溪洛渡水电站右岸导流洞预应力锚杆快速施工技术

溪洛渡水电站右岸导流洞预应力锚杆快速施工技术

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1、溪洛渡水电站右岸导流洞预应力锚杆快速施工技术1、工程概述  溪洛渡水电站右岸4#、5#导流洞下闸室段,分别布置在4#洞身0+~0+段,5#洞身0+~0+段。导流洞开挖分上、中下三层进行开挖,导流洞洞身闸室段在上层和中下层开挖后将分别形成×34m、30×34m的特大跨度开挖断面。  导流洞洞身闸室段顶拱及边墙岩性为含斑玄武岩、角砾集块熔岩。层内错动带及高、中、缓倾角裂隙较发育,部分岩性稍好,裂隙闭合、无充填、微风化,腰线以上围岩完整性及稳定性稍好,腰线以下围岩完整性及稳定性较差,局部部位沿长大裂隙渗、滴水。总体上4#、5#导流洞洞身闸室段属Ⅱ、Ⅲ1

2、围岩。  由于闸室段洞径特大,部分位置岩性偏差,洞室结构安全至关重要,为确保右岸闸室段在施工期岩体稳定及建筑物结构安全,避免发生重大地质灾害,设计在原有锚喷支护的基础上,对闸室段顶拱共增设了460根15t预应力锚杆进行加强支护。  预应力锚杆沿闸室段顶拱梅花型布置,间排距长9m,材料采用精轧螺纹钢筋,直径φ32mm。锚杆孔设计钻孔直径为φ48mm,锚固段长,锚固段灌浆采用水泥浆、水泥砂浆或树脂材料,要求水泥浆或水泥砂浆抗压强度不小于M35,树脂材料抗压强度不小于50Mpa,锚杆孔口承压垫座尺寸为150mm×150mm×10mm,高强螺栓锁定。预应

3、力锚杆采用自由段无套管预应力筋,灌浆分两次进行,锚固段灌浆及张拉锚固后,再对自由段进行二次灌浆。  2、施工手段的选择  预应力锚杆在导流洞洞身闸室段上层底板平台上进行,同时,要求必须在导流洞中层开挖推进至闸室段前,全部完成预应力锚杆施工,总工期要求在35天以内,以免影响导流洞中下层开挖;另外,预应力锚杆施工期间,闸室段交通不能中断。  预应力锚杆均布置在闸室段顶拱部位,距底板高差~,若按常规采取搭设脚手架施工平台,排架搭拆周期长,对闸室段交通干扰大,快速钻造孔洞内环境污染严重,且效率低下,工期不能确保。若现场临时加工简易移动式平台,成本增加,搬

4、移不便,不能形成规模化施工,同样效率低下。经综合比较,决定采用现场已有的大型液压凿岩台车造孔,利用吊车液压升降平台作为锚杆安装、张拉等作业施工平台,省略了固定施工平台,顺利解决了施工手段问题,灵活方便,实现了规模化施工,并确保了洞内交通畅通。  3、设计的优化调整  预应力锚杆施工结构图如图1所示。  图1预应力锚杆施工结构图  首先,设计要求锚杆钻孔直径为φ48mm,而锚杆直径就达φ32mm,造孔直径仅大于锚杆直径16mm,进浆管与回浆管无法埋设;另外,三臂凿岩台车钻杆最大长度为6m,造9m深孔必须进行钻杆套接后才能完成,钻杆安装连接套后,造孔

5、直径不能小于φ65mm,为了满足施工要求,在征得监理工程师与设计同意下,将孔径优化调整为φ65mm。  锚固段若采用水泥浆或水泥砂浆锚固,施工难度大,不易控制,锚固段张拉前待凝时间长,无法实现快速施工。为此,借鉴龙滩及拉西瓦等工地预应力锚杆施工成熟经验,锚固段采用速凝型锚固药卷,在确保设计要求强度的情况下,锚固段在灌浆完毕24小时后即可进行张拉,实现了快速施工。  孔口承压钢垫板为张拉的主要承力部件,张拉时承压高达以上,为了防止张拉过程中或张拉后承压垫板发生变形、扭曲等,在征求设计同意后,将原设计承压钢垫板尺寸150mm×150mm×10mm调整

6、为200mm×200mm×20mm,施工更加方便,确保了张拉施工顺利进行。  4、施工过程简述  施工程序  预应力锚杆主要施工程序如下:施工准备?钻孔?清孔?内锚段速凝型锚固药卷灌注?杆体安装?封口?孔口垫座安装?张拉?自由段注浆?外露锚杆杆体保护  机械化造孔  预应力锚杆采用现场正在进行导流洞开挖支护施工的H175三臂液压台车造孔,造孔前应根据设计图纸要求对锚杆孔孔位测量放样,定出孔位,并用红油漆标识。钻孔时要求钻杆垂直岩面,钻孔平直,孔轴方向偏差不大于1°~3°。由于多臂钻钻杆仅6m长,钻杆钻进5m深左右时,安装钻杆连接套,再连接一根3m

7、长钻杆继续钻进至终孔,多臂钻钻进速度为~/min,造孔完成后,加大钻臂水阀,边冲边退钎,冲洗钻孔。钻机就位后,在15分钟左右,就可以完成单孔造孔,造孔效率相当高,  内锚段灌注及锚杆安装  利用吊车液压升降平台作为内锚段灌浆及锚杆安装作业平台,速凝型水泥锚固剂药卷使用锚固剂风枪将锚固剂打入内锚段,锚固剂药卷经锚固剂风枪打入输送管,再经输送管打入内锚段孔底,每打入一卷锚固剂,输送管向孔外拉出5cm左右,直至打入锚固剂药卷60支左右或孔内锚固剂距离孔底处结束。  锚固剂药卷在打入前现在水中浸泡,浸泡时间控制在分钟左右,浸泡直观效果原则上以药卷中心留有

8、黄豆颗粒大小的白蕊,或药卷在水中不冒或冒少量气泡为止。锚固剂风枪工作风压控制在~左右,在风枪的风管输入端安装压力表进行风压控制。  在锚

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