豎向錨索施工

穿索工藝試驗報告由于主廠房頂拱預(yù)應(yīng)力錨索屬于上仰錨索,因此必須確保穿索的科學(xué)性、安全性、規(guī)范性、可靠性。我部設(shè)計并付諸實踐取得成功的穿索工藝如下：1、由于上仰錨索在穿索過程中，需要上頂?shù)耐饬τ绣^索自重和穿進過程中的孔壁摩擦力，因此必須選用機械設(shè)備進行送進。為了確保安全，本次工藝試驗采用1.5噸卷揚機做為吊運設(shè)備，同時要求卷揚機必須做好反力固定設(shè)施（結(jié)合鋼管腳手架的便利性，利用鋼管將卷揚機扣腳手架平臺上作為整體受力。）2、考慮到錨索在穿進過程中外留段的擺動影響，在孔口外設(shè)置一段限位裝置。本方案根據(jù)就地取材的經(jīng)濟性，采用4.5m長Q150鋼套管作為限位裝置，同時應(yīng)將鋼套管割出一條寬約5cm的開槽，以利于錨索的吊運。為了確保鋼套管的牢固性，在鋼套管上按間距1.5m焊接^45鋼管，同時自孔口下50cm開始按照鉆孔的傾角搭設(shè)鋼套管滑道。要求鋼套管滑道與腳手架平臺聯(lián)結(jié)成整體，而且將鋼套管上焊接的鋼管固定在滑道上。3、 在孔口上的錨桿（固定錨墩用）彎鉤上固定兩個滑輪，并交鋼絲穿過其中一個滑輪，同時在鋼絲繩端部利用鋼絲繩扣扣緊吊運彎鉤（采用00鋼筋彎制）；在另一個滑輪上固定鋼絲繩和彎鉤（臨時固定彎鉤），鋼絲繩長50cm。4、 人工運送錨索至安裝工地。然后按1.0m的間距布置起運吊鎖扣（每個鎖扣鎖緊3?5根鋼鉸線，每個斷面設(shè)置2個鎖扣），并在錨索底部設(shè)置全斷面的鎖扣，鎖扣數(shù)量不得少于3個，底部鎖扣距離錨索端部約1.0m。5、將起吊彎鉤下拉至鋼套管下部并鉤牢第一個起吊鎖扣，操作卷揚機緩慢吊運錨索（為了保證安全，卷揚機操作人員應(yīng)在孔口下的操作平臺上，同時在卷揚機旁設(shè)專人看守），吊運過程中應(yīng)逐步吊運，即吊運約15cm停一次，以保證錨索吊運的順暢性。6、當(dāng)錨索的起吊鎖扣吊至臨時固定彎鉤處時，即停止卷揚機，將臨時固定彎鉤穿進閑置鎖扣，在檢查并確保該系統(tǒng)牢固可靠后，松開卷揚機吊運彎鉤，然后下拉至緊鄰的下一個起吊鎖扣，并穿牢鎖扣。開動卷揚機，吊運約15cm即停止，松開臨時固定彎鉤，然后再緩慢起吊錨索，如此循環(huán)，直至起吊完畢。7、 錨索吊運完畢后，應(yīng)將臨時固定彎鉤穿牢鎖扣，然后卸掉鋼套管，并用預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼絲繩穿過端部鎖扣鎖定在固定錨桿上，要求應(yīng)同時利用3根鋼絲繩進行固定。8、 重點要求：⑴穿索過程中，孔口下的操作平臺上的人工不得少于4個，鋼套管掛鉤應(yīng)安排2人，鋼套管底部應(yīng)安排2人保證錨索順暢地進入鋼套管，卷揚機跟前應(yīng)安排1人看守，同時所有的穿索過程應(yīng)有1人專門指揮；⑵鋼套管的開口必須打磨得光滑圓順，以防磨割起吊鋼絲繩；⑶錨索吊運過程中，每開關(guān)一個卷揚機起吊距離不得超過15cm，以防錨索在孔內(nèi)彎曲而釀成事故；⑷每次換鉤時必須確保另一個彎鉤牢固可靠且聯(lián)結(jié)安全后才可取出松開彎鉤。摘要:某水電站二期工程主體工程由進水口、引水隧洞、壓力鋼管、地下廠房、尾水系統(tǒng)等地下洞室群組成，圍巖為二疊系中統(tǒng)忙懷組第二段第三層流紋巖(T2m2-3);III、W級結(jié)構(gòu)面較發(fā)育。工程設(shè)置了預(yù)應(yīng)力錨索作為地下洞室群的永久支護措施,尤其是頂拱吊頂錨索,垂直向上孔深達40m,張拉噸位達1000KN，施工難度較大，是國內(nèi)施工難度最大的之一,國際上也是罕見的。施工中合理地運用有效的技術(shù)措施，成功確保了預(yù)應(yīng)力錨索施工進度和質(zhì)量。本文闡述地下洞室群預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)措施內(nèi)容及成果，為今后類似地工程施工提供借鑒。關(guān)鍵詞:地下洞室群;預(yù)應(yīng)力錨索;地下廠房頂拱;吊頂錨索1介紹預(yù)應(yīng)力錨索支護是巖體錨固在穩(wěn)固的巖體上，通過施加預(yù)應(yīng)力，使錨固范圍內(nèi)的軟弱巖體擠壓緊密，提高巖層間的正壓力和摩阻力，阻止開裂松散巖體位移，從而達到加固邊坡的目的。通過施加預(yù)應(yīng)力錨索，把錨固于潛在滑移面下穩(wěn)定的中微風(fēng)化變粒巖中，保持現(xiàn)有坡面狀態(tài)而深入坡體內(nèi)部進行大范圍加固。通過錨索孔的高壓注漿，漿液能充填坡體內(nèi)裂隙和空隙，提高坡體內(nèi)破碎巖體的強度，由于水泥漿的凝固作用使破碎的巖體連成整體，增強坡體的整體穩(wěn)定性。而某工程工程地質(zhì)條件基巖主要為二疊系中統(tǒng)忙懷組第二段第三層流紋巖(T2m2-3);III、W級結(jié)構(gòu)面較發(fā)育,對廠房影響較大的斷層有F401、F402、F403、F405、F318-5等斷層，其走向與廠房軸線方向大角度相交。廠房區(qū)小斷層和擠壓面等W級結(jié)構(gòu)面、節(jié)理發(fā)育。F402、F403、F405在廠房頂拱上部交匯F403與F402、F403與F405和陡傾角次級結(jié)構(gòu)面(N10。?35°WSWZ80。?88°)的組合構(gòu)成對圍巖穩(wěn)定不利。對尾水調(diào)壓井有影響的III級結(jié)構(gòu)面有F403、F408、F409斷層等，從調(diào)壓井上部的東側(cè)邊墻或頂拱部位斜穿西側(cè)邊墻。錨索支護布置本工程設(shè)置1000kN和1800KN兩種級別的預(yù)應(yīng)力錨索共350根,主要布置于廠房及主變室和尾水調(diào)壓井等部位,錨索孔間排距4.5mX4.5m。錨索采用粘結(jié)和無粘結(jié)工藝施工，共布置258根見表-1。工程特點、難點工程特點預(yù)應(yīng)力錨索工程量大、層次多、施工項目繁多,尤其是廠房及主變室等部位;預(yù)應(yīng)力錨索工序繁多、工藝復(fù)雜、技術(shù)要求精、質(zhì)量要求高;預(yù)應(yīng)力錨索施工場面狹窄、施工臨時通道多,涉及面廣,交叉干擾多;預(yù)應(yīng)力錨索單元工期長,工期緊,是本工程的控制性進度節(jié)點;2.2工程難點地下廠房頂拱中心吊頂錨索（以下簡稱吊頂錨索）,為垂直向上施工,孔深達40.0m,在國內(nèi)、外是罕見的和前所未有的,是本工程的難點。2.3施工對策針對本工程錨索施工的特點和難點,經(jīng)過認(rèn)真分析研究,有針對性的制定了相應(yīng)的措施。合理配置施工資源,提前做好人員、設(shè)備、材料準(zhǔn)備;優(yōu)化施工方案,設(shè)計合理施工程序,作到預(yù)見預(yù)知,保證施工質(zhì)量和工期。合理安排各工序施工,采用“立面多層次錯開,平面多工序銜接”的平行交叉作業(yè),自上而下分層開挖常規(guī)支護及錨索與開挖平行錯位、交叉作業(yè)。預(yù)應(yīng)力錨索施工3.1工藝流程粘結(jié)和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程見圖1、圖2。3.2施工方法3.2.1孔道鉆孔:頂拱錨索及1000KN級預(yù)應(yīng)力錨索采用QZJ-100B型鉆機鉆孔,1800KN級預(yù)應(yīng)力錨索采用YG-60型鉆機鉆孔。用VHP750E型移動式電動空壓機供風(fēng),風(fēng)量約為20m3/min?？椎婪艠?地下廠房預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合地下廠房洞室開挖分層施工。根據(jù)設(shè)計圖紙用全站儀對各高程的錨索孔位進行精確放樣,并作好標(biāo)記。施工平臺:平整施工部位的臨時通道,按各不同高程錨索孔位鉆孔要求搭設(shè)施工平臺,施工平臺為3.0?5.0m寬承重腳手架。鉆機定位:孔位及鉆孔方位用儀器測定、控制,機位調(diào)整好后,將鉆機用專門支架固定牢固。鉆孔開孔孔位偏差不大于10cm,開鉆前復(fù)測鉆機定位參數(shù)。孔斜控制:鉆孔過程中,在鉆桿薄弱環(huán)節(jié)安裝鉆桿扶正器,加強鉆具的導(dǎo)向作用。采用CQ-1B型單點測斜儀進行孔道測控，保證孔斜誤差不大于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?？椎莉炇?造孔時認(rèn)真記錄每一回次鉆孔的進尺、回風(fēng)、返碴情況等數(shù)據(jù),及時填寫記錄表等資料和判定地質(zhì)情況,孔道鉆終驗收后,保護好孔口以備穿索。對于對穿錨索孔道,由于要求從廠房頂拱和第一層排水平洞對穿,因而對鉆孔角度的要求精度很高索體制作、運輸及穿索安裝:錨索索體制作及孔口鋼墊座套管、對中隔離支架、墊座鋼筋等均在專門設(shè)置的加工場制作,人工杠抬運輸,人工配合手動葫蘆安裝。3.2.2.1鋼絞線:錨索由光面（有粘結(jié)錨索）及無粘結(jié)鋼絞線集束組成。張拉力為1000KN和1800KN的索體，分別采用7根和12根鋼絞線集束。采用符合國標(biāo)GB/T5224-95規(guī)定的高強低松弛鋼絞線,其級別為極限抗拉強度為1860Mpa,公稱直徑為15.24mm,公稱面積為140mm2。索體編制:采用砂輪切割機依設(shè)計圖紙索體長度切割下料,無粘結(jié)鋼絞線下料后,將其內(nèi)錨段長度去皮、洗油;隨后在錨索制作臺架上,進行索體綁扎制作,分根編號記錄,安設(shè)隔離架、對中隔離支架和架線環(huán)等附件,設(shè)置止?jié){環(huán),標(biāo)識進出漿管、排氣管等,最后用無鉛鐵絲進行綁扎成索;驗收后按錨索孔道對應(yīng)編號,分別存放并加以標(biāo)識覆蓋。運輸安裝:預(yù)應(yīng)力錨索采用人工杠抬搬運,將索體導(dǎo)向帽對準(zhǔn)孔道,人工配合手動葫蘆將索體緩慢徐徐送入對應(yīng)的孔道內(nèi)安裝,錨索外露部分作臨時包裹保護。錨索灌漿:分為固壁灌漿和錨索灌漿兩個部分。固壁灌漿:地質(zhì)條件復(fù)雜節(jié)理裂隙發(fā)育,滲水量較大及巖石破碎等情況,則進行孔道固壁灌漿、待凝掃孔處理。采用2SNS型灌漿泵進行圍巖固壁灌漿，采用ZT-400型制漿機及YJ-200雙層漿液攪拌機制漿。灌漿結(jié)束后,待凝1-2天即可進行孔道掃孔。用鉆機進行孔道掃孔，采用高壓風(fēng)、水沖洗孔道，確?？椎纼?nèi)清潔干凈;經(jīng)檢查驗收合格后,臨時做好孔口封閉保護。錨索灌漿:是指錨索穿索安設(shè)完畢后進行的錨索灌漿;對粘結(jié)常規(guī)錨索分兩次灌漿,即內(nèi)錨段灌漿和張拉完畢后自由段灌漿。而無粘結(jié)錨索則一次全孔道灌漿。錨索灌漿之前，檢查進、回漿管道,了解管道通暢情況和阻漿系統(tǒng)的密封性;對不通的管道進行處理。無粘結(jié)錨索:采用PO.42.5級普硅水泥,按設(shè)計的水灰比配制漿液,摻入指定數(shù)量的外加劑,用孔道固壁灌漿相同灌漿機具進行灌漿。在設(shè)計的灌漿壓力下,一次性從進漿管自下而上連續(xù)灌注漿液,排氣兼回漿管返漿,達到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后即結(jié)束。粘結(jié)錨索:第一次灌漿為錨索內(nèi)錨段灌漿，方法同無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索，灌漿前通水檢查時注意止?jié){環(huán)完好,確保其不漏漿,灌后待凝時間達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),即進行錨索張拉,張拉結(jié)束后,即通過二次灌漿管灌注漿液,對其自由段進行灌漿封閉處理。在設(shè)計的灌漿壓力下,直至孔口返漿濃度與進漿濃度相同,封堵孔口屏漿。3.2.4錨墩澆筑結(jié)構(gòu)形式:頂拱錨墩墊座采用預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)墊板,埋設(shè)預(yù)縮砂漿;側(cè)墻墊墩座為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),采用二級配混凝土;混凝土標(biāo)號不小于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。采用PO.42.5級普硅水泥拌制混凝土,并摻入一定數(shù)量的高效減水劑。錨墩施工:將巖面沖洗干凈,安裝孔口墊板套管及網(wǎng)片鋼筋等。錨墊板安裝時保證與孔道軸線垂直,套管與孔道軸線對中,將套管與孔道間的孔隙加以密封。待驗收后即澆筑墊座混凝土。按設(shè)計確定的配合比采用JZ150型攪拌機現(xiàn)場拌制，人工斗車入倉,（p30mm插入式振搗器振搗,適時養(yǎng)護。頂拱錨索:預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)墊板采用手動葫蘆配合索體安裝,并用預(yù)縮砂漿將墊板與巖壁接觸面填塞密實,采用排架設(shè)置專門設(shè)施向上頂壓,或利用錨索預(yù)緊方式向上拉緊。3.2.5張拉鎖定:當(dāng)粘結(jié)錨索內(nèi)錨段漿液和無粘結(jié)錨索漿液強度及錨墩混凝土達到設(shè)計張拉要求后,即可進行預(yù)應(yīng)力錨索張拉、鎖定。張拉準(zhǔn)備:張拉前須對千斤頂、壓力表等張拉機具及壓力傳感器按要求進行配套標(biāo)定并繪制其標(biāo)定曲線,作為錨索張拉應(yīng)力的依據(jù);張拉過程中,采用應(yīng)力、應(yīng)變的雙控措施對其進行張拉監(jiān)控。錨索張拉:用YKD18型千斤頂對錨索單根進行初始應(yīng)力調(diào)整,用YCW150型及YCW250型千斤頂和ZB4X500型電動油泵及其配套機具進行整束張拉;使用柳州歐維姆建筑機械有限公司生產(chǎn)的OVM15-7、OVM15-12夾片式自錨錨具體系。解除索端包裹物，取下定位板，清除錨索及墊座周圍的雜務(wù)物,并將錨索鋼絞線擦拭干凈。安裝限位板、工作錨夾具,進行初始應(yīng)力調(diào)整;準(zhǔn)備工作檢查合格后,即可按設(shè)計張拉程序進行錨索張拉。當(dāng)達到錨索的設(shè)計張拉力時，穩(wěn)壓10?20min后鎖定。分級張拉控制:按設(shè)計要求進行分級張拉，張拉過程操作緩慢、連續(xù)、均勻。1000kN級:單根預(yù)緊一250kN—500kN—7500kN—lOOOkN—1100kN（回油鎖定）；1800kN級:單根預(yù)緊一450kN—900kN—1350kN—1800kN—1980kN（回油鎖定）。補償張拉:錨索回油鎖定48hr內(nèi)，若錨索應(yīng)力下降到設(shè)計值以下時，進行補償張拉。對于有補償張拉要求的錨索，在張拉鎖定后7d左右進行。錨頭保護:錨索張拉鎖定，回灌補漿結(jié)束后，錨具外預(yù)留足夠的鋼絞線，多余部分用砂輪切割機割除;按要求用混凝土對外錨頭加以保護。3.3施工進度由于合理的配置預(yù)應(yīng)力錨索的施工設(shè)備、及時調(diào)整施工部位,保證了錨索按期完成。共完成281根錨索,其中包括設(shè)計根據(jù)實際揭露的地質(zhì)情況增加了部分錨索。施工時單根錨索的直線工期見表2、表3、表4。若該層施工設(shè)備能滿足要求,則其他各層均能滿足要求。根據(jù)以上單根錨索的循環(huán)時間。質(zhì)量保證4.1組織保證建立完善質(zhì)量保證體系,配備專門質(zhì)檢員和技術(shù)指導(dǎo)人員。嚴(yán)格施工程序,執(zhí)行三檢制度,驗收合格后,進入下一道工序施工。嚴(yán)格執(zhí)行各關(guān)鍵環(huán)節(jié)、隱蔽工程施工質(zhì)量的檢查、復(fù)核制度。嚴(yán)格工序質(zhì)量驗收和分部分項工程質(zhì)量驗收制度,進行單項驗收簽證,單元施工結(jié)束后,認(rèn)真進行質(zhì)量檢驗和評定,并總結(jié)經(jīng)驗。4.2技術(shù)保證認(rèn)真貫徹各項技術(shù)管理制度,要做好技術(shù)交底,嚴(yán)格按施工規(guī)范施工,加強技術(shù)管理。嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙、施工規(guī)范、施工工藝進行施工,使各工序的精度要求均得到滿足。4.3現(xiàn)場質(zhì)量控制施工中認(rèn)真檢查執(zhí)行情況,做好隱蔽工程記錄,錨索在施工過程中要做好鉆孔、注漿記錄。作好各項施工記錄,作到記錄真實、準(zhǔn)確;及時分析、歸納、整理,一旦發(fā)現(xiàn)問題,及時反饋處理。認(rèn)真做好原材料送檢試驗,鋼筋、水泥必須具備出廠合格證和質(zhì)量保證書,并按規(guī)定做好抽驗,各種強度等級的砼,嚴(yán)格按配合比施工。4.4質(zhì)量控制結(jié)果通過質(zhì)量控制,錨索支護工程一次驗收合格率100%,優(yōu)良率93%,被評為優(yōu)質(zhì)工程。體會和建議5.1體會優(yōu)化方案,質(zhì)好量高:對穿錨索是指高程相對高排水洞與低處的地下廠房相通的錨索;原設(shè)想從上部排水洞向下部廠房鉆進,但是由于鉆機在排水洞內(nèi)施工場地狹小,鉆孔口空孔位控制困難。經(jīng)過考慮改為從廠房內(nèi)由下向上施工,鉆孔保證鉆穿至排水洞相應(yīng)位置;保證了錨索與廠房開挖、支護相結(jié)合。不僅進度得到提高,而且開挖、支護質(zhì)量好,頂拱孔道開孔位置準(zhǔn)確,外觀美