金曉彬

(浙江華東工程咨詢有限公司，杭州，310000)

鋼墊板錨墩在長河壩地下洞室錨索支護(hù)中的應(yīng)用

金曉彬

(浙江華東工程咨詢有限公司，杭州，310000)

鋼墊板錨墩 錨索支護(hù) 長河壩水電站 地下洞室

1 工程概況

長河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，為大渡河干流水電梯級(jí)開發(fā)的第10級(jí)電站。電站采用水庫大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)，總裝機(jī)容量2600MW，水庫正常蓄水位1690m，具有季調(diào)節(jié)能力。

引水發(fā)電系統(tǒng)主要由引水建筑物(電站進(jìn)水口、壓力管道)、地下廠房(主副廠房、主變室)、尾水建筑物(尾水調(diào)壓室、尾水洞和尾水洞出口等)、GIS樓及地面副廠房、防滲排水系統(tǒng)、出線系統(tǒng)(出線豎井及出線平洞)、永久通排風(fēng)系統(tǒng)(進(jìn)風(fēng)洞及通風(fēng)洞、廠房排風(fēng)洞、排風(fēng)豎井及排風(fēng)平洞等)、左岸消能防沖及霧化邊坡處理工程、交通設(shè)施(進(jìn)廠交通洞、尾調(diào)交通洞及主變交通聯(lián)系洞)等組成。主、副廠房按“一”字型布置，縱軸線方位N82°W，安裝間和副廠房分別布置在主機(jī)間的兩端。

2 工程布置與特征

廠房(含安裝間、副廠房)開挖尺寸為228.8m×30.8(27.3)m×73.35m(長×寬×高)；主變室開挖尺寸為150.0m×19.3m×25.7m(長×寬×高)；尾調(diào)室開挖尺寸為162m×22.5m×79.5m(長×寬×高)。主副廠房、主變室、尾調(diào)室三大洞室之間巖壁厚度僅45.3m～30.8m。以下幾個(gè)部位開挖穩(wěn)定是施工中的重點(diǎn):(1)尾水管擴(kuò)散段與廠房連接部位挖空率較大(45%)，廠房下游高程1457.55m平臺(tái)與尾水管之間巖體僅 6.7m～10.6m，尾水管擴(kuò)散段及尾水連接段上方層疊布置母線洞，開挖后易產(chǎn)生較大圍巖變形，甚至掉塊；(2)主廠房高邊墻形成后，下游邊墻母線洞口附近，易產(chǎn)生較大變形，對(duì)巖錨吊車梁產(chǎn)生不利影響；(3)尾水調(diào)壓室下部兩條尾水連接洞與之交匯，平洞開口面積大、挖空率較高，調(diào)壓室開挖過程中尾水連接洞與尾調(diào)室交叉口段平洞圍巖及尾調(diào)室邊墻易產(chǎn)生較大變形。

為此，合理安排主體三大洞室的開挖支護(hù)程序和方式，保證大跨度、高邊墻洞室圍巖穩(wěn)定和洞室群整體穩(wěn)定，確保施工安全是地下洞室施工的重點(diǎn)。

在以往水電站地下廠房錨索外錨墩的鋼錨墩結(jié)構(gòu)中，多采用立柱式鋼錨墩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝困難并且焊接工程量大。在廠房系統(tǒng)工期較緊的情況下，為便于施工、加快進(jìn)度及提高高邊墻施工過程中的穩(wěn)定性，長河壩水電站借鑒已有成功經(jīng)驗(yàn)，采用了優(yōu)化型的鋼墊板錨墩。

3 鋼墊板錨墩施工工藝

3.1 鋼錨墩鋼材選用Q235，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼錨墩加工，加工完成的鋼錨墩必須經(jīng)過嚴(yán)格檢查后方可使用(主要檢查鋼錨墩大、小墊板規(guī)格尺寸；各焊接縫的密實(shí)度及高度；鋼錨墩的整體規(guī)則性等)。

3.2 鋼錨墩制作時(shí)，兩塊鋼板接觸處的環(huán)縫采用全部焊接，焊縫高度不小于1.5cm，使大小墊板孔口對(duì)中。導(dǎo)向鋼管與大墊板焊接牢固，不能出現(xiàn)漏焊情況，并保證導(dǎo)向鋼管與大墊板垂直，起到固定和對(duì)中的作用。

3.3 鋼錨墩安裝時(shí)，必須保證墊板與錨索孔垂直。鋼墊板應(yīng)緊貼巖面或噴混凝土面，鋼墊板與巖面或噴混凝土面之間采用C35細(xì)石混凝土或M35砂漿找平，并保證鋼墊板與找平層之間緊密接觸，使受力均勻。鋼錨墩安裝時(shí)一定要控制好整體的平整性及對(duì)中性，安裝過程中嚴(yán)格檢查鋼墊板外側(cè)面是否與索體軸線垂直，杜絕出現(xiàn)安裝完成后鋼絞線與墊板直接接觸造成張拉損壞。

3.4 鋼錨墩安裝前，在大墊板位置四周打設(shè)四根固定限位插筋。鋼錨墩安裝，先采用兩個(gè)1t手拉葫蘆提升至距巖面約100cm處，確認(rèn)對(duì)位準(zhǔn)確后，用千斤頂推至設(shè)計(jì)深度，并立即用四根限位插筋固定大墊板。

3.5 針對(duì)上仰孔鋼錨墩安裝，施工難度大，安全隱患較大。安裝前，鋼墊板與巖面或噴混凝土面之間采用C35細(xì)石混凝土或M35砂漿找平，并保證鋼墊板與找平層之間緊密接觸，使受力均勻。安裝時(shí)，采取在大墊板預(yù)留位置下方打設(shè)兩根帶彎鉤的插筋(大墊板剛好可以穿過)，保證鋼錨墩安裝的平整性及對(duì)中性，然后利用就近打設(shè)的錨桿與大墊板焊接，確保穩(wěn)固，再用千斤頂對(duì)錨索進(jìn)行預(yù)緊。

4 鋼墊板錨墩與立柱式鋼錨墩對(duì)比

4.1 工期。鋼墊板錨墩在C35細(xì)石混凝土或M35砂漿找平施工完成7d后，即可進(jìn)行張拉施工，而普通立柱式鋼錨墩需在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求(即28d)后方可進(jìn)行張拉。因此，采用鋼墊板錨墩對(duì)縮短支護(hù)工期效果顯著，從電站整體工期考慮，采用鋼墊板錨墩加快了開挖支護(hù)整體施工進(jìn)度，從而可以達(dá)到提前發(fā)電的目標(biāo)，隱形效益極為可觀。

4.2 安全性。采用鋼墊板錨墩加快了整體支護(hù)施工進(jìn)度，可以提前對(duì)地下廠房、主變室、尾調(diào)室高邊墻巖體進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固，減小圍巖變形，提高開挖期高邊墻整體穩(wěn)定性與安全性，確保施工期人員與設(shè)備的安全。長河壩水電站地下廠房、主變室、尾調(diào)室最大位移分別為 128.68mm、118.70mm、170.43mm，目前均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.3 成本。鋼墊板錨墩在原材料上所花費(fèi)用較立柱式鋼錨墩多，但由于立柱式鋼錨墩在立模澆筑混凝土方面消耗的人工較大，就整體施工成本而言，鋼墊板錨墩與立柱式鋼錨墩施工費(fèi)用大體相當(dāng)。

5 結(jié)語

長河壩水電站地下廠房、主變室、尾調(diào)室均采用鋼墊板錨墩，在很大程度上提高了整體開挖支護(hù)施工進(jìn)度，節(jié)省了工期，并有效控制了各層開挖完成后的巖體應(yīng)力釋放及圍巖變形，提高了高邊墻的穩(wěn)定性，在安全、進(jìn)度及成本控制上均有較好的效益，在同類工程中具有推廣價(jià)值。

圖3 大壩心墻測(cè)斜管VE2孔深與位移圖(高程1532m～1598m)

4 結(jié)語

采用滑動(dòng)式測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)礫石心墻水平位移，是目前最常用的監(jiān)測(cè)手段，由于受測(cè)斜管接長、心墻沉降、儀器自身計(jì)算方法等因素影響，在填筑期監(jiān)測(cè)成果誤差較大，可信度不高，建議在填筑完成后再進(jìn)行測(cè)讀。

填筑期觀測(cè)時(shí)，為盡可能的消除觀測(cè)和計(jì)算誤差，需進(jìn)行初始值和測(cè)點(diǎn)間距的調(diào)整，以期達(dá)到或接近監(jiān)測(cè)成果能夠反映心墻的真實(shí)變形情況。

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金曉彬(1988－)，男，浙江東陽人，工程師。主要從事水利水電工程施工管理工作。