某工程巖錨梁施工工法

巖錨梁施工工法一、前言巖錨梁(見圖1)是巖壁吊車梁的簡(jiǎn)稱，利用一定深度的注漿長(zhǎng)錨桿將鋼筋混凝土梁體牢牢地錨固在巖石上，它承受的荷載通過長(zhǎng)錨桿和巖石壁面摩擦力傳到巖體上。它與普通的現(xiàn)澆梁相比，不設(shè)立柱，充分利用圍巖的承載能力。巖錨梁是從挪威引進(jìn)的高新技術(shù)成果，它是一項(xiàng)集光面(預(yù)裂)爆破、錨固技術(shù)，混凝土技術(shù)，應(yīng)力、應(yīng)變和位移量測(cè)技術(shù)于一體的綜合性施工技術(shù)，技術(shù)要求高，施工難度大。圖1巖錨梁結(jié)構(gòu)巖錨梁主要應(yīng)用于大型水利樞紐工程地下廠房中機(jī)電設(shè)備的安裝、維修等。它與巖臺(tái)梁及其他結(jié)構(gòu)梁相比，能縮窄地下廠房的跨度，減少工程量，降低工程造價(jià)，增加洞室的穩(wěn)定。開挖到相應(yīng)部位即可施工巖錨梁，無需等整個(gè)洞室全部開挖完成后再施作，巖錨梁的提前施工又為下一步的施工創(chuàng)造了十分有利的條件，可使整個(gè)主廠房的工期縮短8個(gè)月左右，經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。在我國(guó)，巖錨梁的應(yīng)用正處于起步和推廣階段，其施工技術(shù)正逐步完善。已建成投入運(yùn)行的有云南魯布革電站、貴州東風(fēng)電站和太平驛電站、廣東抽水蓄能電站。江埡電站于1997年12月建成并投入機(jī)電安裝，現(xiàn)已投入運(yùn)營(yíng)。正在建設(shè)的黃河小浪底水利樞紐等水利工程也將采用這種新型結(jié)構(gòu)。中鐵第十六工程局承擔(dān)的湖南省江埡電站地下廠房和尾調(diào)室均設(shè)有巖錨梁。施工過程中對(duì)其施工工藝進(jìn)行研究、總結(jié)，形成本工法。二、工法特點(diǎn)1．施工工藝完善、簡(jiǎn)便，可操作性強(qiáng)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2．施工速度快，工效高，確保工期。3．施工質(zhì)量容易得到保證，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。三、適用范圍本工法適用于地下廠房巖錨梁施工，也適用于類似結(jié)構(gòu)的工程項(xiàng)目。四、施工要點(diǎn)巖錨梁施工技術(shù)是水電施工的尖端技術(shù)之一。巖臺(tái)開挖、長(zhǎng)錨桿施工、梁體混凝土施工是巖錨梁施工的三大技術(shù)難題，特別對(duì)巖臺(tái)開挖、長(zhǎng)錨桿施工質(zhì)量要求極嚴(yán)。地下廠房的開挖深度一般在50m左右，分層開挖，第1層(拱部)施工完成以后，即可進(jìn)行第Ⅱ?qū)娱_挖及巖錨梁的施工，然后再進(jìn)行第Ⅲ層以下的開挖。因此I、Ⅱ、Ⅲ層分層高度要合理，主要考慮以下因素：滿足巖臺(tái)開挖前預(yù)留保護(hù)層的厚度；滿足巖錨梁錨桿施工所需的空間；梁體混凝土施工要方便；第Ⅲ層開挖爆破振動(dòng)對(duì)已施工完成的巖錨梁影響要小。1．巖臺(tái)開挖巖臺(tái)開挖是巖錨梁施工最關(guān)鍵的技術(shù)。要預(yù)留2.5～3.0m的保護(hù)層，然后再進(jìn)行巖臺(tái)開挖。巖臺(tái)用7655型鑿巖機(jī)人工開挖，分四步進(jìn)行(見圖2)，造孔方向、爆破參數(shù)和開挖方法要根據(jù)不同的地質(zhì)情況經(jīng)試驗(yàn)、模擬后確定。第Ⅲ層邊墻在梁體施工前預(yù)裂，目的是減少第Ⅲ層開挖爆破對(duì)巖錨梁產(chǎn)生不利影響。漸圖燙2孕訊巖臺(tái)開挖嶄圖沉3俱絞錨桿角度控制來突2蟲．錨桿施工院(1它)穗用灌H?！Z17果8蚊型三臂鉆孔臺(tái)庫(kù)車造孔，錨桿腔角度用角度架傳控前制翁(動(dòng)如們圖堵3惑所算示疲)及。挽葡答錨桿位置用油模漆按設(shè)計(jì)要求莊標(biāo)出。必須核倚實(shí)錨桿角度，耗符合要求后，限方可開鉆。鉆灘桿長(zhǎng)度根據(jù)孔撓深確定，并用微連接套連接。磁鉆孔完成后用責(zé)高壓水將孔內(nèi)榆巖粉沖洗干凈馬，下傾角錨孔贈(zèng)內(nèi)積水和巖粉煉在注漿前用高朱壓風(fēng)吹干凈。窄(2伸)猛注漿方式?jīng)Q定般著錨桿錨固質(zhì)湯量。注漿方式杠原則上分為雙危管注漿和單管敗注漿兩大類。蜘雙管注漿是先障安裝錨桿和排讀氣管，然后注咳漿，注漿后將另排氣管抽出，燥錨孔直徑應(yīng)大仁于錨桿直盒徑快25m真m盤以上，便于安昏裝排氣管和注憶漿管；單管注慌漿是先注漿后汪插錨桿，錨孔鋪直徑大于錨桿慎直器徑于15m傍m畫以上。插粉贊注漿施工前要海作注漿密實(shí)性愚模擬試驗(yàn)。試帆驗(yàn)選取內(nèi)徑與織錨孔相近，長(zhǎng)儀度與錨孔一樣脆的塑料管，將差管一端密封，匙按預(yù)定方向固租定，分別采用蓄兩種方式注漿行和安裝錨桿，炮養(yǎng)生一周后，伯將管剖開，檢五查桿體位置及康注漿密實(shí)程度爺。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)途果確定相應(yīng)的交注漿方式。一險(xiǎn)般情況，受拉沒錨桿直徑粗，烤桿體長(zhǎng)，重量刷大，采用雙管伸注漿；輔助錨支桿和受壓錨桿垮采用單管注漿承。櫻(3腦)色采用棉紗或牛支皮紙注漿塞，龍操作方便，密況封性好，經(jīng)濟(jì)廈節(jié)約。削(4蓮)臟經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)確魂定的配合蛇比樂(斬重量飾比椅)部為屑：揪425股#遣水泥：細(xì)砂：巾水莖=止1商：太1.亡0撥：未(0.4旅0頭～煌0.42雜)復(fù)。細(xì)砂用細(xì)度鵲模數(shù)小疊于型2.宿0北的天然砂，使碌用前要過篩，頂不宜使用機(jī)制梯砂。睬(5屠)輛錨桿施工工藝?yán)肆魇懦剃P(guān)(講見援圖拿4漁)恒。分圖近4柿野錨桿施工工藝土流程詞師3憂．梁體施工盲(1狹)彎梁體鋼筋混凝潤(rùn)土施工。巖錨永梁構(gòu)造特殊，法體積大，模板冊(cè)和支撐的設(shè)計(jì)旗必須進(jìn)行計(jì)算懲，并考慮適度騾的安全系數(shù)。之據(jù)抖在底模和下部終支撐完工后經(jīng)嶼復(fù)測(cè)符合要求謝后進(jìn)行鋼筋綁熟扎。鋼筋籠綁券扎后要與錨桿含焊接牢固，確輩保鋼筋籠在混轎凝土入模時(shí)不示移位、不變形映。混凝土采用兇分段平倉(cāng)、連面續(xù)灌注。垂(2品)勁預(yù)防裂縫。我阿國(guó)已經(jīng)完工的衣巖錨梁，絕大健多數(shù)的梁體均湯出現(xiàn)不同程度凳的垂直于梁長(zhǎng)姓方面的橫向裂師縫。巖錨梁作述為一種懸臂結(jié)今構(gòu)梁，梁體的非橫向裂縫對(duì)梁降體的使用并無框多大影響，但恥對(duì)梁體的耐久豎性是有影響圓的由(困主要是鋼筋銹監(jiān)蝕獨(dú))因，需修補(bǔ)處理層。我們?cè)趲r錨拉梁施工的初期粉也出現(xiàn)過類似耀情況。巖錨梁諒裂縫是梁體混民凝土熱量散失漏引起的冷縮變郊形和內(nèi)外約束患條件共同作用麗的結(jié)果，這種私裂縫的特征是擊有序分段開裂談，洋呈窄“坑八烤”啊字形，遠(yuǎn)離巖涉臺(tái)面一側(cè)較寬準(zhǔn)；洞室開挖后范地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生累不均勻變形也視是產(chǎn)生梁體裂氏縫的一個(gè)十分史重要的原因；辣爆破震動(dòng)對(duì)梁業(yè)體裂縫的形成唐也是不可忽視喝的因素。揚(yáng)關(guān)瀉巖錨梁梁體混瓜凝土屬大體積炕的范疇，應(yīng)看四作超長(zhǎng)大體積佛且受到外界約糊束條件較強(qiáng)的雀結(jié)構(gòu)物。裂縫炊的控制從設(shè)計(jì)妙和施工兩個(gè)方帶面著手，綜合熟治理。光1冤)鐮合理選擇混凝井土配合比。在殘滿足設(shè)計(jì)要求僑的前提下，粗咱骨料選用二級(jí)合配或三級(jí)配，獨(dú)摻入減水劑，亂控制水泥用量侍，降低水化過講程中產(chǎn)生的熱縫量?？刂拼止切Я稀⒓?xì)骨料的生含泥量不超墨過許1借％泰和國(guó)3為％。哀2襯)左改善內(nèi)外約束滴條件。改善約銀束條件的有效棵途徑是：合理跑配筋，加大對(duì)軍混凝土的內(nèi)在因約束力，改變竭內(nèi)外約束的力伸量對(duì)比，控制引混凝土拉應(yīng)力猜裂縫產(chǎn)生。梁飾體混凝土不出到現(xiàn)拉應(yīng)力開裂遼的最大允許長(zhǎng)艷度可用下心式湖(愈傅溫主編《混際凝土工程新技囑術(shù)》，中國(guó)建膀筑工業(yè)出版社霉，播199喪8攏年版秤，博15羽6敬頁(yè)踐)皺計(jì)算：墻灘拔式濤中冷形E詞—擋—否混凝土彈性模箱量尾，搜C2轟3刷級(jí)混凝土怪：廚E=2.9×綁104MP隸a壁；輕拖H趙—狠—錘基礎(chǔ)混凝土厚川度，巖錨梁不爹等同于基礎(chǔ)，洽它在豎直方向篩和水平方向跟恥巖面接觸，受為到約束力偏大屢，計(jì)算恒中逝"寶應(yīng)扣除水平方系向與巖面接觸旁的高度；內(nèi)C店X百—庭—戴約束系數(shù)，魂取適CX=1開50×10冊(cè)姓–射2土N勒／帆mm龜3條；傻塘裹α—易—震鋼筋混凝土線陪膨脹系數(shù)，麗取活α粥=10×呼10翠豐–登匪6m堅(jiān)／期m仰；資墳T宿—分—的約束體與被約篩束體溫差；其財(cái)倡ε謀P媽—旋—償鋼筋混凝土極餐限拉伸，已考材慮配筋，鄭取補(bǔ)ε較P=1.纖2×10腎哀–界4穗浴。委3獲)哥盡量降低入倉(cāng)而混凝土的溫度熊?；炷羶?nèi)部判溫度是水泥水轉(zhuǎn)化熱的絕熱溫隨度、灌注溫度懸和混凝土散熱句溫度三者的疊顫加。灌注溫度絡(luò)降低后，就能扇適當(dāng)降低混凝吐土內(nèi)部溫度。禍盡量避開氣溫肢較高的日子，臨必要時(shí)采取灑謙水降溫等措施暫。訪4效)糖改善養(yǎng)護(hù)條件趙。保持表面不滋干燥即可，不殲宜過量灑水，吧以至混凝土表偉面降溫過快，辱加大內(nèi)外部溫須差。驢5陡)蘇控制爆破振動(dòng)烈對(duì)梁體混凝土槳的影響程度。粗梁體內(nèi)部存在惜拉應(yīng)力時(shí)，爆員破振動(dòng)導(dǎo)致梁負(fù)體出現(xiàn)裂縫的透可能性大大增啊加。下層邊墻散在梁體施工前勒進(jìn)行預(yù)裂爆破籌，可以降低地羞震波的傳播范唇圍。因?yàn)楸拼佼a(chǎn)生的沖擊違波輝9攝5直％以上在預(yù)裂杏分界面返回開妥挖區(qū)。采用微朵差控爆技術(shù)，迫使相鄰炮眼起躺爆時(shí)差不小償于圾50m那s存，控制一次起潤(rùn)爆藥量。棚6抬)凝合理設(shè)置臨時(shí)佩變形縫。在施趟工條件和工期稿允許的情況下什，設(shè)臨時(shí)性變唇形概縫宋(壘即后澆許帶燭)密是控制裂縫的撞有效方法，能跑使施工期間較涂高溫差產(chǎn)生的牛收縮應(yīng)力得到轉(zhuǎn)有效的釋放。坦需要說明的是僻后澆段一般在素先澆段完成后者不小臟于戀40狡d僻施工，時(shí)間過畫短將失去作用物，因此在搶工木期的前提下意向義不大。涼撫牧另外，控制地告應(yīng)力引起的梁凡體裂縫較為困旦難，通常借助洋量測(cè)技術(shù)進(jìn)行督觀測(cè)、分析判屈斷，確認(rèn)穩(wěn)定蠻后再作處理，會(huì)或者采用深層裳巖體預(yù)應(yīng)力錨悠固技術(shù)限制巖嫩體的變形。真富掘五、機(jī)具設(shè)翠備甩(技見蠻表初1)份表照1謎忠機(jī)具設(shè)備植鷹酒六、勞動(dòng)組體織素(土見層表葡2)鑒表姑2蚊井勞動(dòng)組織占憑痛七、質(zhì)量控制妥事1放．巖臺(tái)開挖光夢(mèng)面爆破和預(yù)裂倡爆破的炮痕率駕，整體性好的僑巖喚體窯9蝕5測(cè)％以上，其他鹽巖體不低粉于讀9災(zāi)0后％。巖臺(tái)上邊固墻和巖臺(tái)臺(tái)面呼超挖不得大撒于剖5c見m冷，不得欠挖，康巖臺(tái)下邊墻不而得超挖，欠挖液不得大橫于涂10c賺m陳。爆破后原有產(chǎn)裂隙不得有明載顯擴(kuò)展，不增扮加新的裂隙。退虛2姓．錨桿施工允訂許誤差：孔掠位盆±5c獵m仿，深挨度低±5c助m容，錨桿偏慌角些≯透3凝o港，抗撥力達(dá)到雹設(shè)計(jì)強(qiáng)度姨的善9脈5飄％以上，注漿草密實(shí)度達(dá)到設(shè)齊計(jì)注漿長(zhǎng)度么的射9造5匪％以上。烏茂聲八、安全措施屯豎1夕．進(jìn)入施工現(xiàn)飼場(chǎng)的人員，必盜須戴安全帽。喬雨2籠．洞內(nèi)爆破時(shí)衣，所有人員必轉(zhuǎn)須撤離安全地抵帶。元糟3斯．洞內(nèi)施工機(jī)堆械、車輛較多讀，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)子度指揮，注意焦安全。穴斑4死．非專業(yè)人員繭不得操作施工蝴機(jī)械和洞內(nèi)的逐其他設(shè)備。灶炊5惕．注漿壓力表慘或安全閥如發(fā)蝶生損壞或失靈漂，立即更換，匯注漿管前嚴(yán)禁慨站人。百俊保九、效益分析玉武1餃．施工方法針拐對(duì)性強(qiáng)，技術(shù)吐可靠，施工質(zhì)糊量容易得到保持證?；沃?留．降低勞動(dòng)強(qiáng)叛度，工效高。銀但巖錨梁施工浴仍然是一項(xiàng)費(fèi)侄工費(fèi)時(shí)費(fèi)用較王高的項(xiàng)目，加矩上現(xiàn)在還沒有境配套定額對(duì)比山分析，其經(jīng)濟(jì)豆效益很難估算誤和比較。里洪3餃．巖錨梁施工抽是地下廠房土睡建工程核心部慢位最重要、最摩關(guān)鍵的技術(shù)。參巖錨梁施工效忽益體現(xiàn)在社會(huì)腫效益方面。誰膜掌握了該項(xiàng)新逢技術(shù)就意味著嫁誰有資格參與臟該工程項(xiàng)目的黨競(jìng)爭(zhēng)。睜謙銳十、工程實(shí)例雹隔過湖南省江埡水怎電站地下廠房邀和尾調(diào)室均設(shè)套有巖錨梁。主灰廠房巖錨梁高診2.33m真，寬槳2.05m鍬，朽單側(cè)梁長(zhǎng)備83.0m饒，設(shè)計(jì)荷載以為毯5000k洋N慎；尾調(diào)室?guī)r錨掃梁高浩1.50m蜂，寬午1.45m匆，單側(cè)梁長(zhǎng)株56.0m榜，設(shè)計(jì)荷載稱為鼻2000k外N總。二者斷面形礎(chǔ)狀、配筋情況服、錨桿布置相旅似，采用相同歸的施工方法。紋茂1滲．巖臺(tái)開挖。春主廠房和尾調(diào)爆室?guī)r錨梁巖臺(tái)秤部位的巖體不導(dǎo)同程度存在斷孝層、層間錯(cuò)動(dòng)予擠壓破碎帶等膜不良地質(zhì)情況范，增加了巖臺(tái)銳成型的難度。省為確保巖臺(tái)開武挖一次成優(yōu)，懸針對(duì)不同的地智質(zhì)情況，選取閃不同的爆破參山數(shù)進(jìn)行優(yōu)化試擾驗(yàn)比較，然后餡確定合理的爆姨破參數(shù)和開挖番方法。杯篇杠經(jīng)試驗(yàn)優(yōu)化后億確定的參數(shù)見禍表售3橡。認(rèn)表兆3嗚胡試驗(yàn)比較優(yōu)化陜后確定的爆破癥參數(shù)總注：導(dǎo)爆索的菌炸藥量已換算享到線裝藥量中冬。柏久啊通過巖石模擬獅開挖對(duì)比試驗(yàn)恰，確定巖臺(tái)上冬、下邊墻采用梢豎向孔，巖臺(tái)竿臺(tái)面采用水平販孔。巖臺(tái)開挖底炮痕率釀在豆9浴8張％以上，超欠對(duì)挖滿足規(guī)定值悄，巖臺(tái)成型規(guī)舊則，大面平順智，棱角分明，別開挖質(zhì)量?jī)?yōu)良距。叮旺2介．錨桿施工。繡巖錨梁錨桿參季數(shù)見絮表睛4灌。壤昆蕩受拉錨桿采用罷雙管注漿，輔災(zāi)助錨桿和受壓楊錨桿采用單管聞注漿，砂漿密便實(shí)度豬在皆9嗽6喉％以上，抗拔扛力均超過設(shè)計(jì)丈要求，錨桿施績(jī)工質(zhì)量?jī)?yōu)良?？?jī)表裹4角漏巖錨梁錨桿參爪數(shù)系已3啊．梁體施工。顏由于設(shè)計(jì)、施犬工上的認(rèn)識(shí)不拴足，未采用綜頓合防治措施的跌地段，出現(xiàn)了桿混凝土拉應(yīng)力意裂縫，裂縫多墳數(shù)在混凝土澆綿注秩后鬧8持～法14溉d爛出現(xiàn)，杏每貪6段～誘8膠m肉就出現(xiàn)一條。艙柳權(quán)尾調(diào)室和主廠鮮房巖錨梁混凝較土施工配合比邊、灌注方式相淺同，施工季節(jié)細(xì)也大體相同。賭表跳5旅為梁體混凝土與內(nèi)部實(shí)際溫度沾計(jì)算和溫差比縱較。只表仙5痰演巖錨梁混凝土著內(nèi)部溫度與溫衫差比較搭宋殺主廠房巖錨梁儉不出現(xiàn)裂縫最爆大允許長(zhǎng)度由巾巖錨梁梁高喚為稼2.33鼠m蒼，巖錨梁混凝膨土與巖臺(tái)水平州方向的接觸長(zhǎng)龜度透為既0.75最m譽(yù)，故普取奔H=2.足33堪歪–村0.75褲=1.58堵m滑。莊旨摟計(jì)算可得：且凈侵由計(jì)算可知，顆主廠房梁體混咬凝土澆筑段在絲當(dāng)時(shí)施工條件骨大焰于腹7.95巷m啊就出現(xiàn)開裂。搞如果每段木取至7.5牛m評(píng)施工，可以避族免出現(xiàn)混凝土康拉應(yīng)力裂縫，核但工期要延長(zhǎng)吹。江埡電站地嘉下主廠房的巖牧錨梁配筋如溝圖詢5弊。其縱向鋼筋分為瑞Φ瞇1標(biāo)6性光面鋼，對(duì)混嬌凝土的約束力普為摩擦力，同掉混凝土接觸面內(nèi)積假為筒2.16m龍2舟／石m鐮，鋼筋單根梯長(zhǎng)嫩82.9娘m決，兩端慨設(shè)占180鑰o腐彎鉤，中間采鳳用搭接焊?；焱僚c巖臺(tái)壁撓接觸面理論面垮積池為彎2.654m舍2喝／技m挽，考慮其凹凸生情況，實(shí)際面賀積不小尼于閉3m摟2泰／腦m趙，而巖臺(tái)壁與遮混凝土之間的急約束力以咬合右力為主，出現(xiàn)仗混凝土開裂是逮必然的。躬盤牲施工中為克服劣巖錨梁混凝土銅開裂，在配筋什方面增加內(nèi)部蜓約束，即梁體橋遠(yuǎn)離巖臺(tái)一側(cè)盈增米加爽Φ桃2巴5萌螺紋鋼代替外沉側(cè)唱Φ編1芬6襯光面鋼，見素圖沈5腰，原來光面鋼釀采用搭接焊，蠢改為兩端增艷加毫18