張鎮(zhèn)平

（昆明華正工程管理有限公司 云南昆明 650000）

0 引言

白鶴灘水電站右岸8#尾水調壓室為圓筒形阻抗式，開挖體型為流線形，尺寸為直徑48m，高度116.5m，底部與尾水隧洞及尾水連接管相交形成四岔口。

由于高地應力影響，8#尾水調壓室C4層間錯動帶下盤井身部分區(qū)域會存在片幫現(xiàn)象，部分區(qū)域開挖成型較差。經(jīng)現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn)，8#調壓室井身段出現(xiàn)了開裂、鼓脹、彈射掉塊現(xiàn)象；C4層間錯動帶附近出現(xiàn)了陡增現(xiàn)象，下盤井身部分區(qū)域出現(xiàn)噴層開裂掉塊現(xiàn)象，并伴隨有應力釋放聲響。經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，井身段部分區(qū)域有7束錨索鋼絞線彈出破壞，3束錨索測力計測值發(fā)生突降；高程567m、方位角121°錨索應力高達5000kN以上。

1 支護方案

按照BHT/0417-《金沙江白鶴灘水電站右岸引水發(fā)電系統(tǒng)地下洞室群開挖支護施工技術要求》實施。

具體補強支護要求：全長黏結預應力錨索T=3000kN，L=30m/35m，完成施工193束；普通砂漿錨桿C32，L=9m，完成541束；掛網(wǎng)鋼筋φ8@15cm×15cm 完成 11.8t；龍骨筋 φ16@1m×1m 完成 9.7t；噴 C25混凝土完成356m3；GPS2型主動防護網(wǎng)完成3240m2。

2 施工規(guī)劃

2.1 通道布置

上部施工通道：右岸大橋營地→右岸進廠臨時公路→進廠交通洞（4#公路）→尾調室交通洞→8#尾調室上室→環(huán)形鋼棧橋→“Z”字樓梯→工作面。

下部施工通道一：右岸大橋營地→右岸進廠臨時公路→進廠交通洞（4#公路）→6#公路→尾水隧洞1#施工支洞→尾水隧洞1#施工支洞下岔洞→7#（8#）尾水隧洞→7#（8#）尾調室→塔梯→工作面。

下部施工通道二：右岸大橋營地→右岸進廠臨時公路→進廠交通洞（4#公路）→尾水連接管1#施工支洞→尾水連接管1#施工支洞下岔洞→15#、16#尾水連接管→8#尾調室→塔梯→工作面。

300t吊車從15#連接管進入工作面，入場沿線道路不平整部位回填石渣將道路整平。

井內人行通道：施工人員主要采用上、下游側布置的塔梯進出工作面，同時與現(xiàn)有的“Z”字樓梯組成人員上下通道兼逃生通道。

2.2 總體施工程序

根據(jù)擬定的施工方案，8#尾水調壓室應急加固施工程序如下：

（1）300t吊車掛設主動防護網(wǎng)（同步進行物探孔的施工）→從537m高程墊渣至558m高程形成施工平臺→三臂鑿巖臺車鉆孔探測565m附近巖體情況→558m平臺排架底部基礎找平→從558m高程搭設盤扣式腳手架至新增錨索頂部（下游側A區(qū)至591.75m、上游側B區(qū)至606.25m）→自上而下逐層進行加強支護施工（包括：松動巖體清理、主動防護網(wǎng)拆除、鎖邊錨桿、系統(tǒng)鋼筋網(wǎng)（包括龍骨筋）、噴混凝土、錨索施工、再次恢復主動防護網(wǎng)、拆除該層施工排架），按照上述施工順序循環(huán)完成全部加強支護后，清除墊渣→完工。

（2）8#尾水調壓室井身加強支護施工平面上分為A、B兩個區(qū)，A、B區(qū)加強支護同步進行。

3 施工方法及工藝

開始施工前完成風、水、電管線布設，線路應滿足平、直、順、齊要求，固定安全可靠。根據(jù)資源投入計劃配置人員和機械設備，認真做好作業(yè)人員相關交底及班前會教育活動，認真檢查施工設備是否處于正常運行狀態(tài)。嚴格按設計參數(shù)完成排架搭設，經(jīng)驗收合格后掛牌使用。

3.1 錨索施工

具體施工工藝流程如圖1所示。

圖1 全長黏結型預應力錨索施工工藝流程

鉆孔：錨索施工主要采用哈邁YXZ-90A全液壓錨固鉆機進行鉆孔，T=3000kN錨索鉆孔直徑為φ180mm，施工以盤扣式腳手架為平臺；T=1500kN錨索鉆孔直徑為φ165mm，施工以渣堆/φ48鋼管腳手架為平臺。井內施工平臺最大高度達約48m，75t吊車最大起吊高度約為40m，錨索鉆機需拆卸后采用75t吊車吊至598m高程，然后在施工排架上安裝5T手拉葫蘆逐層提升至頂層作業(yè)平臺進行組裝。組裝就位后，應保證鉆桿中心線與錨索孔軸線重合，并與平臺架可靠固定，按要求設置連墻件進行加固。13#、14#尾水連接管一側錨索采用普通鋼管腳手架作為施工平臺，最大搭設高度約19m，鉆機就位采用25t/50t汽車吊吊運；15#、16#尾水連接管錨索施工則主要依靠558.0m墊渣平臺，局部高度不足部位通過搭設小排架提高平臺高度。

編束：有黏結1500kN預應力錨索由10根7A5型A15.2鋼絞線組成，有黏結3000kN預應力錨索由21根7A5型A15.2鋼絞線組成，標準強度1860MPa，松弛級別Ⅱ級。鋼絞線在施工現(xiàn)場統(tǒng)一采用砂輪切割機切斷，要求切口整齊、無散頭現(xiàn)象。錨索下料長度=實測孔深+鋼錨墩厚度+孔口墊層混凝土厚度+工作錨具厚度+預留長度+千斤頂長度+工具錨具厚度+測力計高度。

安裝：錨索體下索前，應采用高壓風對孔道再次清理，并對錨索索體進行檢查。下索時利用錨索孔口附近錨桿固定手拉葫蘆，然后采用手拉葫蘆牽引、人工輔助的方式將錨索送入孔內。錨索的轉彎半徑不宜小于5m，垂直運輸時吊點的間距不宜大于3m。索體就位后，及時將錨索外露部分包裹，以防污損。

灌漿：在錨索灌漿前，先檢查整套灌漿機械設備的工作性能，必須正常工作并滿足施工要求。采用高速攪拌機進行水泥漿拌制，3SNS灌漿泵進行灌漿，漿液采用M735水泥凈漿，隨拌隨用，漿液初凝前必須用完，否則應棄用。有黏結型錨索灌漿時首先對止?jié){包進行灌漿，止?jié){包灌漿完成后即可進行內錨段灌漿，待錨索張拉鎖定后再進行張拉段灌漿，灌漿壓力0.3～0.5MPa，灌漿過程中，需觀察回漿管的排水、排漿情況，施工時可在回漿管上懸掛一個充滿水的塑料瓶，以觀察回漿管的排氣情況。當排漿比重與灌漿比重基本相同時，方可進行屏漿，屏漿壓力0.5MPa，屏漿時間20-30min。純水泥漿拌制不少于30s，實測注漿量應大于理論計算量，回漿比重不應小于進漿比重。

張拉：錨索張拉分預緊、張拉、鎖定設計噸位和補償張拉四個階段。本施工中張拉時先進行單根預緊，然后整體分級張拉，采用以張拉力控制為主、伸長值校核的雙控操作方法。按照設計通知要求，本次新增的1500kN、3000kN預應力錨索張拉鎖定荷載分別為設計荷載的80%、70%，即張拉荷載分別為 p′=0.8P=0.8×1500kN=1200kN、p′=0.7P=0.7×3000kN=2100kN。

具體張拉分級為：0.25p′→0.5p′→0.75p′→1.0p′→1.05%p′→靜載持續(xù)30min→鎖定，張拉分級如表1、表2所示。

表1 1500kN錨索張拉分級

表2 3000kN錨索張拉分級

張拉伸長值按以下公式進行校核：

△L=PL/AE

式中：△L——伸長值，mm；

P——預應力鋼絞線的平均張拉力，取張拉端的張拉力與計算截面處扣除孔道摩擦損失后張拉力的平均值，N；

L——預應力鋼絞線從張拉端至計算截面的孔道長度，mm；

E——預應力鋼絞線彈性模量，1.95×105MPa；

A——預應力鋼絞線的截面積，1×7-15.2-1860鋼絞線截面積A=140mm2。

3.2 錨桿施工

根據(jù)設計通知，8#尾水調壓室井身開裂部位兩側各布置有1排帶墊板普通砂漿錨桿C32，L=9m@1×1m，外露10cm，第一排距離開裂跡線50cm，墊板尺寸 200×200×8mm。

3.3 主動防護網(wǎng)安裝

主動防護網(wǎng)在施工時，先掛設上游側的主動防護網(wǎng)，后掛設下游側的主動防護網(wǎng)，上游側的雙層主動防護網(wǎng)先掛設內層，再掛設外層。主動防護網(wǎng)施工工藝流程如下：

測量放樣：專業(yè)測量人員利用全站儀進行測量放樣，輔以人工利用鋼尺量測插筋固定點孔位。

插筋施工：原則上采用外露系統(tǒng)錨桿作為固定點，將主動防護網(wǎng)與所有外露錨桿固定，防護網(wǎng)為了防止固定點上繩卡滑脫，在固定點上繩卡的下方幫焊φ12，L=10cm的鋼筋。無外露錨桿部位則采用插筋固定。因預錨及無外露砂錨、錨墩、掛網(wǎng)鋼筋已被噴層覆蓋，打孔時應盡量避開，若打到鋼筋無法造孔時可在附近區(qū)域重新開孔，直至插筋孔滿足要求。

支撐繩安裝：先安裝縱向支撐繩，后安裝橫向支撐繩。縱向支撐繩標準間距為4.5m，安裝時先將支撐繩的一端用繩卡固定在固定點上，然后將支撐繩繞回并在一起，再用繩卡鎖死。然后在另一端臨時固定，用緊線器或葫蘆拉緊支撐繩后固定，再逐個用繩卡將支撐繩的中間區(qū)域與固定點固定。

鋼絲格柵網(wǎng)鋪掛：從施工安全和減少裁剪工作量考慮，格柵的鋪掛一般由上往下進行，格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5cm，兩張格柵網(wǎng)間的縫合以及格柵網(wǎng)與支撐繩間用φ1.2鐵絲按1m間距進行綁扎或直接利用格柵鋼絲按縱橫向1.0m間距相互反鎖（反扣）固定，應使網(wǎng)塊盡可能平展并緊貼噴混凝土面。

4 結語

白鶴灘水電站右岸8#尾水調壓室應急加固施工方法的成功應用，對工程整體的穩(wěn)定性具有極其重要的作用。由于采用了合理的應急加固方法，按照科學化、標準化、程序化作業(yè)施工要求，保證了應急搶險加固施工順利完成，施工質量達到了優(yōu)良標準，取得了良好、經(jīng)濟效果。