【摘要】左岸進(jìn)廠交通洞K1+433～K1+465洞段開挖斷面尺寸為13.1×10.8，圍巖為震旦系上統(tǒng)燈影組（Z/2d）灰色厚層、巨厚層微晶白云巖，巖體中微裂隙很發(fā)育，沿裂隙巖體多風(fēng)化、溶蝕，圍巖類別屬Ⅳ2類，主要支護(hù)措施為鋼支撐+錨噴支護(hù)，開挖支護(hù)后一個月內(nèi)，噴射砼有明顯的裂縫，鋼支撐出現(xiàn)了較大的變形，日變形量最大值達(dá)到5mm，30日累計變形量超過10cm，根據(jù)現(xiàn)場揭露的地質(zhì)和實際施工情況，對產(chǎn)生變形的洞段，采取增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行加固，有效地控制了圍巖變形。本文主要介紹預(yù)應(yīng)力錨桿在隧道軟弱圍巖加固中的應(yīng)用。
一、工程概況
烏東德水電站左岸進(jìn)廠交通洞為左岸進(jìn)入地下廠房的主要交通通道，全長1.98km，采用隧洞凈寬8.4m，凈高8.8m的城門洞襯砌斷面，隧洞平均縱坡為2.27%，最大縱坡為6.01%。
左岸進(jìn)廠交通洞K1+433～K1+465洞段開挖斷面尺寸為13.1×10.8，巖體為炭泥質(zhì)薄層白云巖且遇水軟化，主要支護(hù)措施為鋼支撐+錨噴支護(hù)，開挖支護(hù)后一個月內(nèi)，噴射砼有明顯的裂縫，鋼支撐出現(xiàn)了較大的變形，日變形量最大值達(dá)到4mm，30日累計變形量超過10cm，根據(jù)現(xiàn)場揭露的地質(zhì)和實際施工情況，對產(chǎn)生變形的洞段，采取增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行加固。
二、工程地質(zhì)條件
左岸進(jìn)廠交通洞K1+433-K1+465段圍巖為震旦系上統(tǒng)燈影組（Z/2d）灰色厚層、巨厚層微晶白云巖，巖體中微裂隙很發(fā)育，沿裂隙巖體多風(fēng)化、溶蝕，圍巖屬Ⅳ2類，斷層F7及其影響帶寬約8m～10m，巖體較破碎，圍巖為Ⅳ2類。
三、預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計
3.1設(shè)計參數(shù)
采用端頭錨固型張拉錨桿，錨桿張拉力為5t，32（Ⅲ級鋼）鋼筋，長度9m，孔徑不低于76mm；錨桿間距為1.0m×1.0m。錨固段長3.0m，采用高強錨固劑材料，其初、終凝時間在30～100分鐘，5小時強度不小于20MPa，28d強度大于30MPa；錨桿孔口承壓墊座尺寸為200mm×200mm×10mm，高強螺栓鎖定；自由段采用水泥漿灌漿，灌漿管φ16mmPE管，回漿管φ12mmPE管。
3.2工程材料設(shè)計
錨桿材料采用高強度螺紋鋼筋，強度等級HRB400，鋼筋材料要求無銹、順直的整根鋼筋加工，不得采用焊接加長。
錨桿端部工絲長度為20cm，孔口承壓鋼墊座、高強螺栓必須符合五金技術(shù)規(guī)范技術(shù)要求；水泥采用轎子山牌水泥，標(biāo)號為P.O42.5；高強錨固劑選用邢臺的JN1229-M藥卷式高強快速錨固劑。
四、施工技術(shù)
4.1工藝流程
錨桿間距為1.0m×1.0m，分兩批實施，先按2.0m×2.0m間距布置，再按1.0m×1.0m實施第二批加密錨桿，應(yīng)避免與已實施的系統(tǒng)錨桿和拱架發(fā)生矛盾。
張拉預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝：施工準(zhǔn)備→鉆孔→清孔→內(nèi)錨段速凝型錨固藥卷灌注→桿體安裝→封口→孔口墊座安裝→張拉→自由段注漿→外露錨桿桿體保護(hù)。
4.2施工方法
4.2.1造孔
本工程采用潛孔鉆QZJ-100B。該類型鉆機(jī)輕便靈活，便于上下鉆機(jī)，有利于施工安全。由于巖層破碎，容易塌孔，經(jīng)過多種工法比較，決定采用潛孔錘跟管技術(shù)鉆孔解決塌孔問題。
潛孔鉆QZJ-100B潛孔鉆采用Ф115mm偏心鉆頭配套Ф108mm導(dǎo)管，采用CZ90型沖擊器，φ60mm鉆桿。
由于預(yù)應(yīng)力錨桿布置在洞內(nèi)側(cè)墻，錨桿施工時為利于灌漿，可向上或向下傾斜5°～10°，盡可能與巖層呈較大交角，鉆孔深度9m，鉆孔完成后及時洗孔，利用潛孔鉆洗孔，當(dāng)孔內(nèi)不再有濁水流出時，結(jié)束沖洗。
4.2.2注高強錨固劑
注裝高強錨固劑時，先根據(jù)孔內(nèi)錨固段的長度在注漿管上做出標(biāo)記，使用GTMQ28型錨槍將高強錨固劑打入孔內(nèi)，拔管時要緩慢，每次不大于5cm。
張拉預(yù)應(yīng)力錨桿內(nèi)錨固段設(shè)計長度以3.0m計，高強錨固劑正常用量60支左右（大約15～15.5kg）。
4.2.3預(yù)應(yīng)力錨桿制作和安裝
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)計要求制作成型，然后用汽車運至施工現(xiàn)場。在預(yù)應(yīng)力錨桿桿體上每2.0m處焊接φ6mm的圓環(huán)作為對中裝置。桿體端部加工為螺栓段，長度為200mm。加工好的桿體按規(guī)范要求進(jìn)行檢查驗收，驗收合格的桿體，及高強螺母必須與桿體絲牙配套。
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，停止推送，然后用木楔臨時固定桿體。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)。
4.2.4安裝托板、墊筋和螺帽
高強錨固劑初凝后，開始安裝預(yù)應(yīng)力錨桿托板、墊圈和螺帽，并調(diào)整托板位置使之與預(yù)應(yīng)力錨桿軸線垂直。采用高強錨固劑快速墊平，每次約需要3～5卷錨固劑處理墊板。
4.2.5張拉鎖定
預(yù)應(yīng)力錨桿的張拉鎖定應(yīng)在高強錨固劑強度達(dá)到20Mpa進(jìn)行。根據(jù)選用的錨固劑的初、終凝時間以及張拉預(yù)應(yīng)力錨桿生產(chǎn)性試驗結(jié)果。最早張拉時間為高強錨固劑注裝后12小時。
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。張拉設(shè)備采用TG-1000型扭力扳手，須對扭力扳手進(jìn)行率定后方可使用。
張拉時一次加載到張拉力的100%（50KN，扭力扳手讀數(shù)約為580，），然后鎖定桿體。錨桿鎖定后48小時內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失大于錨桿拉力設(shè)計值的10%時，應(yīng)進(jìn)行補償張拉。
4.2.6自由段灌漿
張拉結(jié)束后開始對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0.5：1，灌漿壓力為低壓（0.1～0.2MPa）或無壓。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，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。
五、質(zhì)量檢查和驗收
5.1無損檢測
預(yù)應(yīng)力錨桿驗收方式主要有無損檢測試驗，無損檢測應(yīng)在預(yù)應(yīng)力錨桿注漿14天后進(jìn)行。在不同作業(yè)區(qū)按3%比例進(jìn)行隨機(jī)抽查。
交通洞K1+433～K1+465段預(yù)應(yīng)力錨桿共完成434根，無損檢測抽檢14根，查明了其密實度和長度，滿足施工檢測要求，檢測錨桿質(zhì)量全部合格。
5.2位移監(jiān)測
交通洞K1+433～K1+465段按照5m間距在鋼拱架上布設(shè)了8個監(jiān)測斷面，每個斷面布設(shè)3個點，觀測位移收斂成果，根據(jù)圍巖收斂效果采取進(jìn)一步措施進(jìn)行處理，確保巖層均處于穩(wěn)定狀態(tài)。
六、結(jié)束語
烏東德水電站左岸進(jìn)廠交通洞K1+433～K1+465洞段圍巖變形后，采用預(yù)應(yīng)力錨桿加固技術(shù)進(jìn)行處理，及時控制了圍巖的進(jìn)一步變形和破壞，加固效果明顯，滿足設(shè)計和規(guī)范要求。該預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝簡單，工效高，施工質(zhì)量有保障，推廣在大型隧道軟弱圍巖加固中廣泛應(yīng)用。
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