(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

河北豐寧抽水蓄能電站施工過程中，由于下水庫一期進出水口1068m高程以下左側(cè)邊坡連續(xù)發(fā)生了多次塌方，塌方體逐漸卸荷擴展至1057m高程，形成邊坡倒懸體，為避免塌方體繼續(xù)卸荷擴展，影響上部邊坡穩(wěn)定，造成更大范圍的塌方影響，經(jīng)業(yè)主、設計、監(jiān)理和施工單位現(xiàn)場查看，一致確定首先將塌方體底部回填石渣形成堆料平臺，將塌方部位上部倒懸體邊坡底部穩(wěn)固，然后將頂部巖體進行加強支護處理。設計單位聽取各方意見后，將該部位錨索孔深更改為L=60m、T=2000kN。

一期左側(cè)塌方體支護預應力錨索形式為含內(nèi)錨段的無粘結(jié)錨索，單根錨索設計張拉力為2000kN，張拉鎖定噸位為設計噸位的110%即2200kN，錨索由14根7φ5鋼絞線組成，單根錨索長60m+1.8m，內(nèi)錨固段長9m(鋼絞線不帶PE套并清除油脂)，自由張拉段長51m(鋼絞線帶PE套)。

2 主要施工方法

2.1 承重式腳手架搭設

采用三排落地式承重排架，從塌方體底部堆渣平臺開始向上搭設至新增錨索施工部位，進行錨索施工，該腳手架長度為50m，最大搭設高度為22m。

腳手架及施工荷載軸向力主承力區(qū)，選擇在底部分層回填的堆渣平臺上。立桿底部設置鋼墊板，鋼墊板厚1cm，防止基礎下陷，導致立桿懸空。

根據(jù)邊坡開挖實際設計參數(shù)，采用貼坡式搭設方式，腳手架隨坡度而設。由于邊坡支護的特殊性，所搭設的施工腳手架除滿足相應規(guī)范要求外，還應根據(jù)設計布孔的孔排間距要求，設置每一層高度與立桿的間排距離，以滿足施工需要。根據(jù)邊坡支護要求，需搭設11層；第一層掃地桿距離地面高為0.2m，其余每層高度根據(jù)設計步距1.5m高搭設(順邊坡方向)。局部錨索鉆機不好就位，可適當調(diào)整1.8m，立桿縱橫向間距1.5m。為確保腳手架的整體性，在立桿外側(cè)排采用每4跨設置一道剪刀撐進行連接，腳手架布置安全防護網(wǎng)和防護欄。

2.2 錨索鉆孔施工

2.2.1 錨孔測放

根據(jù)實際坡面，先按設計布置要求，將錨孔位置準確測放在坡面上，并用紅油漆在現(xiàn)場施工部位標明錨索開孔位置。錨孔位置偏差不得超過±20mm。如遇有坡面不平順或特殊困難場地時，須經(jīng)設計、監(jiān)理單位認可，在確保坡體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全的前提下，適當放寬定位精度或調(diào)整錨孔定位，但調(diào)整后的測放精度，盡量不大于100mm。對測放并驗收合格的錨孔位置進行編號，并用油漆標示在現(xiàn)場坡面上，該編號作為錨索制作編號的依據(jù)。

2.2.2 鉆孔設備

巖層中采用ZSY-90型潛孔錨索鉆機，潛孔沖擊成孔。在巖層破碎或松軟飽水等易于塌縮孔和卡鉆埋鉆的地層中，采用跟管鉆進技術，確保成孔質(zhì)量和施工進度。

2.2.3 鉆機就位

錨孔鉆進施工，搭設滿足鉆孔、下錨和注漿施工所需承載能力和穩(wěn)固條件的腳手架，根據(jù)坡面準確測放錨索孔位，準確安裝固定鉆機，并嚴格認真進行機位調(diào)整，確保錨孔開鉆就位縱橫誤差不超過±50mm，高程誤差不超過±100mm，鉆孔傾角和方向符合設計要求，傾角允許誤差±1.0°，方位允許誤差±2.0°。

2.2.4 鉆進方式

錨孔鉆進采用干鉆，以確保錨固工程施工不至于惡化邊坡巖土工程地質(zhì)條件和保證孔壁的粘結(jié)性能，難以鉆進時方可采用水鉆。鉆孔速度根據(jù)使用鉆機性能和錨固地層嚴格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。

2.2.5 鉆進過程

錨索鉆孔施工要加強鉆機的導向作用，及時檢測孔斜誤差，合理采用糾偏措施，確保錨索鉆孔滿足設計及規(guī)范要求。鉆進過程中對每個孔的地層變化，鉆進狀態(tài)(鉆壓、鉆速)、地下水及一些特殊情況作好現(xiàn)場施工記錄。如遇塌孔縮孔等不良鉆進現(xiàn)象時，須立即停鉆，及時進行孔道固壁灌漿處理(灌漿壓力0.1MPa～0.3MPa)，待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進。

(1)滲水及塌孔的處理?？變?nèi)有滲水時，在鉆孔過程中或鉆孔結(jié)束后吹孔時，從孔中吹出的都是一些小石粒和團粒而無粉塵，巖粉多貼附于孔壁。當錨孔深度已滿足要求，則以高壓風吹凈，直至吹出清水；若孔深不夠，雖沖擊器工作，仍有進尺，也必須立即停鉆，拔出鉆具，洗孔后再繼續(xù)鉆進，如此循環(huán)，直至結(jié)束。有時孔內(nèi)滲水量大，有積水，吹出的是泥漿和碎石，這種情況巖粉不會糊住孔壁，只要沖擊器工作，就可繼續(xù)鉆。如果滲水量太大，以致淹沒了沖擊器，沖擊器會自動停止工作，拔出鉆具進行壓力注漿對孔道固結(jié)處理。

(2)塌孔、卡鉆的處理。當鉆孔穿越強風化巖層或巖體破碎帶時，往往發(fā)生塌孔。塌孔的主要標志是從孔中吹出黃色巖粉，夾雜一些原狀(非鉆頭擊碎的、非新鮮的、無光澤的)石塊，出現(xiàn)此類現(xiàn)象，不管鉆進深度如何，都要立即停止鉆進，拔出鉆具，進行固壁注漿，漿液為水泥凈漿，24h后重新鉆孔。雨天施工時，常常順巖體破碎帶向孔內(nèi)滲流泥漿，固壁注漿前，必須用水和風把泥漿洗出(塌入鉆孔內(nèi)的石塊不必清除)，否則，不僅固壁注漿效果差，還容易造成假象。

2.2.6 孔徑、孔深

鉆孔孔徑、孔深要求不得小于設計值(設計孔徑160mm，孔深60.19m)，為確保錨孔直徑，要求實際使用鉆頭直徑不得小于設計孔徑，終孔有效孔深不得欠深，且不大于設計深度40cm，終孔孔徑不得小于設計孔徑10mm。對穿錨索的孔斜誤差不得大于孔深的1%，當遇特殊地質(zhì)情況時，可適當增加超鉆深度，但不可超過0.5m。

2.2.7 錨孔清理

鉆進達到設計深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆1min～2min，防止孔底尖滅、達不到設計孔徑。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯，必須清理干凈，在鉆孔完成后，使用高壓風(風壓0.2MPa～0.4MPa)將孔內(nèi)巖粉及水體全部清除出孔外，以免降低水泥漿與孔壁巖土體的粘結(jié)強度。除相對堅硬完整的巖體錨固外，均不得采用高壓水沖洗錨孔。若遇錨孔中有承壓水流出，待水壓、水量變小后方可安裝錨索與注漿，必要時在周圍適當部位設置排水孔處理。如果要求處理錨孔內(nèi)部積聚水體，一般采用灌漿封堵二次鉆進等方法處理。

2.2.8 錨孔檢驗

錨孔鉆孔結(jié)束后，須經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格后，方可進行下道工序?？讖?、孔深檢查一般采用設計孔徑、鉆頭(硬質(zhì)合金鋼鉆頭或金剛石鉆頭)和標準鉆桿，在監(jiān)理工程師旁站下進行，要求驗孔過程中鉆頭平順推進，不產(chǎn)生沖擊或抖動，鉆具驗送長度滿足設計錨孔深度，退鉆要求順暢，用高壓風吹驗不存明顯飛濺塵碴及水體現(xiàn)象。然后用一根聚乙烯管復核孔深，并以高壓風吹孔，待孔內(nèi)粉塵吹干凈，且孔深不少于錨索設計長度時，拔出聚乙烯管，以織物或水泥袋塞好保護錨孔口待用。同時要求復查錨孔孔位、傾角和方位，全部錨孔施工分項工作合格后，即可認為錨孔鉆造檢驗合格。

2.3 錨索制安、PE波紋管防護套管施工

鋼絞線下料在現(xiàn)場加工進行，下料長度按照錨索設計長度截取(當坡面已噴混凝土時，應注意增長鋼絞線下料長度)。將無粘結(jié)鋼絞線錨頭嵌固端擠壓套安裝處去皮洗油。清洗時，采用汽油等清洗劑去除防腐油脂。對鋼絞線PE層出現(xiàn)局部破損的部位，用水密性膠帶進行修補，膠帶搭接寬度不小于帶寬的1/2。將定長鋼絞線卷盤掛牌架空存放并覆蓋待運。鋼絞線卷盤，采用8t平板車運至施工現(xiàn)場，人工或提升架運至施工平臺上，按施工圖紙要求進行錨索體編制。

鋼絞線及其他索體附件按施工圖紙要求編排并綁扎成束，錨索體采用14#無鋅鉛絲捆扎。

鋼絞線編制完成后分節(jié)在錨索體外套PE波紋管防護套管，PE波紋管采用承插式結(jié)構(gòu)連接，并在PE管外側(cè)按照設計要求距離安裝外對中支架(自由段1.5m，內(nèi)錨固段1.0m)，當整條錨索體外部防護套管全部安裝完成后，在錨索體前端安裝導向帽，導向帽與PE波紋管需連接牢固。

錨索安裝前用高壓風將孔道再次沖洗，錨索經(jīng)核對無誤且經(jīng)驗收合格后，開始錨索安裝，采用人工將錨索體(包括外側(cè)PE波紋管)扛抬至孔位附近，人工徐徐送入錨索孔內(nèi)，索體就位后，及時將錨索外露部分包裹，以防污損。錨索安裝過程中，要防止錨索直接受力，防止與硬質(zhì)物體碰撞、摩擦，不得損壞錨索結(jié)構(gòu)，如有結(jié)構(gòu)損壞，停止施工，重新進行錨索編制驗收。

2.4 錨墩施工

錨墩采用C50鋼筋混凝土澆筑，錨墩內(nèi)埋設插筋：水平向φ16@40，豎直向φ22，與錨板下鋼墊板焊接，螺旋筋采用φ22；錨板采用BJM15-14型，孔徑φ160，鋼墊板采用50mm厚Q235鋼。

錨墩采用木模板，模板安裝前，先對錨索孔位及基巖清理干凈，然后再進行模板安裝。

在混凝土澆筑前，將基巖和噴混凝土面沖洗干凈，再安裝孔口墊板、套管及網(wǎng)片鋼筋等。安裝模板并潤濕混凝土面驗收合格，即可澆筑混凝土。

錨墊板安裝時要保證與孔道軸線垂直，套管與孔道軸線對中。并將套管與孔道間的孔隙加以密封。

混凝土采用拌合樓集中拌制、25t汽車吊垂直運輸至作業(yè)排架上，人工轉(zhuǎn)運入倉，振搗器振實?；炷翝仓戤吅蠹皶r灑水養(yǎng)護、覆蓋。

2.5 錨索灌漿

60m深錨索灌漿設計圖紙上要求為兩套灌漿系統(tǒng)，1#灌漿系統(tǒng)對波紋管外側(cè)進行灌漿，2#灌漿系統(tǒng)對波紋管內(nèi)側(cè)進行灌漿，分兩次灌注完成。

錨索灌注材料為純水泥漿。采用強度等級不低于42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，水泥漿膠結(jié)材料的抗壓強度等級需達到14d抗壓強度等級不小于M40，灌漿材料中需摻入適量膨脹劑和早強劑，已委托西北院通過試驗確定。

灌漿前應將孔道沖洗干凈，排干孔內(nèi)積水。錨索孔灌漿壓力根據(jù)孔壁圍巖情況，通過試驗確定；灌漿結(jié)束后，漿液初凝前，應進行補充灌漿。

施灌時應采用灌漿自動記錄儀，測定其壓力、流量、比重等各項數(shù)據(jù)。

灌漿漿液溫度應保持在5℃～40℃之間。當冬季日平均氣溫低于5℃時，須對制漿系統(tǒng)、灌漿機械和輸漿管線進行保溫。

2.6 錨索張拉

通過采取優(yōu)化漿液配合比和提高錨墩墊座混凝土標號等措施，使得14d后錨索孔漿體的水泥結(jié)石達到M40，錨墩墊座混凝土達到C40后進行錨索張拉。張拉采用YDC240Q型液壓千斤頂配2YBZ2-80電動高壓油泵進行。張拉前，須對千斤頂、高壓油泵及壓力表測力計進行配套標定并繪制其標定曲線，以作為錨索正式張拉的控制依據(jù)。標定不合格的張拉設備和儀器不得使用，標定間隔期不超過6個月。張拉設備和儀器若遭強烈碰撞，必須重新標定后才準使用。

張拉作業(yè)采用應力應變雙控分級張拉程序。張拉過程要緩慢、連續(xù)、勻速加荷，達到設計荷載的1.1倍后，穩(wěn)壓10min～20min后鎖定。鎖定后的48h內(nèi)，若錨索應力下降到設計值以下時進行補償張拉。張拉應力分級程序為：預緊→25%σ→50%σ→75%σ→100%σ→105%σ～110%σ。σ=2000kN。

在進行張拉施工時，認真記錄測力計讀數(shù)、千斤頂?shù)淖x數(shù)以及在不同張拉力時鋼絞線伸長值。

2.7 外錨頭保護

錨具外的鋼絞束除留存15cm外，切除其余部分。外錨頭按設計要求用混凝土保護，混凝土強度等級C25F300，澆筑前應對錨具和鋼絞線除銹，外錨頭(含外露鋼絞線)保護層的厚度不小于10cm。

3 結(jié)語

河北豐寧抽水蓄能電站2000kN級超長預應力錨索施工已結(jié)束，加固的邊坡安全穩(wěn)定，2000kN級超長預應力錨索施工質(zhì)量均滿足規(guī)范及設計圖紙要求，該工程2000kN級超長預應力錨索施工技術為其它類似工程施工提供了一定的參考作用。