本文通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)在水電站施工中獲得成功運(yùn)用后，預(yù)應(yīng)力錨桿施工確定了有關(guān)施工參數(shù)，完善了施工工藝，驗(yàn)證了預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)效果，達(dá)到了良好的錨固效果，同時(shí)證明預(yù)應(yīng)力錨桿施工速度快、質(zhì)量?jī)?yōu)良，加強(qiáng)支護(hù)的成效好、在較短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定了邊墻圍巖，為后續(xù)開(kāi)挖施工提供了有利的安全保障。
該工程預(yù)應(yīng)力錨桿為端頭錨固型黏結(jié)型式，參照水電站工地預(yù)應(yīng)力錨桿施工的成熟經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合該工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，決定選用“速凝水泥卷式錨固劑+緩凝砂漿”的錨固體組合方案，即錨固段用錨固風(fēng)槍注入水泥卷式錨固劑，張拉段灌注以緩凝錨固劑配制的緩凝砂漿，從而既能保證內(nèi)外段的良好銜接又能實(shí)現(xiàn)快速?gòu)埨?/div>
3施工工藝及技術(shù)要求
3．1工藝流程
3．2施工準(zhǔn)備
3．2．1材料準(zhǔn)備
預(yù)應(yīng)力錨桿施工所用材料主要有：速凝錨固劑、緩凝錨固劑、錨桿桿體及配套的錨具附件。
錨桿桿體為Φ36Ⅱ級(jí)20MnSi螺紋鋼筋，采用無(wú)銹、順直的整根鋼筋加工；錨具附件包括鋼墊板、球型墊圈和螺帽。預(yù)應(yīng)力錨桿的加工制作包括桿體一端車(chē)絲、一端切角、焊接對(duì)中支架以及鋼墊板加工等。其中，桿體端部車(chē)絲按購(gòu)買(mǎi)的專(zhuān)用螺帽的絲牙參數(shù)進(jìn)行，車(chē)絲長(zhǎng)度30cm，同時(shí)為減小插桿阻力，另一端需進(jìn)行切角削尖。為保障錨桿保護(hù)層，在桿體上設(shè)置對(duì)中支架，每個(gè)對(duì)中支架采用4根Φ8、L=30mm的圓鋼點(diǎn)焊在桿體上，從桿體兩端lm處開(kāi)始設(shè)置，間距2．5m，呈梅花型共布置5組?？卓阡搲|板采用普通鋼板，其尺寸為25cm×25cm×2cm，其內(nèi)扎略大于錨桿直徑即可。配套的球型墊圈和螺帽直接從專(zhuān)用廠家購(gòu)買(mǎi)。
錨固劑選用特種建材廠生產(chǎn)的8604一K3型速凝水泥卷式錨固劑和8604一Ml型散裝緩凝錨固劑。
3．2．2設(shè)備準(zhǔn)備
預(yù)應(yīng)力錨桿施工設(shè)備主要有：徠卡TCl700全站儀1臺(tái)、DQY-l地質(zhì)羅盤(pán)1個(gè)、100B潛孔鉆l臺(tái)、MQ-30錨固風(fēng)槍l把、TG-2000扭力扳手2把、空壓機(jī)1臺(tái)、注漿機(jī)l臺(tái)、螺紋滾絲機(jī)l臺(tái)。
3．2．3技術(shù)準(zhǔn)備
預(yù)應(yīng)力錨桿施工之前需進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作：①鋼筋力學(xué)性能檢驗(yàn)，保證鋼筋材質(zhì)滿足質(zhì)壤要求；②速凝錨固劑和緩凝砂漿的初凝、終凝時(shí)間及強(qiáng)度的試驗(yàn)測(cè)定；③采用鋼筋測(cè)力計(jì)對(duì)扭力扳手進(jìn)行率定，繪制“力矩一張拉力”率定曲線圖。
3．3放樣、鉆孔
根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)按錨桿布置圖進(jìn)行孔位放樣，用紅油漆標(biāo)明。錨桿孔向垂直于邊坡，對(duì)于出露于邊坡的順坡向裂隙，則與裂隙方向垂直．設(shè)計(jì)孔深為12m，孔徑為Φ90mm。固定好鉆機(jī)后對(duì)準(zhǔn)巖面上孔位標(biāo)識(shí)下鉆，孔位偏差不得大于10cm，開(kāi)鉆時(shí)采用低壓風(fēng)小功率緩慢鉆進(jìn)，鉆進(jìn)50cm后調(diào)整至正常風(fēng)壓和轉(zhuǎn)速，在鉆孔過(guò)程中用量角器控制鉆桿豎直方向角，用地質(zhì)羅盤(pán)控制鉆桿水平方向角，角度偏差不得大于20，鉆孔深度通過(guò)鉆桿的長(zhǎng)度標(biāo)記控制，孔深誤差要求在±10cm以?xún)?nèi)，若超深則采取孔底堵塞的方法進(jìn)行處理。錨桿孔鉆進(jìn)過(guò)程中，如遇塌孔或掉塊難以鉆進(jìn)時(shí)，可先進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，然后繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆孔結(jié)束后通過(guò)孔內(nèi)鉆桿鉆具反復(fù)用風(fēng)吹洗鉆孔，待孔口沒(méi)有鉆渣和巖粉返出時(shí)方可停止，取出孔內(nèi)鉆具后用水泥袋臨時(shí)堵塞保護(hù)。
3．4錨固段灌注
采用MQ-30專(zhuān)用錨固風(fēng)槍以風(fēng)動(dòng)力通過(guò)插入孔內(nèi)的Φ40mmPVC注料管將錨固劑注入至錨固段。首先將錨固風(fēng)槍與主風(fēng)管和注料管連接好，根據(jù)錨桿孔深度和錨固段長(zhǎng)度在注料管上相應(yīng)位置用膠帶做好標(biāo)記，以便控制入孔深度，然后將注料管插入到孔底，通過(guò)錨固風(fēng)槍采用風(fēng)水聯(lián)合法清洗鉆孔，待鉆孔清洗干凈后將注料管從孔底向外拔出35cm，即可開(kāi)始用風(fēng)槍向孔內(nèi)注入錨固劑，藥卷使用前先用水浸泡約lmin左右，風(fēng)槍壓力控制在0．5～0．7MPa。每裝入1支錨固劑藥卷即摳動(dòng)風(fēng)槍扳手向孔內(nèi)注入1支錨固劑，同時(shí)將注料管向外拔出2cm左右，如此連續(xù)不斷地向孔內(nèi)注入錨固劑直到計(jì)劃用量完成為止，同時(shí)注意檢查錨固段長(zhǎng)度，不足的要補(bǔ)滿，完成后將注料管拔出孔外。
3．5安插錨桿
速凝錨固劑注入完畢后，立即采用人工插入已加工制作好的錨桿，安插之前在桿體上綁扎好張拉段的進(jìn)漿管，進(jìn)漿管采用D20塑料管，距張拉段底端不大于50cm，桿體外露長(zhǎng)度20cm。插桿操作要緩慢、勻速，切忌擾動(dòng)桿體過(guò)大，要求在20min內(nèi)完成插桿作業(yè)。
3．6張拉段灌漿
預(yù)應(yīng)力錨桿安插到位后應(yīng)迅速進(jìn)行張拉段緩凝砂漿的灌注。緩凝砂漿嚴(yán)格按照配合比準(zhǔn)確配料，要求使用粒徑不大于2．5mm的中細(xì)砂。攪拌時(shí)間應(yīng)不低于3min，保證砂漿稠度適中、拌制均勻，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工強(qiáng)度控制拌漿量。注漿操作人員隨著漿液的均勻注入緩慢拔管，原則上由注漿壓力把注漿管慢慢擠出，注至孔口lm段時(shí)拔管速度應(yīng)適當(dāng)減緩。防止?jié){液流出．確?？卓诙巫{飽滿，最后用棉紗將孔口封堵密實(shí)。
3．7安裝墊板、墊圈和螺帽
張拉段注漿完成后，即開(kāi)始安裝孔口鋼墊板、球型墊圈和螺帽，并調(diào)整墊板位置使之與錨桿軸線垂直。若巖面平整度較差，采用球型墊圈也難以調(diào)平螺帽與墊板平行，可用手錘對(duì)巖面進(jìn)行局部鑿平或用適量速凝錨固劑墊平。
3．8張拉鎖定
錨桿的張拉鎖定應(yīng)在緩凝砂漿初凝前、速凝錨固劑強(qiáng)度達(dá)到20MPa后進(jìn)行。根據(jù)性能試驗(yàn)，8604一K3型速凝水泥卷式錨固劑浸水后30min初凝，4h強(qiáng)度達(dá)到20MPa以上，而8604一M1型緩凝錨固劑砂漿10h以后初凝。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工強(qiáng)度，控制在錨桿安插后4～8h之內(nèi)進(jìn)行張拉。張拉前用活動(dòng)扳手對(duì)螺帽進(jìn)行預(yù)緊，保證托板緊貼巖面后，用鋼板尺測(cè)量螺帽外桿體長(zhǎng)度。張拉采用扭力扳手加載，一次張拉至設(shè)計(jì)張拉力的110％(110kN)，然后鎖定桿體，再次測(cè)量桿體張拉后螺帽外桿體長(zhǎng)度。兩次測(cè)量長(zhǎng)度之差即為張拉伸長(zhǎng)值。
預(yù)應(yīng)力錨桿張拉按照伸長(zhǎng)值與張拉力雙控指標(biāo)進(jìn)行控制，按《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》的驗(yàn)收要求，從50％拉力設(shè)計(jì)值到最大荷載之間的張拉伸長(zhǎng)值應(yīng)該超過(guò)自由段長(zhǎng)度理論伸長(zhǎng)值的80％，且小于自由段長(zhǎng)度與1／2錨固段長(zhǎng)度之和的理論彈性伸長(zhǎng)值，根據(jù)材料力學(xué)公式計(jì)算可得桿體理論伸長(zhǎng)值允許范圍為3～6mm。
4施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
(1)錨固劑是預(yù)應(yīng)力錨桿的關(guān)鍵材料，必須按進(jìn)場(chǎng)批次進(jìn)行抽樣檢測(cè)，經(jīng)品質(zhì)檢驗(yàn)合格后方可使用，存放時(shí)使用支架堆放，防止受潮結(jié)塊。
(2)鉆孔必須滿足設(shè)計(jì)要求的孔徑、孔深和傾角，采用適宜的鉆孔方法控制偏差、確保精度，以便后續(xù)的灌注作業(yè)和桿體安插能夠順利進(jìn)行。
(3)嚴(yán)格控制錨固劑藥卷的浸泡時(shí)間，過(guò)短會(huì)導(dǎo)致水未浸透，影響錨固力，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)造成過(guò)分稀釋?zhuān)尘哿ο陆?；?yán)格控制錨固劑的用量，防止錨固段灌注不密實(shí)，或是錨固劑進(jìn)入到張拉段。
(4)張拉是預(yù)應(yīng)力錨桿施工成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格控制在錨固段與張拉段凝結(jié)時(shí)間差之內(nèi)完成張拉作業(yè)。扭力扳手的預(yù)設(shè)刻度應(yīng)根據(jù)率定曲線準(zhǔn)確設(shè)定，張拉時(shí)通過(guò)螺帽與鋼墊板之間的球型墊圈調(diào)節(jié)傳力方向，保證張拉力的方向與錨桿桿體一致。扭力扳手每張拉50根錨桿需要重新率定1次，以保證其精度。
5結(jié)語(yǔ)
該工程采取錨固段灌注速凝水泥卷式錨固劑，張拉段灌注緩凝砂漿的方法，利用內(nèi)外段凝結(jié)時(shí)間差實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力錨桿的快速?gòu)埨?。采用錨固風(fēng)槍注入錨固劑藥卷，能夠準(zhǔn)確地控制注入數(shù)量，且錨固劑藥卷浸泡后稠度較大，不易流動(dòng)，使錨固段灌注質(zhì)量得到了有效保證。采用緩凝錨固劑配制的緩凝砂漿，大幅延長(zhǎng)了張拉段的凝結(jié)時(shí)間，既保障了張拉作業(yè)，又達(dá)到了較強(qiáng)的后續(xù)錨固封閉作用。經(jīng)超聲波無(wú)損檢測(cè)，張拉段預(yù)應(yīng)力錨桿周邊砂漿的密實(shí)度平均達(dá)90％以上，錨固效果優(yōu)良，較好地穩(wěn)定了尾水主洞洞口不穩(wěn)定圍巖，為尾水隧洞出口下挖施工提供了良好的支護(hù)保證。
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