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文檔簡(jiǎn)介
1、預(yù)應(yīng)力錨桿在隧道開挖支護(hù)中的應(yīng)用二灘國(guó)際 謝長(zhǎng)平摘要:預(yù)應(yīng)力錨桿顧名思義就是通過(guò)張拉錨桿對(duì)被錨固物體施加預(yù)應(yīng)力進(jìn)行加固的支護(hù)手段。在邊坡施工中時(shí)是一種常用的比較成熟的施工方法,但在長(zhǎng)河壩水電站隧道開挖支護(hù)中應(yīng)用很少。本文結(jié)合長(zhǎng)河壩水電站場(chǎng)內(nèi)交通工程金康隧道K3+100mK3+148m段預(yù)應(yīng)力錨桿的施工實(shí)例,介紹一種簡(jiǎn)易適用的預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)方案,為類似工程提供參考。關(guān)鍵詞:隧道、預(yù)應(yīng)力錨桿、施工工藝。一、工程概況長(zhǎng)河壩水電站場(chǎng)內(nèi)交通工程1公路為地下廠房進(jìn)廠交通洞和大壩填筑的主要干線通道,全長(zhǎng)8205.18m;主要由金康隧道(全長(zhǎng)4530m)和金湯隧道(全長(zhǎng)2520m)組成。二、工程地質(zhì)金康隧道K
2、3+100mK3+148m洞段,巖性:淺灰色灰白色塊狀花崗巖為主,夾少量灰色石英閃長(zhǎng)巖,偶見深灰色輝長(zhǎng)巖團(tuán)塊,微弱,局部夾層中風(fēng)化,飽水,軟硬相間;地下水大面積滲水,局部呈線流;構(gòu)造:f17小斷層穿過(guò)該洞段,f17 SN/E70°小斷層與洞軸線小角度相交,巖石擠壓破碎帶及短小密集節(jié)理帶相當(dāng)發(fā)育,節(jié)理面銹染,微張,充填斷續(xù)石英脈,巖體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。金康隧道K3+100mK3+148m洞段,以巖石擠壓破碎帶及巖石破碎密集帶為主,V級(jí)圍巖。三、預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)1、預(yù)應(yīng)力錨桿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況擬采用預(yù)應(yīng)力錨桿加鋼支撐以及掛網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行初期支護(hù),預(yù)應(yīng)力錨桿各技術(shù)參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。2、預(yù)應(yīng)
3、力錨桿設(shè)計(jì)擬定錨桿設(shè)計(jì)張拉力為60KN(依據(jù)設(shè)計(jì)錨桿抗拔力6t),錨桿總長(zhǎng)為6.0m,錨固段長(zhǎng)2.0m,錨固段采用高強(qiáng)錨固劑材料,28d不小于35Mpa,錨桿孔口承壓墊座尺寸為150mm×150mm×10mm,高強(qiáng)螺栓鎖定,自由段采用水泥漿灌漿,灌漿管1.6PE管,回漿管漿1.2 PE管,錨桿孔設(shè)計(jì)鉆孔直徑為64mm,錨桿材料采用直徑28mm螺紋鋼筋,梅花型布置,間排距1m,共計(jì)1130根預(yù)應(yīng)力錨桿。2、工程材料設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨桿材料采用直徑28mm螺紋鋼筋,鋼筋采用符合設(shè)計(jì)要求的級(jí)20MnSi螺紋鋼筋,且無(wú)銹、順直的整根鋼筋加工,不得采用焊接加長(zhǎng)。錨桿孔口承壓鋼墊座、高強(qiáng)螺栓
4、必須符合五金技術(shù)規(guī)范技術(shù)要求;水泥采用鵝塔牌水泥,標(biāo)號(hào)為42.5;高強(qiáng)錨固劑選用鄭州蘭瑞的MSJK3型。四、施工工藝1、工藝流程張拉預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝流程見如下框圖預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝流程圖安裝墊板、墊圈、螺帽注裝高強(qiáng)錨固劑 安插預(yù)應(yīng)力錨桿張拉鎖定注 漿驗(yàn)收評(píng)定張拉預(yù)應(yīng)力錨桿及其配件加工、運(yùn)輸不合格施工準(zhǔn)備測(cè)量放線鉆 孔清 孔檢查驗(yàn)收孔口找平合格處理重新報(bào)驗(yàn)2、施工方法1)、測(cè)量放線測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放線:(1)放出預(yù)應(yīng)力錨桿施工區(qū)域的起止樁號(hào)和基準(zhǔn)高程,要求樁號(hào)每間隔10m做一個(gè)標(biāo)記,根據(jù)需要,部分洞段樁號(hào)可適當(dāng)加密。(2)按支護(hù)參數(shù)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿孔位放樣,用紅油漆做好標(biāo)識(shí)。放樣時(shí)對(duì)孔位
5、進(jìn)行編號(hào),方便后續(xù)張拉施工,編號(hào)方法根據(jù)情況自定編號(hào),但應(yīng)遵循以下原則:(1)預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)該按同樣的方法編號(hào),以保持一致性,如頂拱預(yù)應(yīng)力錨桿編號(hào)方法應(yīng)相同并同邊墻預(yù)應(yīng)力錨桿相區(qū)別。(2)各次施工的預(yù)應(yīng)力錨桿編號(hào)應(yīng)該具有連續(xù)性,最好能同預(yù)應(yīng)力錨桿所在樁號(hào)位置相結(jié)合。2)、造孔(1)預(yù)應(yīng)力錨桿鉆孔采用兩臂鑿巖臺(tái)車鉆孔,鉆孔角度根據(jù)所放出的方向線嚴(yán)格控制,造孔時(shí)應(yīng)避讓已埋設(shè)的永久觀測(cè)儀器和電纜。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,結(jié)合鉆孔設(shè)備的實(shí)際技術(shù)參數(shù),選用64mm球齒合金鉆頭,鉆孔直徑為65mm。(2)施鉆時(shí)鉆頭要對(duì)準(zhǔn)巖壁上預(yù)應(yīng)力錨桿孔孔位標(biāo)識(shí)下鉆,開孔偏差不應(yīng)大于50mm,開孔應(yīng)用小功率緩慢鉆進(jìn),鉆進(jìn)約500mm
6、后,校正鉆孔方向,全功率鉆進(jìn)??咨?800mm(±50mm)。(3) 洗孔,利用兩臂鑿巖臺(tái)車洗孔,當(dāng)孔內(nèi)不再有濁水流出時(shí),結(jié)束沖洗。3)、注高強(qiáng)錨固劑選用鄭州蘭瑞的MSJK3型高強(qiáng)錨固劑,注裝高強(qiáng)錨固劑時(shí),先根據(jù)孔內(nèi)錨固段的長(zhǎng)度在注漿管上做出標(biāo)記,使用GTMQ28型錨槍將高強(qiáng)錨固劑打入孔內(nèi),拔管時(shí)要緩慢,每次不大于5cm。張拉預(yù)應(yīng)力錨桿內(nèi)錨固段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度以2.0m計(jì),高強(qiáng)錨固劑正常用量40支左右(大約1010.5kg)。4)、預(yù)應(yīng)力錨桿制作預(yù)應(yīng)力錨桿、墊板、墊圈等加工在專門的加工廠按照設(shè)計(jì)要求制作成型,然后用汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。預(yù)應(yīng)力錨桿桿體采用無(wú)銹、順直的整根鋼筋加工,不得采用焊接加長(zhǎng)
7、。在預(yù)應(yīng)力錨桿桿體上每2.0m處焊接6mm的圓環(huán)作為對(duì)中裝置。桿體端部加工為螺栓段,長(zhǎng)度為300mm。加工好的桿體按規(guī)范要求進(jìn)行檢查驗(yàn)收,驗(yàn)收合格的桿體,及高強(qiáng)螺母必須與桿體絲牙配套。5)、預(yù)應(yīng)力錨桿安裝預(yù)應(yīng)力錨桿安裝采用人工安裝,采用預(yù)應(yīng)力錨桿平臺(tái)車(自制)或其它登高設(shè)備,將桿體緩慢推至要求位置。桿體送至要求位置時(shí),停止推送,然后用木楔臨時(shí)固定桿體。在安裝墊板前,撤出木楔。為了防止二次注漿漿液流失,孔口應(yīng)采用棉紗封閉保護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨桿必須在高強(qiáng)錨固劑初凝前安裝到位。MSJK3型高強(qiáng)錨固劑的理論初凝時(shí)間為30min。6)、安裝托板、墊筋和螺帽高強(qiáng)錨固劑初凝后,開始安裝預(yù)應(yīng)力錨桿托板、墊圈和螺帽,
8、并調(diào)整托板位置使之與預(yù)應(yīng)力錨桿軸線垂直。采用高強(qiáng)錨固劑快速墊平,每次約需要35卷錨固劑處理墊板。7)、張拉鎖定在內(nèi)錨段錨固劑灌漿完畢后24小時(shí)左右開始進(jìn)行錨桿張拉。張拉設(shè)備采用TG1000型扭力扳手。錨桿張拉前,對(duì)扭力扳手進(jìn)行率定。張拉前將鋼墊板套入錨桿,調(diào)整墊板與錨桿垂直后緊鎖螺帽。錨桿正式張拉前,取20的設(shè)計(jì)張拉荷載(即1.2t),對(duì)其預(yù)張拉12次,使其各部位接觸緊密。張拉力施加值順序依次為:第一次張拉力為設(shè)計(jì)值的50(3t),持荷510分鐘后進(jìn)行第二次張拉,張拉力為設(shè)計(jì)值的100(6t),最后一級(jí)張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)值后穩(wěn)壓30min結(jié)束張拉平鎖定。每張拉一次均應(yīng)量測(cè)錨桿桿體的伸長(zhǎng)值,并作好原
9、始記錄。張拉工效為1根/2025min左右。錨桿鎖定后48小時(shí)內(nèi),若發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失大于錨桿拉力設(shè)計(jì)值的10%時(shí),應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。預(yù)應(yīng)力錨桿的張拉鎖定應(yīng)在高強(qiáng)錨固劑強(qiáng)度達(dá)到20Mpa進(jìn)行。根據(jù)選用的錨固劑的初、終凝時(shí)間以及張拉預(yù)應(yīng)力錨桿生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果。最早張拉時(shí)間為高強(qiáng)錨固劑注裝后6小時(shí)。張拉前應(yīng)對(duì)扭力扳手進(jìn)行率定,然后根據(jù)率定得出的換算曲線或換算表格將扭力扳手的讀數(shù)(N·M)換算成對(duì)應(yīng)的張拉力(KN)。張拉時(shí)一次加載到張拉力的100%(60KN,扭力扳手讀數(shù)約為580,),然后鎖定桿體。8)、自由段灌漿張拉結(jié)束后開始對(duì)錨桿自由段回填灌漿施工,灌漿采用純水泥漿,漿液采用水灰比為0.5:
10、1,灌漿壓力為0.51.0MPa。預(yù)應(yīng)力錨桿注漿采用2SNS型注漿泵進(jìn)行灌注,注漿時(shí)將注漿管管口鋸成45度坡口并插至距孔底50100mm,隨漿液的注入緩慢勻速拔出,保證注漿飽滿。注漿開始或中途停止超過(guò)30min,用水或稀水泥漿潤(rùn)滑注漿罐及其管路。灌漿前確認(rèn)排氣管暢通后,才能進(jìn)行孔內(nèi)自由段注漿,自由段注漿應(yīng)飽滿,當(dāng)排氣孔不再排氣,出漿濃度與進(jìn)漿濃度一致時(shí),可結(jié)束自由段注漿。漿體凝固前,不得敲擊、碰撞和拉拔桿體。自由段灌漿應(yīng)在錨桿張拉完成后盡早進(jìn)行,一般為一批(3050根)錨桿張拉完成后集中進(jìn)行,可實(shí)現(xiàn)規(guī)?;┕?。五、質(zhì)量檢查1、無(wú)損檢測(cè)預(yù)應(yīng)力錨桿驗(yàn)收方式主要有無(wú)損檢測(cè)試驗(yàn)。預(yù)應(yīng)力錨桿無(wú)損檢測(cè):按
11、不同作業(yè)分區(qū)在每300根預(yù)應(yīng)力錨桿中隨機(jī)抽查1組(3根)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),無(wú)損檢測(cè)是通過(guò)測(cè)試得到的波形圖來(lái)判斷預(yù)應(yīng)力錨桿注漿的密實(shí)度(飽滿程度)。無(wú)損檢測(cè)應(yīng)在預(yù)應(yīng)力錨桿注漿14天后進(jìn)行。根據(jù)錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范(GB50086-2001)的規(guī)定,依據(jù)規(guī)范要求,并參照國(guó)內(nèi)其它工程的標(biāo)準(zhǔn),將預(yù)應(yīng)力錨桿的注漿密實(shí)度檢測(cè)結(jié)果按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià):注漿密實(shí)度質(zhì)量等級(jí)表注漿質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良(A)合格(B)不合格(C)不合格(D)注漿密實(shí)度907589507550金康隧道K3+100mK3+148m段預(yù)應(yīng)力錨桿無(wú)損檢測(cè)成果表序號(hào)錨桿樁號(hào)距底板高度(m)錨桿位置(m)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度(m)實(shí)測(cè)長(zhǎng)度(m)錨固長(zhǎng)度(m)
12、缺陷位置砂漿密實(shí)度質(zhì)量等級(jí)1K3+1006.5左邊墻6.06.05.7基本滿漿93優(yōu)良2K3+1043.4右邊墻6.06.05.73.8m處欠密實(shí)85合格3K3+1088.5頂拱6.05.945.754.14.5m處欠密實(shí)80合格4K3+1124.1左邊墻6.05.955.68飽滿100優(yōu)良5K3+1166.0右邊墻6.06.05.71基本滿漿94優(yōu)良6K3+1208.0頂拱6.06.05.7飽滿100優(yōu)良7K3+1242.5左邊墻6.05.935.71.2處欠密實(shí)82合格8K3+1283.5右邊墻6.05.965.685.1處欠密實(shí)88合格9K3+1327.9頂拱6.06.05.75.05.
13、2處欠密實(shí)87合格10K3+1364.6左邊墻6.06.05.7基本滿漿90優(yōu)良11K3+1401.8右邊墻6.06.05.7飽滿100優(yōu)良12K3+1488.2頂拱6.06.05.77基本滿漿91優(yōu)良金康隧道K3+100mK3+148m段預(yù)應(yīng)力錨桿共完成1130根,無(wú)損檢測(cè)抽檢12根,查明了其密實(shí)度和長(zhǎng)度,各樁號(hào)抽檢比例滿足施工檢測(cè)要求,抽檢錨桿質(zhì)量全部合格。2、監(jiān)控量測(cè)金康隧道K3+100mK3+148m段布設(shè)了K3+110m、K3+130m兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面,根據(jù)規(guī)范和要求進(jìn)行了嚴(yán)格的觀測(cè),收斂成果及分析,巖層均處于穩(wěn)定狀態(tài)。測(cè)點(diǎn)布置示意圖及收斂觀測(cè)成果如下:測(cè)點(diǎn)布置示意圖AA參照位移頂拱A點(diǎn)
14、右邊C點(diǎn)左邊B點(diǎn)監(jiān)控量測(cè)收斂變化量統(tǒng)計(jì)表序號(hào)監(jiān)控?cái)嗝嬗^測(cè)時(shí)間頂拱A"點(diǎn)頂拱A點(diǎn)左邊B墻右邊C墻BC相對(duì)位移沉降位移位移相對(duì)位移AA(mm)A(mm)B(mm)C(mm)BC(mm)1K3+1102008-11-120.00-0.020.17-0.120.052008-11-180.15-0.131.48-1.080.40累計(jì)變化量0.15 -0.11 1.31 -0.96 0.35 2K3+1302008-11-120.05-0.05-0.03-0.02-0.052008-11-180.50-0.25-0.10-0.75-0.85累計(jì)變化量0.45 -0.21 -0.08 -0.72
15、 -0.80 六、結(jié)束語(yǔ)預(yù)應(yīng)力錨桿在長(zhǎng)河壩水電站金康隧道K3+100K3+148段隧道開挖支護(hù)中的應(yīng)用,通過(guò)錨桿的無(wú)損監(jiān)測(cè)和收斂監(jiān)控量測(cè),完全滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。該預(yù)應(yīng)力錨桿加工制作方便,工效高,施工質(zhì)量易得到保證,且施工工期短,適用于強(qiáng)卸荷、破碎以及滲水較大巖層等不良地質(zhì)地段,同時(shí)在開挖過(guò)程中或開挖到位后,當(dāng)發(fā)現(xiàn)潛在的不穩(wěn)定巖體或拉裂蠕變巖體時(shí)可采用預(yù)應(yīng)力錨桿處理方案。參考資料:1、錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范(GB50086-2001)2、水電水利工程預(yù)應(yīng)力錨索施工規(guī)范(DL/T5083-2004)3、長(zhǎng)河壩水電站場(chǎng)內(nèi)交通工程兩階段施工設(shè)計(jì)文件(金康段K0+858K4+400)注:謝長(zhǎng)平,男
16、,1968年生,高級(jí)工程師,道路橋梁工程專業(yè),從事監(jiān)理工作。建議:命題是“預(yù)應(yīng)力錨桿在隧洞開挖支護(hù)中的應(yīng)用”,是“實(shí)例介紹”。由于“隧道開挖支護(hù)中應(yīng)用很少”,結(jié)論自然應(yīng)該是推薦在隧洞工程中應(yīng)用。但是,結(jié)束語(yǔ)則是廣泛推薦“適用于強(qiáng)卸荷、破碎以及滲水較大巖層等不良地質(zhì)地段、潛在的不穩(wěn)定巖體或拉裂蠕變巖體時(shí)可采用預(yù)應(yīng)力錨桿處理方案。”前后呼應(yīng)不夠。并且,“事物是相比較而存在的”,“沒(méi)有比較就沒(méi)有鑒別”。所謂“該預(yù)應(yīng)力錨桿加工制作方便,工效高,施工質(zhì)量易得到保證,且施工工期短”的結(jié)論不知何從而來(lái)?!邦A(yù)應(yīng)力錨固”是處理不良地質(zhì)條件或巖體(圍巖、邊坡、基礎(chǔ))穩(wěn)定性問(wèn)題的“一種”支護(hù)設(shè)計(jì)方案、方法(作者將它定義為“施工技術(shù)”似乎不嚴(yán)謹(jǐn))。而“可供選擇”的設(shè)計(jì)方案很多。所以,選擇“預(yù)應(yīng)力錨桿”必有其選擇的理由和條件,而作者在闡述“三、預(yù)應(yīng)力錨固設(shè)計(jì)”中并沒(méi)有交待,讀者也不好借鑒。作者的定位是什么?是設(shè)計(jì)?施工
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