蒲海明
(國網(wǎng)新源控股有限公司北京十三陵蓄能電廠 北京昌平 102200)
北京十三陵電廠蓄能電站位于北京市昌平區(qū)北部,電站樞紐工程主要由上水庫、下水庫和地下發(fā)電設(shè)備廠房等組成,其交通洞口位于電站地下廠房出口與蟒山路交匯處,主要作用是對出入電站地下廠房的交通進(jìn)行控制。本次項目的任務(wù)的之一是將交通洞口兩側(cè)擋墻進(jìn)行重建,其右側(cè)擋墻上方為較為高陡的石質(zhì)邊坡,因為較長時間的自然侵蝕作用,風(fēng)化較為嚴(yán)重,其表面顯現(xiàn)松散裂隙較多,如果不對其進(jìn)行支護(hù),將對邊坡下方的擋墻施工形成較為嚴(yán)重的威脅,本項目采用噴錨技術(shù)對其進(jìn)行加固處理。本文以該項目交通洞口西側(cè)邊坡支護(hù)為例,簡要地介紹石質(zhì)邊坡噴錨加固施工技術(shù)。
根據(jù)錨桿使用時孔向的不同,錨桿可以分為平向錨桿、下斜錨桿和上斜錨桿,這幾種錨桿在施工方法和順序上略有區(qū)別,現(xiàn)在分別對上述三種錨桿施工的施工順序和方法進(jìn)行簡要的介紹。
平向錨桿和下斜錨桿施工時,先清除邊坡上的風(fēng)化松散巖石及堆積物,必要時采用噴射混凝土進(jìn)行護(hù)面處理,然后按設(shè)計要求進(jìn)行錨桿點位放樣,采用專業(yè)鉆孔設(shè)備成孔并沖洗鉆孔,再將水泥砂漿壓注入孔,最后將錨桿插至孔內(nèi)。上斜錨桿施工時,邊坡基面處理、錨桿點位放樣、成孔和洗孔與平孔及下斜孔基本相同,只是在錨桿安裝和壓注水泥砂漿時稍有不同,為了防止砂漿流落,先安裝錨桿后將孔口封閉,然后再壓注水泥砂漿。
錨桿制作通常使用強(qiáng)度較高的Ⅱ級鋼筋(月牙紋螺紋均可),灌注錨孔的水泥砂漿強(qiáng)度等級一般為M20或M25,砂漿拌制所用水泥通常使用強(qiáng)度等級為32.5以上的普通硅酸鹽水泥,不宜使用火山灰質(zhì)或粉煤灰質(zhì)水泥,砂子細(xì)度模數(shù)不得低于2.5 mm,含泥量不得大于3%,砂漿配合比應(yīng)由資質(zhì)試驗室根據(jù)送樣試驗確定,水灰比的取值范圍一般為 0.37∶1~0.46∶1,膠砂比的取值范圍一般為 1∶1~1∶2。
1)平孔及下斜孔錨桿施工
平孔及下斜孔施工時,成孔所用鉆頭應(yīng)略大于孔內(nèi)錨桿的直徑,通常鉆頭直徑較錨桿直徑大15 mm,鉆孔完成后應(yīng)校驗孔位、孔向和孔深(孔位偏差不得超過100 mm,孔深偏差應(yīng)不得超過50 mm,孔向偏差不得超過5°),檢驗合格后采用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)的殘粉、雜物和積水,將壓漿導(dǎo)管插入孔內(nèi)中孔端100 mm處,然后采用砂漿壓注設(shè)備向孔內(nèi)壓注水泥砂漿,隨著水泥砂漿的壓注將壓漿導(dǎo)管緩慢外抽,應(yīng)確保砂漿壓注飽滿和密實,水泥砂漿壓注完成后立即插入錨桿,最后采用砂漿封閉錨孔口。
2)上傾孔錨桿施工
上斜孔施工時,成孔所用鉆頭的直徑也應(yīng)大于鉆桿直徑,通常鉆頭直徑較錨桿直徑大25 mm,鉆孔完成后對孔位進(jìn)行校驗,校驗指標(biāo)和偏差同平孔及下斜孔,校驗確認(rèn)合格后可采用高壓風(fēng)或高壓水對錨孔進(jìn)行沖洗,將孔內(nèi)殘粉清除干凈。然后把錨桿插入孔內(nèi)至底100 mm處,同時將壓漿導(dǎo)管和排氣管放至孔內(nèi),排氣管應(yīng)伸至孔端,壓漿導(dǎo)管放入孔口即可,用三孔塞臨時封閉孔口。采用壓漿設(shè)備將水泥砂漿緩慢的壓入孔內(nèi),錨孔內(nèi)的氣體則通過排氣管壓出,砂漿注滿錨孔后,抽出排氣管,最后采用砂漿封閉排氣孔和錨孔口。
錨孔壓注所用砂漿通常采用人工拌和,拌制時應(yīng)嚴(yán)格控制配合比,主要掌握好砂漿的勻均性和流動性,砂漿應(yīng)隨用隨拌,并且在初凝前使用完畢,如有凝結(jié)必須棄掉重新拌制,在氣溫較高時可適當(dāng)摻些緩凝劑來延長砂漿的凝結(jié)時間。錨桿安裝后在砂漿凝結(jié)過程中,不得對其進(jìn)行擾動,以免影響其抗拉拔效果。
3)錨桿質(zhì)量檢驗
錨桿質(zhì)量檢驗:制作錨桿所采用的鋼筋在進(jìn)場時應(yīng)檢查該批鋼材的質(zhì)量檢驗報告和產(chǎn)品合格證,進(jìn)場后按規(guī)范要求對其進(jìn)行取樣和送檢,由資質(zhì)試驗室出具的檢驗報告,確認(rèn)符合規(guī)范要求后方可在本工程項目上使用。
壓漿工藝性試驗:采用與錨孔相同直徑和深度的鋼管,從現(xiàn)場制作的錨桿中隨機(jī)選取7根,使用砂漿壓注設(shè)備將按配比現(xiàn)場拌制的砂漿壓注入鋼管內(nèi)并進(jìn)行養(yǎng)護(hù),7 d將鋼管切割開觀察砂漿的密實情況。
拉拔力試驗:根據(jù)規(guī)范要求按施工錨桿總數(shù)的3%進(jìn)行現(xiàn)場拉拔力檢測。
1)邊坡混凝土噴射的基本程序
邊坡混凝土噴射前,先對受噴面進(jìn)行清理,清除表面的松散物,然后按照配合比拌制混凝土,初噴混凝土將邊坡凹坑找平,再進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片安裝,最后分層噴射混凝土至設(shè)計厚度。
2)邊坡噴射混凝土的材料要求
邊坡噴射混凝土所用水泥的凝結(jié)時間和安定性必須滿足規(guī)范要求,初凝時間和終凝時間分別不得大于510 min和10 min;砂和石子等骨料的質(zhì)地應(yīng)堅硬,砂的細(xì)度模數(shù)宜小于2.5,石子的料徑應(yīng)小于10 mm,并且其級配應(yīng)符合要求。
3)邊坡混凝土噴射施工作業(yè)準(zhǔn)備
混凝土噴射施工前,將受噴面上的松散石塊及塵土清理干凈,一般采用高壓水進(jìn)行沖洗,沖洗干凈后,在受噴面上作噴射厚度標(biāo)記,然后按照要求對受噴面及施工水、電、風(fēng)等情況進(jìn)行檢查,符合要求后進(jìn)行噴射施工。
4)混凝土噴射施工
削切后的邊坡一般為垂直面或斜面,所以邊坡噴射混凝土應(yīng)采用濕噴混凝土,噴射混凝土應(yīng)按要求分區(qū)段進(jìn)行,噴射時先將巖面的裂隙及凹坑進(jìn)行找平噴射,然后再按照分片要求逐層噴射,噴嘴一般保持與受噴面約10°左右,與受噴面的距離控制在0.5~1.0 m,由噴射工手持噴槍由下而上螺旋狀噴射,每層厚度控制在50 mm左右。上層混凝土必須在下層混凝土終凝后再進(jìn)行噴射,否則會引起混凝土滑墜,從而影響噴射混凝土質(zhì)量。噴射混凝土與普通混凝土一樣,在終凝后應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以防止混凝土縮水干裂,養(yǎng)護(hù)時間一般為14 d左右。
5)噴射混凝土安全注意事項
混凝土噴射作業(yè)應(yīng)做好安全管理工作,以免發(fā)生事故。噴射人員應(yīng)配戴安全帽、防塵口罩、乳膠手套和護(hù)目鏡等人個防護(hù)用品,噴射前應(yīng)對噴射設(shè)備進(jìn)行檢查并進(jìn)行試運(yùn)行,確認(rèn)安全后再行噴射作業(yè)。噴射過程中應(yīng)注意堵管,如發(fā)現(xiàn)壓力突然上升,應(yīng)馬上停止混凝土噴射,清除管內(nèi)堵塞物,切不可采用強(qiáng)噴來處理清管。
錨桿支護(hù)是邊坡加固常用的一種施工方法,具有工藝比較簡單,操作較為方便,機(jī)械化程度高等優(yōu)點。用這種工藝不僅對地形的適應(yīng)性比較強(qiáng),而且其結(jié)構(gòu)也比較牢固,能夠充分地利用邊坡深層巖體的穩(wěn)定來帶動巖面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,是一項值得廣泛推廣的應(yīng)用技術(shù)。