唐 云 鴻，王 棚，楚 龍 海，李 于 順

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213)

1 概 述

地下廠房巖錨梁作為水電站機(jī)組吊裝及維修的主要受力結(jié)構(gòu)，主要是利用巖錨梁錨桿將鋼筋混凝土梁體牢牢地錨固在巖石上，并將所承受的超重荷載與摩擦力通過(guò)錨桿傳遞到巖體上。傳統(tǒng)的巖錨梁錨桿施工工藝安全風(fēng)險(xiǎn)大、一次驗(yàn)收合格率低。為提高巖錨梁錨桿的施工工藝水平，保證巖錨梁錨桿施工的質(zhì)量，需要對(duì)傳統(tǒng)的巖錨梁錨桿施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。筆者依托白鶴灘工程闡述了具體的改進(jìn)過(guò)程。

白鶴灘水電站左岸主副廠房按“一”字型布置，從南到北依次布置副廠房、輔助安裝場(chǎng)、機(jī)組段、安裝場(chǎng)，總長(zhǎng)度為438 m，最大高度為88.7 m。左岸廠房巖錨梁主要靠受力錨桿保持平衡和穩(wěn)定，因此，在巖錨梁梁體范圍內(nèi)設(shè)置了一排受壓錨桿和兩排受拉錨桿。

白鶴灘水電站左岸地下廠房后期將在巖錨梁上安裝兩臺(tái)1 300 t/160 t橋式起重機(jī)用于吊裝單機(jī)容量為100萬(wàn)kW的發(fā)電機(jī)組(1套發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的起重量為2 600 t)，而巖錨梁的受力穩(wěn)定則主要依靠巖錨梁受力錨桿優(yōu)良的錨固質(zhì)量和精準(zhǔn)的安裝角度來(lái)分解巖錨梁所承受的超重荷載。因此，巖錨梁錨桿施工質(zhì)量的好壞，將直接影響到白鶴灘水電站地下廠房這一世紀(jì)工程的運(yùn)行安全。

2 施工中的重點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成孔率低

白鶴灘水電站地下廠房洞室群規(guī)模大，地質(zhì)條件較復(fù)雜，地應(yīng)力較高。地下洞室開挖后，在巖體中形成了臨空面，由于應(yīng)力釋放，圍巖可能存在整體變形、剪切變形和滲透變形問(wèn)題，且其左岸廠房巖錨梁所處沿線的P2β32、P2β33以第二類柱狀節(jié)理玄武巖為主，柱狀節(jié)理玄武巖開挖后易松弛，原嵌合緊密的柱體因松弛而掉塊，特別是其受緩傾角結(jié)構(gòu)面切割時(shí)易在拱頂和拱肩形成大面積的塌落[1]。因此，復(fù)雜的地質(zhì)條件極大地限制了多臂鉆造孔的一次成孔率，從而給造孔施工帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

2.2 造孔精度要求高

為達(dá)到巖錨梁錨桿均布分散荷載的受力要求，設(shè)計(jì)對(duì)巖錨梁錨桿造孔的精度要求極高，而且對(duì)錨桿的孔位、角度、外露長(zhǎng)度的精度偏差都有著嚴(yán)格的質(zhì)量要求，嚴(yán)禁實(shí)測(cè)值超過(guò)設(shè)計(jì)偏差。因此，錨桿成孔質(zhì)量的好壞將直接影響到巖錨梁錨桿的施工質(zhì)量。

2.3 錨桿注漿密實(shí)度要求高

業(yè)主要求無(wú)損檢測(cè)由施工單位、監(jiān)理單位、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)聯(lián)合檢測(cè)，且檢測(cè)比例達(dá)100%，要求左岸廠房巖錨梁錨桿的注漿密實(shí)度不小于90%方為合格。而且對(duì)每根檢測(cè)不合格的巖錨梁錨桿都要進(jìn)行補(bǔ)打補(bǔ)灌，直到全部檢測(cè)合格為止。因此，每一根受力錨桿在施工過(guò)程中都必須嚴(yán)格控制好注漿的密實(shí)度。

2.4 錨桿施工工期緊，工序交叉干擾大

由于巖錨梁錨桿的施工位于整個(gè)地下廠房施工工期的關(guān)鍵線路上，該工序能否按時(shí)完工將直接壓縮后續(xù)工序的有效作業(yè)時(shí)間。在整個(gè)巖錨梁錨桿施工期間開挖、支護(hù)、灌漿、金結(jié)、監(jiān)測(cè)、混凝土澆筑等多工種、多工序立體交叉作業(yè)，點(diǎn)多面廣，工期緊，施工組織復(fù)雜，因此，如何確保巖錨梁錨桿施工進(jìn)度按節(jié)點(diǎn)目標(biāo)完成是該工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3 巖錨梁錨桿的施工工藝

3.1 工藝流程

巖錨梁錨桿施工工藝流程見圖1。

圖1 巖錨梁錨桿施工工藝流程圖

3.2 施工方法

(1)材 料。錨桿材料：鋼筋應(yīng)具有出廠證明書，其性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土 熱軋鋼筋》GB1499.2-2007(2009修訂)，且應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行抽樣試驗(yàn)。水泥采用P.O42.5的普通硅酸鹽水泥。砂：采用優(yōu)質(zhì)中砂，細(xì)度模數(shù)宜在2.4～2.8范圍內(nèi),最大粒徑小于2.5 mm。水：拌和用水所含物質(zhì)不應(yīng)影響混凝土和易性和造成混凝土的腐蝕。水泥砂漿：巖錨梁錨桿水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M30。外加劑：按設(shè)計(jì)文件及監(jiān)理工程師的要求，在錨桿水泥砂漿中添加的速凝劑和其它外加劑其品質(zhì)不得含有對(duì)錨桿產(chǎn)生腐蝕作用的成分[2]。

(2)測(cè)量放樣。鉆孔前，由于三排錨桿與巖壁均成一定角度，且由于各種原因在巖壁開挖時(shí)造成開挖面凹凸不平，各錨桿的實(shí)際孔位必須以錨桿的設(shè)計(jì)角度和實(shí)際超挖量由測(cè)量人員使用全站儀逐點(diǎn)進(jìn)行錨桿點(diǎn)孔位放樣標(biāo)識(shí)，放樣過(guò)程中，測(cè)量員記錄好每個(gè)孔位的超欠挖情況并計(jì)算出每個(gè)孔位錨桿的外露長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，最后編制完成錨桿放點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。

(3)造 孔。為提高多臂鉆的造孔精度，確保鉆孔質(zhì)量，左右孔位偏差不大于10 cm，上下孔位偏差不大于3 cm，方向角度偏差不大于2°。施工局通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，在多臂鉆操作臂上加裝了電子羅盤儀，所加裝的電子羅盤儀會(huì)實(shí)時(shí)將操作臂的方向角、傾角動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳送到操作平臺(tái)上的液晶顯示屛，操作手在操作平臺(tái)上即能方便地根據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)整操作臂的擺臂位置和角度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)造孔。

在不良地質(zhì)段，應(yīng)在保護(hù)層開挖前預(yù)先進(jìn)行固結(jié)灌漿，以增強(qiáng)圍巖的承載力并防止塌孔、卡鉆等現(xiàn)象的發(fā)生[3]。

(4)清 孔。每孔造孔完成后，多臂鉆必須加大水量將孔內(nèi)的巖粉雜質(zhì)沖洗干凈，邊沖邊退桿；下傾錨桿孔由于向下傾斜，造孔時(shí)應(yīng)不斷突然加大水量，邊鉆邊沖，逐步將巖粉雜質(zhì)沖出孔外。沖洗后，用塑料帶封堵孔口，以免雜物掉入。此外，注漿前還須采用高壓風(fēng)將孔內(nèi)的積水和巖粉吹洗干凈[4]。

(5)注 漿。①材料稱量。主廠房巖錨梁受力錨桿采用M30普通砂漿?，F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)砂的含水率換算每盤砂漿各種材料的具體用量，現(xiàn)場(chǎng)使用電子秤分別按實(shí)際配合比稱量水、水泥、砂、減水劑、膨脹劑。②砂漿的拌制及稠度檢測(cè)。砂漿拌制時(shí)，先將稱量好的水泥、砂、膨脹劑、水、減水劑(加入水中)依次放入攪拌槽內(nèi)進(jìn)行攪拌，待其攪拌均勻后，采用稠度儀對(duì)拌制好的砂漿進(jìn)行稠度檢測(cè)。砂漿的稠度宜控制在6～8 cm，對(duì)于稠度檢測(cè)超標(biāo)的砂漿應(yīng)作廢料處理，重新拌制。③注 漿。注漿前，技術(shù)員首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和測(cè)量數(shù)據(jù)在錨桿外露端拉線，用于控制錨桿端頭的位置并使所有錨桿外露端處于一條直線上。注漿時(shí)，先將注漿管插入至孔底，然后再向外拉拔50～100 mm，注漿管在孔內(nèi)的灌漿壓力下自行退出，必須保證孔內(nèi)注漿飽滿，直至孔口溢出砂漿時(shí)方可停止注漿[5]。

(6)安插錨桿。注漿后即刻插桿，二者應(yīng)緊密配合，采用汽車吊配合人工進(jìn)行。錨桿插桿時(shí)，錨桿要緩慢、勻速的插入孔底，當(dāng)錨桿上的外露標(biāo)識(shí)推至孔口時(shí)即錨桿安插到位。錨桿插入到位后，用水泥紙臨時(shí)封堵孔口，防止砂漿外溢，待砂漿初凝后去除。錨桿安裝好后，孔口宜采用木楔將錨桿臨時(shí)固定在鉆孔中間，錨桿施工完后3 d時(shí)間內(nèi)，不得敲擊、碰撞、拉拔和懸掛重物。

(7)特殊情況的處理。a.造孔時(shí)，如遇錨桿點(diǎn)模糊不清，須對(duì)錨桿點(diǎn)進(jìn)行重新放樣；b.對(duì)于超挖較大的部位，技術(shù)員須現(xiàn)場(chǎng)旁站錨桿孔造孔，根據(jù)測(cè)量資料控制每個(gè)孔的造孔深度；c.造孔過(guò)程中，對(duì)于不符合要求的廢孔采用不干縮砂漿進(jìn)行回填灌漿；d.對(duì)于巖錨梁錨桿與系統(tǒng)錨桿點(diǎn)位發(fā)生沖突時(shí)，應(yīng)優(yōu)先保證巖錨梁錨桿滿足設(shè)計(jì)要求；e.注漿開始或中途停止注漿超過(guò)30 min時(shí)，應(yīng)用水或稀水泥漿潤(rùn)滑注漿泵管路，然后按照試驗(yàn)確定的配合比重新進(jìn)行砂漿拌制；f.插桿推進(jìn)過(guò)程中，如遇阻礙，不得倒退，可輕微旋轉(zhuǎn)錨桿使其插入，不得硬性敲擊錨桿。

(8)質(zhì)量檢驗(yàn)。本工程錨桿質(zhì)量檢測(cè)采用無(wú)損檢測(cè)法，所用儀器型號(hào)為JL-MG(C)2011錨桿無(wú)損檢測(cè)儀，其需經(jīng)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門授權(quán)檢定機(jī)構(gòu)檢定合格后投入使用。主要是利用聲波的反射原理檢測(cè)錨桿的長(zhǎng)度和砂漿的密實(shí)度，從而判定錨桿施工的質(zhì)量是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。該方法簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確，且對(duì)已施工完成的錨桿不會(huì)造成損害。

該工程巖錨梁錨桿的無(wú)損檢測(cè)比例為100%，其中錨桿砂漿的密實(shí)度不低于90%為合格。對(duì)于檢測(cè)到的不合格錨桿監(jiān)理工程師指示作廢孔處理，并按監(jiān)理工程師指示補(bǔ)打代替錨桿孔。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該工程原有錨桿施工工藝中的各關(guān)鍵工序進(jìn)行深入的改進(jìn)和提高，施工局固化形成了一整套應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下超長(zhǎng)巖錨梁錨桿施工的關(guān)鍵技術(shù)，使白鶴灘水電站左岸廠房巖錨梁受力錨桿一次驗(yàn)收合格率達(dá)到了98%，保證了巖錨梁的結(jié)構(gòu)安全，降低了質(zhì)量缺陷處理成本，加快了工程進(jìn)度，得到監(jiān)理、業(yè)主的一致好評(píng)。白鶴灘水電站巖錨梁施工關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用成熟，質(zhì)量有保障，安全可靠度高，所取得的經(jīng)驗(yàn)可為其它類似工程施工提供良好的借鑒與參考，極具推廣價(jià)值。