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　　1、工程概況

 

　　錦屏二級(jí)水電站利用雅礱江下游河段150km長(zhǎng)大河彎的天然落差，通過長(zhǎng)約16.67km的引水隧洞，截彎取直，獲得水頭約310m。4#引水隧洞沿線上覆巖體一般埋深1500～2000m，最大埋深約為2525m，具有埋深大、洞線長(zhǎng)、洞徑大的特點(diǎn)。現(xiàn)在已經(jīng)開挖至里程引（4）10+900，已經(jīng)入強(qiáng)巖爆區(qū)，埋深2000m左右。

 

　　為了使系統(tǒng)支護(hù)起到真正的作用，華東水利水電設(shè)計(jì)院結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況，將原設(shè)計(jì)的普通砂漿錨桿變更為漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿，漲殼式預(yù)應(yīng)力錨桿可以通過改變預(yù)緊力，減小或消除拱頂及側(cè)墻的拉應(yīng)力區(qū)，彌補(bǔ)巖體抗拉強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，支護(hù)形成的承載結(jié)構(gòu)特性和錨桿的預(yù)拉力（初錨力）對(duì)巖層的穩(wěn)定性起到了更為關(guān)鍵的作用。

 

 

　　漲殼式預(yù)應(yīng)力錨桿的錨頭端通過旋轉(zhuǎn)漲開與巖層錨固，以錨頭與巖層的摩擦力形成抗拉拔力，采用扭力扳手施加預(yù)應(yīng)力，承受巖層壓力，維護(hù)巖層穩(wěn)定。

 

　　2.1支護(hù)機(jī)理

 

　　漲殼式預(yù)應(yīng)力錨桿可在巖層內(nèi)部通過漲殼產(chǎn)生著力點(diǎn)，能有效抵抗深部圍巖傳遞的壓力，在注漿時(shí)中空注漿錨桿是一根注漿管，注漿完畢后即能起到一根高強(qiáng)錨桿或錨索的作用，因而能有效抑制圍巖變形。注漿作為改善圍巖性質(zhì)的重要技術(shù)，能在原位提高破碎巖體的力學(xué)性能，并顯著提高破碎巖體的完整性，破碎巖體注漿并進(jìn)行錨桿支護(hù)后，可為錨桿內(nèi)著力點(diǎn)和拱形壓縮帶的形成創(chuàng)造可靠條件。而漲殼式預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿可以克服錨固力低的缺陷，采用注漿與預(yù)應(yīng)力錨桿兩種不同性能支護(hù)的組合結(jié)構(gòu)對(duì)巖層進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，能發(fā)揮兩種支護(hù)形式的各自特點(diǎn)。

 

　　3、施工工藝

 

　　3.1錨桿造孔

 

　　采用353E和DT1130三臂臺(tái)車進(jìn)行錨桿孔的施工，錨桿孔的孔軸方向滿足施工圖紙的要求（1m×1m），其孔位偏差不大于100mm，為規(guī)范錨桿孔位置，采用測(cè)量班放基準(zhǔn)線的方法。即按錨桿間距，每隔6米放一環(huán)錨桿孔位基準(zhǔn)線。其錨桿的孔軸方向盡可能垂直于開挖面。漲殼式預(yù)應(yīng)力錨桿均采用“先安裝錨桿后注漿”施工工藝，上傾孔鉆孔直徑應(yīng)大于錨桿直徑25mm以上，下傾孔鉆孔直徑應(yīng)大于錨桿直徑40mm以上。錨桿孔深必須達(dá)到施工圖紙的規(guī)定（4.5m），孔深偏差值不大于50mm。用高壓風(fēng)沖洗、清掃錨桿孔，確?？變?nèi)不留石粉，不得用水沖洗鉆孔。

 

　　3.2錨桿安裝

 

　　安裝前檢查孔深，清除鉆孔內(nèi)的石屑與巖粉，安裝好錨頭漲殼，錨頭漲殼以反轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)安裝至錨桿錨頭。錨桿外漏以錨桿就位后其外漏段的絲扣長(zhǎng)度可以安裝錨墊板、螺帽等部件為適度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求錨桿外漏長(zhǎng)度不得大于10cm。

 

　　3.3錨桿漲殼漲開

 

　　采用YT28鑿巖鉆機(jī)通過纖維套連接錨桿體，然后高速旋轉(zhuǎn)桿體，通過漲殼與巖層的摩擦力，使其漲開，錨固巖層。在漲殼漲開過程中，直至鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)不動(dòng)錨桿體為止，證明漲殼已經(jīng)漲開。如遇個(gè)別漲殼無法漲開，應(yīng)檢查漲殼是否損壞或孔道是否有塌腔，進(jìn)行及時(shí)更換漲殼或重新施工鉆孔。

 

　　3.4預(yù)應(yīng)力施加

 

　　3.4.1漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿孔口處，如有不平整巖面，應(yīng)先采用早強(qiáng)砂漿找平處理，砂漿強(qiáng)度必須保證能承受錨桿張拉的最大荷載。然后安裝螺母和錨墊板。螺母先用普通扳手對(duì)其旋轉(zhuǎn)擰緊，使其牢固。

 

　　3.4.2張拉前對(duì)扭力扳手進(jìn)行率定。根據(jù)率定結(jié)果進(jìn)行一元線性回歸分析，得出一元線性相關(guān)方程，并根據(jù)一元線性相關(guān)方程計(jì)算達(dá)到T=80KN的初始預(yù)應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的扭矩值。采用扭力扳手進(jìn)行張拉，通過連接套筒，旋轉(zhuǎn)錨桿螺母，使錨桿張拉伸長(zhǎng)。張拉過程中保持錨桿軸向受力，必要時(shí)在錨墊板和螺帽之間設(shè)置球面墊圈。

 

　　3.4.3漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿正式張拉前，先將扭力扳手設(shè)定到相應(yīng)的扭矩值。張拉前檢查套筒和螺母是否連接完好，防止偏心受力。漲殼式預(yù)應(yīng)力錨桿正式張拉，張拉至設(shè)計(jì)荷載的100%時(shí)，扭力扳手會(huì)發(fā)出“咔嚓”的響聲，證明也張拉指設(shè)計(jì)值。漲殼式預(yù)應(yīng)力錨桿鎖定后48h內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失大于錨桿設(shè)計(jì)值的10%時(shí)，進(jìn)行補(bǔ)償張拉。張拉力的大小必須滿足設(shè)計(jì)要求。張拉錨桿擰緊螺帽的扭矩不小于100Nm。錨墊板安裝后，定期檢查其緊固情況，如有松動(dòng)，及時(shí)處理。對(duì)于間距較小的錨桿群，注意錨桿張拉時(shí)的相互影響。扭力扳手應(yīng)該定期進(jìn)行校驗(yàn)。

 

　　3.5錨桿注漿

 

　　3.5.1注漿機(jī)具選用UB6型注漿泵注漿，采用漿液攪拌桶制漿。砂漿拌和均勻，保證隨拌隨用，一次拌和的砂漿在初凝前必須用完，并嚴(yán)防石塊、雜物混入。

 

　　3.5.2注漿過程中現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員全程旁站，填寫注漿記錄。注漿時(shí)，當(dāng)錨桿平行或向下時(shí)，中空錨桿本身作為注漿管，錨墊板有預(yù)留出漿口。采用錨桿連接螺母將注漿管和錨桿桿體連接，漿液通過錨桿體內(nèi)注進(jìn)，從錨墊板出漿口溢出同濃度漿液后，完成注漿。當(dāng)錨桿向上時(shí)，錨墊板預(yù)留出漿口作為進(jìn)漿口，錨桿桿體作為出將口。漿液通過進(jìn)漿口進(jìn)入，逐漸溢滿孔道，再通過錨桿頭流入錨桿體內(nèi)，直至溢出，完成注漿。在整個(gè)過程中，應(yīng)注意注漿壓力及流量，防止注漿管爆裂。

 

 

　　漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿技術(shù)是一種將現(xiàn)代注漿加固技術(shù)與新型錨桿（兼顧注漿管和高強(qiáng)錨桿雙重特性）支護(hù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起的新型加固支護(hù)技術(shù)，即保證了錨桿的支護(hù)，又克服了普通錨桿錨固力僅依賴錨桿兩端作用的弊端，大大提高了錨桿支護(hù)效能。

 

　　漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿主要工序?yàn)殄^桿張拉和錨桿注漿，比其它錨桿沒有更多繁瑣的工序。張拉時(shí)采用扭力扳手，只需一兩個(gè)人幾分鐘就可以簡(jiǎn)單的完成。注漿過程也普同其它錨桿。但在結(jié)構(gòu)上，漲殼式預(yù)應(yīng)力錨桿卻比其它錨桿有效的加固了圍巖，實(shí)現(xiàn)了錨桿對(duì)巖層的主動(dòng)支護(hù)，保證了施工安全，加快了施工進(jìn)度，值得廣泛推廣。

 

 

　　漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿在錦屏4#引水隧洞中有效的得到了應(yīng)用，對(duì)巖層的加固作用得到了充分的體現(xiàn)，有機(jī)的結(jié)合了臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)，對(duì)高地應(yīng)力下的巖爆也提到了良好的防治作用，對(duì)施工安全和施工進(jìn)度都得到了最大程度的提高。