王 彪

（云南省迪慶州小中甸水庫(kù)管理局，云南迪慶，674499）

1 工程概況

1.1 工程概述

廠房后邊坡地形坡度30°～40°，邊坡開(kāi)挖高度達(dá)70余m，局部為由角礫狀灰?guī)r巨大孤石組成的高數(shù)米至二十余米的懸崖，也有個(gè)別陡坎由膠結(jié)密實(shí)的碎塊石、卵礫石構(gòu)成，以碎石土為主，夾少量塊石，碎石成分為片巖、板巖、砂巖及少量灰?guī)r，部分碎石由鈣質(zhì)膠結(jié)，部分碎石間充填粉土，結(jié)構(gòu)密實(shí)，地表未出露，鉆孔揭露厚度5.5～9.8 m。沖洪積層（Q3al+pl）成分主要為卵礫石，卵礫石由鈣質(zhì)膠結(jié)，結(jié)構(gòu)密實(shí)，在崗曲河一級(jí)水電站廠房右岸至海拔2 800 m山坡斷續(xù)出露地表，厚度1～10 m，為殘留Ⅱ級(jí)階地。

1.2 補(bǔ)強(qiáng)加固原因

由于廠房后邊坡處在山凹中，冰融風(fēng)化巖石堆積體相當(dāng)厚，厚度達(dá)30 m左右，整體全部為碎石堆積物，無(wú)膠體，易滑動(dòng)。因水電站廠房為永久建筑物，邊坡的安全對(duì)日后安全運(yùn)行尤為重要。

1.3 設(shè)計(jì)支護(hù)內(nèi)容及要求

主要支護(hù)方式為：100 kN?28預(yù)應(yīng)力錨桿，間距4～8 m，孔深15 m；1 000 kN粘結(jié)式預(yù)應(yīng)力錨索，間距4～8 m，深孔30～35 m。預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)噸位1 000 kN，索長(zhǎng)30 m和35 m，孔徑130 mm，內(nèi)錨段長(zhǎng)10 m，由7股有粘結(jié)鋼絞線組成。預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)噸位100 kN，桿體長(zhǎng)15 m，錨固段長(zhǎng)6 m，采用?28二級(jí)鋼筋。

施工所用水泥、鋼材、預(yù)應(yīng)力鋼絞線及錨具等各種材料必須具有出廠檢驗(yàn)合格證，并符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且使用前必須提供材質(zhì)檢測(cè)報(bào)告。預(yù)應(yīng)力錨索采用按ASTM A416-90a標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的直徑15.24 mm有粘結(jié)鋼絞線。鋼絞線存放嚴(yán)格采取防銹蝕及防化學(xué)污染措施，使用前要進(jìn)行外觀檢查，對(duì)缺損者不得使用。鋼絞線應(yīng)堆放在墊木上，墊木間距不得小于3 m。錨索、錨桿施工中使用的千斤頂、錨桿張拉儀、壓力表，使用前應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定或檢驗(yàn)，并經(jīng)有資質(zhì)的單位檢定出具有關(guān)證書(shū)。

2 主要臨建設(shè)施布置

制漿站：布置在廠房基坑2 442 m高程主、副廠房交接處，面積 8×5 m2，灰臺(tái)面積6×4 m2，儲(chǔ)灰量40 t。站內(nèi)設(shè)1臺(tái)高速攪拌機(jī)，1臺(tái)三缸灌漿泵，1臺(tái)200 L立式攪拌機(jī)。

空壓機(jī)站：布置在鋼筋廠邊緣處，設(shè)置2臺(tái)空壓機(jī)，面積45 m2，采用鋼管架搭設(shè)，彩條布圍護(hù)，頂部鋪石棉瓦。

現(xiàn)場(chǎng)材料庫(kù)：布置在廠房下游邊坡平臺(tái)處，面積20 m2，采用鋼管、木板、防雨布、石綿瓦搭設(shè)。

錨桿制作場(chǎng)地設(shè)在鋼筋廠，錨索下料、編索場(chǎng)地布置在廠房基坑，盡量靠近工作面，使用?50鋼管搭設(shè)一長(zhǎng)度35 m、高度1 m、寬度1.5 m的制索平臺(tái)，并采取防護(hù)措施。

3 施工方法

3.1 施工順序

先進(jìn)行滑塌部位主變樓邊坡的支護(hù)施工，再進(jìn)行2 461.5 m高程以下邊坡支護(hù)施工，最后進(jìn)行2 461.5 m高程以上邊坡的支護(hù)施工。

3.2 施工方法

采用4臺(tái)鉆機(jī)并配2臺(tái)空壓機(jī)分別對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索造孔。廠房基坑2 442 m高程設(shè)錨索索體下料制作平臺(tái)，切割鋼絞線并洗油，在鋼筋廠對(duì)錨桿端部進(jìn)行焊接。廠房基坑設(shè)制漿站，用高壓泵將漿液送至各施工面進(jìn)行灌漿。預(yù)應(yīng)力錨桿使用配套的錨桿張拉儀進(jìn)行張拉，預(yù)應(yīng)力錨索配備高壓油泵1臺(tái)，張拉千斤頂、預(yù)緊千斤頂各1臺(tái)進(jìn)行張拉作業(yè)。

施工工藝流程見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 1 000 kN級(jí)有粘結(jié)錨索施工工藝流程圖Fig.1 Flow chart of construction of 1 000 kN pre-stressed an?chor cable

圖2 100 kN級(jí)預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝流程圖Fig.2 Flow chart of construction of 100 kN pre-stressed anchor

4 預(yù)應(yīng)力錨索、錨桿施工方案

4.1 錨索造孔

鉆機(jī)就位后，按設(shè)計(jì)的高程、方位角及傾角調(diào)整好鉆機(jī)，并進(jìn)行加固后，即進(jìn)行鉆孔。錨索孔徑?130 mm，錨桿孔徑?100 mm，開(kāi)孔偏差不得大于10 cm，如遇有不平順或與原設(shè)計(jì)錨索、錨桿相沖突時(shí)，經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位認(rèn)可，可適當(dāng)調(diào)整錨孔孔位。成孔應(yīng)順直，孔壁無(wú)錯(cuò)抬。

鉆孔過(guò)程中如遇巖體破碎導(dǎo)致卡鉆或漏風(fēng)，嚴(yán)重阻礙鉆孔時(shí)，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后采取固結(jié)灌漿處理（因邊坡地質(zhì)情況異常復(fù)雜，需大量水泥），采用灌漿壓力0.2 MPa、水灰比0.41∶1的水泥漿固結(jié)，灌漿時(shí)要注意間歇灌漿，以膠結(jié)破碎地層,破碎地段進(jìn)行固壁灌漿處理后，在待凝期內(nèi)盡可能不要移動(dòng)該鉆機(jī)，直到造孔結(jié)束后方可移位，以防再次造孔導(dǎo)致孔斜偏差。固結(jié)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)挝蛔⑷肓啃∮?.4 L/min，恒壓20 min即可結(jié)束。12 h后方可再進(jìn)行掃孔。鉆孔過(guò)程中若孔內(nèi)卡入鉆頭或鉆桿不能取出時(shí)，該孔予以廢棄，重新選擇位置進(jìn)行造孔，并用漿液將廢孔回填密實(shí)。實(shí)際孔深以不超過(guò)設(shè)計(jì)孔深40 cm為宜。鉆孔過(guò)程中認(rèn)真記錄各項(xiàng)原始記錄、施工中的特殊情況及處理方法，鉆孔完成后用高壓風(fēng)吹孔，清理孔口周圍的石渣、浮土、松動(dòng)石塊，驗(yàn)收合格后做好孔口保護(hù)。

4.2 錨桿造孔

將鉆機(jī)調(diào)整至垂直坡面，錨桿孔徑?100 mm，開(kāi)孔偏差不得大于10 cm，如遇有不平順或與原設(shè)計(jì)錨索、錨桿相沖突時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整錨孔孔位，成孔應(yīng)順直，孔壁無(wú)錯(cuò)抬。在鉆孔過(guò)程中如遇巖體破碎導(dǎo)致卡鉆或漏風(fēng)，嚴(yán)重阻礙鉆孔時(shí)，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后采取灌入砂漿的方法進(jìn)行固壁。

4.3 索體制作

鋼絞線切斷采用砂輪機(jī)，要求切口整齊無(wú)散頭。下料長(zhǎng)度考慮到錨墩厚度、錨墊板厚度、千斤頂長(zhǎng)度、工具錨和工作錨的厚度要求，并適當(dāng)留有余度，鋼絞線下料長(zhǎng)度＝實(shí)測(cè)孔深＋2 m。在支架上編索時(shí)，鋼絞線和進(jìn)漿、出漿管路及止?jié){袋應(yīng)平順平攤于工作臺(tái)上，并按設(shè)計(jì)要求排列索體隔離架。隔離架在自由段按照2 m間距設(shè)置，在錨固段按1 m間距設(shè)置，錨固段按照1 m間距使用14號(hào)無(wú)鋅鉛絲對(duì)錨固段進(jìn)行綁扎。隔離架平面應(yīng)與每束鋼絞線垂直，并用細(xì)鉛絲將二者綁牢，扎頭向內(nèi)。

索體前端使用?80鋼管做成花管導(dǎo)向帽，長(zhǎng)度30～50 cm，索體插入導(dǎo)向帽，并用鐵絲將索體與導(dǎo)向帽連接牢固，在索體端部對(duì)其編號(hào)，以便后續(xù)各道工序的施工。內(nèi)錨固段鋼絞線長(zhǎng)度為10 m，其長(zhǎng)度誤差應(yīng)在5 cm以內(nèi)。錨索進(jìn)漿管、出漿管各一組共5根，其中一組在錨固段注漿時(shí)使用，另外一組在自由段注漿時(shí)使用。在錨固段與自由段之間設(shè)一止?jié){袋，采用無(wú)紡布制作，進(jìn)漿管設(shè)在索體中部，里端距導(dǎo)向帽0.2 m，進(jìn)漿管、出漿管外端伸出孔口20 cm左右。

編好的索體要求外表面光滑，各種管道通暢，管口做好臨時(shí)封閉。妥善存放，并登記、掛牌，標(biāo)明錨索編號(hào)、長(zhǎng)度等。存放點(diǎn)符合防潮、防水、防污染要求。

4.4 桿體制作

錨桿鋼筋切斷采用鋼筋切斷機(jī)，下料長(zhǎng)度15 m，采用焊縫連接，將鋼筋端部適當(dāng)彎折，焊縫長(zhǎng)度為14 cm，雙面焊接，將?28鋼筋毛料（9 m）與?28鋼筋（6 m）接至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。

4.5 穿索

人工（約15人）將索體從制索平臺(tái)抬運(yùn)至孔口處，錨索穿索前應(yīng)對(duì)已鉆好的孔進(jìn)行檢查，以便一次穿索成功，如有局部塌孔現(xiàn)象，應(yīng)采取掃孔或固結(jié)灌漿處理。穿索時(shí)，錨索在孔外應(yīng)盡可能平直，人工將索體緩慢均勻地送入，直至完全插入孔內(nèi)。

4.6 穿錨桿

人工將錨桿從制作場(chǎng)地抬至施工面上，先將兩個(gè)滑輪固定在孔口上部3～5 m高度的腳手架上，用2根安全繩將錨桿兩端約4 m處拴牢，人工操縱繩頭，利用滑輪將錨桿緩慢吊至孔口附近，錨桿端部插入孔口，將桿體徐緩送入孔內(nèi)，錨桿尾部剩余80 cm留在孔外，做錨墩和張拉時(shí)使用。

4.7 錨索灌漿

錨索灌漿包括錨固段灌漿和封孔灌漿。錨固段灌漿須在錨索入孔后24 h內(nèi)完成，封孔灌漿須在錨索張拉結(jié)束后3 d內(nèi)進(jìn)行。

錨索錨固段灌漿采用水泥濃漿灌注，灌漿水泥采用42.5水泥。水灰比0.41∶1，微膨脹助流劑摻量為水泥用量的2.5%。灌漿壓力0.5～0.7 MPa，孔內(nèi)灌漿通過(guò)索體灌漿管進(jìn)行注漿，灌注至出漿管出漿，出漿比重等于進(jìn)漿比重，實(shí)際灌注量大于理論進(jìn)漿量，即結(jié)束灌漿。

錨索封孔灌漿采用底部進(jìn)漿管進(jìn)漿，上部回漿管排水、排氣的方式。水灰比0.41∶1，灌漿壓力0.2MPa，回漿比重等于進(jìn)漿比重且不吸漿，隔10 min打開(kāi)回漿管排放一次泌水稀漿，屏漿10 min后方可結(jié)束灌漿、封閉回漿管。

4.8 錨桿灌漿

預(yù)應(yīng)力錨桿長(zhǎng)度為15 m。若有油污必須加以清理，待驗(yàn)收后安裝，內(nèi)錨固段長(zhǎng)度為6 m，灌入M35的水泥砂漿，灌漿壓力為0.2～0.3 MPa。

4.9 錨墩混凝土澆筑

錨墩混凝土澆筑采用42.5水泥，強(qiáng)度等級(jí)C25（7 d）的一級(jí)配混凝土。為提高混凝土早期強(qiáng)度，可摻入適量早強(qiáng)劑。錨墩澆筑前，應(yīng)對(duì)相應(yīng)部位巖石表面進(jìn)行清洗，確保錨墩與基礎(chǔ)面結(jié)合緊密。在立模之前，將加工好的孔口鋼套預(yù)埋在孔內(nèi)，鋼墊板通過(guò)組裝焊接后安裝在錨墩上，模板采用定型木模板，混凝土則按試驗(yàn)確定的配合比，由拌和站拌制，通過(guò)人工抬運(yùn)到施工面（或人工在施工面拌制）。

澆筑時(shí)應(yīng)注意預(yù)埋孔口鋼管與鉆孔中心對(duì)中，錨墩混凝土澆筑時(shí)使用軟軸振搗器加強(qiáng)振搗，防止出現(xiàn)蜂窩麻面，混凝土表面應(yīng)平整、光滑。

4.10 錨索張拉

錨索張拉在錨固段灌漿和錨墩混凝土達(dá)7 d強(qiáng)度后進(jìn)行，張拉前，要計(jì)算每根錨索的理論伸長(zhǎng)值。安裝工作錨具、限位板、夾片、千斤頂及工具錨，工具錨上孔的排列位置須與前端工作錨的孔位一致，不允許與千斤頂穿心孔中鋼絞線發(fā)生交叉現(xiàn)象。錨索張拉時(shí)，應(yīng)逐級(jí)測(cè)量錨索伸長(zhǎng)量。錨索張拉分級(jí)如下：預(yù)緊→200 kN→400 kN→600 kN→800 kN→1 100 kN（鎖定）。

錨索整體張拉前，先用預(yù)緊千斤頂對(duì)單根鋼絞線進(jìn)行預(yù)緊張拉，使錨索鋼絞線受力均勻。錨索預(yù)緊采用循環(huán)方式，單根預(yù)緊張拉力為0.2 MPa。預(yù)緊張拉合格后，由張拉千斤頂分級(jí)整體張拉。每一級(jí)張拉穩(wěn)壓5 min，最后一級(jí)張拉穩(wěn)壓20 min。張拉時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確記錄油壓表編號(hào)、讀數(shù)及每一級(jí)荷載穩(wěn)壓前的伸長(zhǎng)值和穩(wěn)壓后的伸長(zhǎng)值，且與理論伸長(zhǎng)值進(jìn)行比較。實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值不得大于理論伸長(zhǎng)值10%，不得小于理論伸長(zhǎng)值5%，否則應(yīng)查明原因并作相應(yīng)的處理。張拉合格后立即進(jìn)行鎖定。

4.11 錨桿張拉

錨桿張拉采用錨桿張拉儀進(jìn)行，將夾塊固定在錨桿端部，逐步加壓張拉到設(shè)計(jì)張拉力。

4.12 錨索外錨頭保護(hù)

錨索封孔灌漿完成后，錨具外端留15～20 cm鋼絞線，其余部分用砂輪切割機(jī)截去。外錨頭混凝土澆筑之前，應(yīng)將錨具、鋼絞線外露頭、鋼墊板表面水泥漿及銹蝕等清理干凈，并將錨墩混凝土結(jié)合面鑿毛，然后用定型木模板立模，加固可靠后進(jìn)行混凝土澆筑。混凝土標(biāo)號(hào)為一級(jí)配C20（28 d），普通硅酸鹽水泥，澆筑的混凝土應(yīng)平整、光滑，并與錨墩混凝土表面一致。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)邊坡穩(wěn)定性分析和施工程序的控制及檢測(cè)，結(jié)合邊坡開(kāi)挖后巖體應(yīng)力調(diào)整和分布規(guī)律，有針對(duì)性地選擇各種支護(hù)措施的實(shí)施時(shí)機(jī)，對(duì)各種支護(hù)措施在施工時(shí)序上進(jìn)行優(yōu)化組合，確定了合理的邊坡施工程序。此次廠房后邊坡二次加強(qiáng)支護(hù)工程點(diǎn)多面廣、工程量少、工序復(fù)雜，需要配置較多的機(jī)械設(shè)備和各種原材料。后邊坡支護(hù)范圍垂直高差大，施工強(qiáng)度高，上、下作業(yè)面施工干擾較大，潛在的安全隱患較多，但是結(jié)合此工程將工藝簡(jiǎn)單、快速有效的超前支護(hù)與錨噴支護(hù)措施相結(jié)合，為錨索施工贏得了時(shí)間，解決了高邊坡工程中開(kāi)挖與支護(hù)相互制約以及難以組織快速施工等問(wèn)題。