永久船閘高強錨桿施工技術及質量安全控制
肖保林
(武警水電三峽工程指揮部質檢處)
摘要:三峽永久船閘主體段長1657m,基礎開挖后形成40~170m的高邊坡,閘室邊墻高45~68m,由于斷層、裂隙、開挖爆破震動及應力釋放等原因,直接影響了直立邊坡的穩(wěn)定。閘墻混凝土采取薄襯砌墻型式,為保證直立坡巖體和襯砌墻混凝土的穩(wěn)定安全,考慮兩者聯合作用,設計采用高強錨桿對其進行支護,設計總量達9萬余根,施工后砂漿強度及拉拔檢測均滿足設計要求。
關鍵詞:高強錨桿;高排架;施工;永久船閘;三峽工程
1 工程概述
三峽永久船閘,主體段全長1657m,最大開挖深度170m,雙線閘槽間保留寬約56~60m,高45~68m的直立巖體中隔墩,形成4個直立墻面。
永久船閘巖石以閃長花崗巖為主,巖性很好,但是由于受斷層裂隙切割、開挖后應力釋放等因素影響,邊坡穩(wěn)定存在很大隱患。為改善高邊坡巖體及薄襯砌混凝土墻的穩(wěn)定,設計采用了高強錨桿加固方式,使混凝土墻通過高強錨桿與巖體連接共同組成結構,保障今后船閘安全運行。
永久船閘高強錨桿施工技術復雜,其主要特點是:
(1)地質條件復雜。永久船閘開挖完成后,暴露出較明顯的斷層、裂隙,特別在閘首交角附近及邊坡頂層松動巖體較多,鉆孔時易塌孔,注漿時易漏漿,施工起來困難。
(2)邊坡高度大。在直立墻45~68m高的排架上施工,造孔設備吊裝及安裝時操作人員安全難以保障。
(3)工程量大,工期短,施工強度高。永久船閘的4個直立坡面,總面積達25.6萬m2,優(yōu)化后高強錨桿設計總量為9萬余根,平均每100m2約38根。月最高強度達13000多根。
2 高強錨桿的布置與結構設計
2.1 布置
高強錨桿主要分布在4個直立坡襯砌段、機房小平臺、閘首底板及陡坎處,呈上疏下密、下短上長規(guī)律分布,共9萬余根。錨桿長6~13m,最頂上一排距閘頂1~2m,最底下一排距建基面1.5m,孑L距1.2~2.1m,排距1.5~2.0m。
2.2 結構設計
高強錨桿采用φ32mmⅤ級精軋螺紋鋼筋,錨桿結構分為內錨段、外露段、自由段三部分。
內錨段設半圓形托架,規(guī)格φ12mm,用鋼筋鉗夾緊,距離自由段、底端部1m處各一個,內錨段中間段所設托架間距不大于2m。外露段長1.05~3.0m,端部錨墊板由鋼墊板(200mm×200mm×20mm)、螺母(長72mm)、彈簧墊圈、螺帽等組成。自由段經噴砂除銹,熱噴鋅200μm,涂層封閉200μm橡膠套管保護,防腐長度有50cm、100cm、150cm三種。
3 設計要求
3.1 鉆孔
鉆孔孔徑應不小于φ76mm,孔斜偏差應小于2°~4°,孔位誤差應小于100cm,孔深誤差應小于10cm。
3.2 高強錨桿材質及自由段防腐處理
采用φ32mm精軋螺紋鋼筋,尺寸符合設計要求;表面干凈、無銹、無油污;噴鋅均勻,無起皮、鼓包;涂層光滑、平整、無針孔、氣泡缺陷;外套橡膠管無劃痕破損,兩端綁扎結實。
3.3 砂漿強度要求
砂漿強度標號采用R7=300#,砂漿原材料和配比符合設計要求,檢驗強度合格,注漿飽滿密實,灌入量不小于理論值,灌漿壓力滿足設計要求。
4 施工工藝
4.1 高強錨桿施工藝流程
搭設排架→鉆孔、沖洗,同時錨桿加工→驗孔→插桿→校核安裝線→封孔→外露段保護→灌漿→巖面沖洗→澆筑拉拔檢測墩頭(大于安裝數的10%)→單元驗收評定。
4.2 搭設排架
高強錨桿孔位高度最高達到68m,須搭設排架進行造孔、安裝。排架必須保征自身安全和穩(wěn)定,鋼管最小搭接長度為20cm,抗沖擊、不搖晃,能滿足承重要求。施工排架采用直徑48mm,壁厚3.5mm的鋼管。立桿基礎固定在基巖面上,排架距巖壁30cm,立桿間距2.0m,橫桿間距1.5m,架體與巖壁用插筋連接固定,插筋與巖壁成30°角,深入巖體50cm以上,按5m×6m(高×寬)布置,采用350#速凝早強砂漿固結,在排架外側每隔6m設立斜支撐。每層鋪設跳板,架體外側設安全網,內側設上下爬梯等應符合有關安全管理規(guī)定。
4.3 鉆孔及沖洗
鉆孔機具采用宣化100B型水平孔機或改裝的四平鉆機,鉆進方法采用全斷面風動沖擊法;造孔完畢后,孔內要清洗干凈,無雜物、巖屑、積水。
4.4 錨桿加工
采用車間生產方式,經防腐后的錨桿平放在車間工作臺上,對單根錨桿用電動刷進行除污、除銹并按設計要求安裝托架、綁扎進回漿管,在插桿前進行驗收。
4.5 驗孔
按總造孔量的20%進行抽樣測量,孔斜采用經緯儀測量,孔深用竹桿插入孔內量測。
4.6 插桿