部位共施工土錨桿10根，最大入土深度為1.5 m，最小入土深度0.5 m，均不滿足設(shè)計(jì)要求的5.5 m入土深度，合格率為零，且鉆進(jìn)速度緩慢，造孔平均速度為0.5～1.0 m/h。

2.1.2土錨桿先造孔后插桿施工

采用D7液壓鉆先鉆設(shè)φ76 mm土錨桿孔，然后采用在D7液壓鉆釬尾上加設(shè)連接套，將φ48土錨桿裝入連接套中，利用D7液壓鉆鑿巖機(jī)沖擊力將土錨桿打入孔中。由于土體鉆孔后出現(xiàn)嚴(yán)重塌孔現(xiàn)象，鉆桿退出孔內(nèi)時需要多次吹孔，且成孔率低，通過此方法，現(xiàn)場在井口段不同部位共施工土錨桿47根、在出線場內(nèi)共施工土錨桿3根，其最大入土深度為5.5 m，最小入土深度3.0 m，其中滿足設(shè)計(jì)要求5.5 m入土深度的土錨桿共5根，合格率為10%。該施工方法施工速度緩慢，且施工投入增加，造孔平均速度為1.5～2.0 m/h。

2.1.3自進(jìn)式中空錨桿直接插桿施工

采用在D7液壓鉆釬尾上加設(shè)連接套，將φ32自進(jìn)式錨桿裝入連接套中，利用D7液壓鉆鑿巖機(jī)沖擊力將自進(jìn)式錨桿帶壓鉆入土體中。通過此方法，現(xiàn)場在井口段施工φ32自進(jìn)式錨桿9根、在出線場內(nèi)共施工土錨桿7根(其中有3根按技術(shù)要求鉆設(shè)了花孔)，最大入土深度為5.6 m，最小入土深度5.5 m，全部滿足設(shè)計(jì)要求5.5m的入土深度，合格率為100%。該施工方法施工速度快，造孔平均速度為11～16.5 m/h，且成功率高。

2.2灌漿試驗(yàn)

2.2.1灌漿試驗(yàn)施工工藝參數(shù)

灌漿試驗(yàn)具體施工工藝參數(shù)為：注漿采用漿液水灰比為0.7∶1和0.5∶1的水泥漿液，灌漿壓力為0.1～0.2 MPa；采用孔口封閉，全孔一次灌漿的方法施工；當(dāng)某級漿液注入量已達(dá)300L以上，或灌注時間已達(dá)30 min，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時，換濃一級水灰比漿液灌注；當(dāng)注入率大于30 L/min時，根據(jù)施工具體情況，可越級變濃；在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于1 L/min，繼續(xù)灌注30 min，灌漿即可結(jié)束。

2.2.2灌漿量分析

根據(jù)現(xiàn)場灌漿工程量表，鉆設(shè)花孔的自進(jìn)式錨桿灌漿量大于無花孔的自進(jìn)式錨桿灌漿量；土錨桿正常灌漿量與鉆設(shè)花孔的自進(jìn)式注漿量基本一致；土錨桿注漿量相互間差別較大，注漿效果不均衡。而自進(jìn)式錨桿注漿量相互間差異較小，且自進(jìn)式錨桿施工速度快，錨桿損失量小，且能達(dá)到土錨桿的效果，因此在實(shí)際施工過程中系統(tǒng)支護(hù)采用自進(jìn)式錨桿。

2.2.3錨桿膠結(jié)情況分析

根據(jù)右岸出線場內(nèi)挖出的各錨桿灌漿后膠結(jié)情況分析，開孔后的土錨桿和自進(jìn)式錨桿其錨桿周圍水泥漿膠結(jié)情況基本一致，其沿桿體3 m長度范圍內(nèi)均有不同擴(kuò)散范圍的膠結(jié)。土錨桿開孔段漿液擴(kuò)散直徑最大約35 cm，最小擴(kuò)散直徑約15 cm，桿體3 m范圍內(nèi)漿液擴(kuò)散直徑平均約為25 cm；自進(jìn)式錨桿開孔段漿液擴(kuò)散直徑最大約35 cm，最小擴(kuò)散直徑約10 cm，桿體3 m范圍內(nèi)漿液擴(kuò)散直徑平均約為22 cm。根據(jù)現(xiàn)場不同位置不同規(guī)格錨桿膠結(jié)情況分析，自進(jìn)式錨桿在與土錨桿同樣開孔和灌漿施工工藝一致的前提下，其所達(dá)到的錨固效果基本一致。

3工程實(shí)踐

根據(jù)以上生產(chǎn)性試驗(yàn)分析，溪洛渡水電站左右岸出線豎井覆蓋層段錨固技術(shù)在滿足設(shè)計(jì)總要求下，以簡化施工程序，減少工程投資，在總體上可以將土錨桿全部替換為自進(jìn)式錨桿，其調(diào)整方案如下：

(1)將土錨桿替換為自進(jìn)式錨桿，錨桿周邊花孔布置及開孔要求同土錨桿，長度不變。即錨桿長度為6 m，入巖5.5 m。梅花型布置

(2)覆蓋層段井壁：自進(jìn)式錨桿的布置參數(shù)由土錨桿的1.5 m×1.0 m調(diào)整為1.2 m×1.0 m(排距1.2 m、間距1.0 m)，梅花型布置。

4結(jié)語

通過溪洛渡工程實(shí)際施工情況，簡要介紹了深覆蓋層土體中大型豎井采用的部分支護(hù)加固形式，初步分析總結(jié)各支護(hù)施工工藝及對各工藝實(shí)施的效果如下：

(1)深覆蓋層土體中大型豎井支護(hù)采用較易施工的自進(jìn)式錨桿，并在桿體上設(shè)置灌漿孔，其支護(hù)效果比較難施工的土錨桿更好，特別是當(dāng)土體板結(jié)化較大，土體強(qiáng)度較高時，更能體現(xiàn)出自進(jìn)式錨桿在土體支護(hù)施工中的優(yōu)越性。

(2)通過對全長粘結(jié)型錨桿注漿采用“先注漿后插桿”施工工藝中相關(guān)環(huán)節(jié)(加大漿液稠度、調(diào)整灌漿管結(jié)構(gòu)、設(shè)置孔口阻漿片等)的改進(jìn)，能夠很好的控制錨桿施工質(zhì)量，使錨桿灌漿飽滿密實(shí)。

通過初步分析，筆者認(rèn)為以上施工工藝可以在類似工程中借鑒采用，具有一定的實(shí)用性。

武曉杰(1982-)，女，漢族，內(nèi)蒙古赤峰人，工程師，學(xué)士學(xué)位，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

施召云(1979-)，男，四川大竹人，高級工程師，碩士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：卓政昌)

作者簡介:

收稿日期:2015-10-24

文章編號:1001-2184(2016)01-0102-02

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

中圖分類號:U455.8；TU757.2