【摘要】巖石錨桿基礎(chǔ)是通過(guò)錨桿與巖石的結(jié)合特性來(lái)承載上部桿塔的下壓力和上拔力，利用錨桿與巖石的結(jié)合力，能顯著減少基礎(chǔ)尺寸和基坑開(kāi)挖量，降低工程材料量和施工費(fèi)用，大大縮短施工周期，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、降低能耗上有突出優(yōu)勢(shì)。我公司在哈密南-鄭州±800kV特高壓直流輸電線路工程中的成功應(yīng)用，標(biāo)志著這項(xiàng)新技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)施工中得以實(shí)現(xiàn)。文章介紹了這項(xiàng)新技術(shù)的工藝控制點(diǎn)、施工工器具的選擇、施工方案及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的結(jié)果。
國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)的哈密南-鄭州±800kV特高壓直流輸電線路工程按照地質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)情況在部分地區(qū)采用錨桿式鐵塔基礎(chǔ)。按該工程測(cè)算，每基基礎(chǔ)節(jié)省方量40m3混凝土，減少基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)間24個(gè)工作日，減少原材料（鋼筋）5t。同時(shí)，積極推廣應(yīng)用錨桿式鐵塔基礎(chǔ)施工技術(shù)，對(duì)于進(jìn)一步提升國(guó)內(nèi)電力設(shè)備企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)和制造能力，以及提升建設(shè)單位施工水平等都具有重要帶動(dòng)作用。該工程新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的研究應(yīng)用，促進(jìn)了“兩型三新”線路工程的建設(shè)，加快了建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為核心的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”步伐。
1提高及改進(jìn)施工工藝的要點(diǎn)
（1）基坑驗(yàn)槽：本工程錨桿式基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)為單腿四根地腳螺栓受力，地質(zhì)對(duì)錨桿受力的影響尤為重要，因此施工前須對(duì)錨孔地質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)槽，只有地質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求才能進(jìn)行施工；
（2）如何提高潛孔機(jī)就位的水平精度，縮短成孔時(shí)間，保證樁孔偏斜、垂直度不超標(biāo)；
（3）如何保證鉆孔的垂直度，隨時(shí)觀察是否出現(xiàn)巖石斷層；
?。?）如何清除孔壁上粘附的土塊及巖粉；
?。?）如何保證細(xì)石混凝土的密實(shí)度。
2巖石錨桿基礎(chǔ)施工流程
3施工方案概述
3.1施工前對(duì)人員、設(shè)備及材料的要求
?。?）施工所用工器具、儀器儀表等應(yīng)有計(jì)量合格證。特種作業(yè)人員必須持證上崗。開(kāi)工前由項(xiàng)目部組織現(xiàn)場(chǎng)工程管理、安全等部門對(duì)所有施工人員進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量、安全等交底，確保施工人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、基礎(chǔ)施工措施充分理解。
?。?）主要設(shè)備及工器具：
由于該工程位于山丘地段，運(yùn)輸條件差，且?guī)r石硬度較高。公司組織各部門技術(shù)人員經(jīng)過(guò)論證認(rèn)為采用KQG120Y潛孔鉆機(jī)與分體空壓機(jī)，便于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸，另因工作效率主要取決于空壓機(jī)排量，故配套空壓機(jī)易采用PDSG800高風(fēng)壓空壓機(jī)，且該空壓機(jī)排量較大，鑿巖效率20-30米/小時(shí)，性能較好，現(xiàn)場(chǎng)較為適用（如表1，2）。
?。?）錨桿材料的要求：
錨桿：按設(shè)計(jì)要求使用M68地腳螺栓（35#鋼）。
水泥：水泥使用PO42.5R級(jí)普硅水泥，并有出廠合格證明和復(fù)試報(bào)告。
水：使用飲用水。
砂：砂的顆粒級(jí)配、含泥量、堅(jiān)固性、有害物質(zhì)含量、氯鹽含量等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；錨桿基礎(chǔ)選用砂的粒徑在0.35-0.5mm之間，比重在2.5-2.75t/m3之間，含泥量≤3.0%；泥塊含量≤1.0%。
石子：石子的顆粒級(jí)配、含泥量、針狀和片狀顆粒的含量、強(qiáng)度、堅(jiān)固性、有害物質(zhì)含量等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；碎石選擇連續(xù)級(jí)配碎石，粒孔洞中細(xì)石混凝土中的碎石粒徑為5～20mm。需注意碎石中針、片狀顆粒含量≤15%；含泥量≤1.0%；泥塊含量≤0.5%。
砂漿及混凝土：根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求、材料和施工條件進(jìn)行砂漿及混凝土配合比的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)；承臺(tái)及立柱混凝土標(biāo)號(hào)為C35，巖石錨桿細(xì)石混凝土標(biāo)號(hào)為C35。
3.2線路復(fù)測(cè)及分坑
按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行線路復(fù)測(cè)，核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地形是否與設(shè)計(jì)相符。按照基礎(chǔ)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行分坑放樣。
3.3上部承臺(tái)基坑的開(kāi)挖
本工程錨桿式基礎(chǔ)上部為掏挖式承臺(tái)，下部為錨孔。在分坑結(jié)束后進(jìn)行上部基坑的開(kāi)挖，開(kāi)挖時(shí)隨時(shí)注意地質(zhì)條件是否與設(shè)計(jì)相符。掏挖式承臺(tái)基坑開(kāi)挖完成后，項(xiàng)目部會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理對(duì)基坑進(jìn)行驗(yàn)槽，符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下道工序。
3.4坑底整平與鉆孔位置的標(biāo)記
由于巖石基坑開(kāi)挖后坑底凹凸不平，不利于鉆機(jī)的固定及錨孔位置的標(biāo)識(shí)，故上部承臺(tái)基坑開(kāi)挖到設(shè)計(jì)深度時(shí)在基坑底部鋪設(shè)2cm厚的素混凝土并整平（在完成灌孔后鏟除），然后按設(shè)計(jì)要求精確標(biāo)識(shí)錨孔位置。
3.5轉(zhuǎn)機(jī)就位找正與固定
在鉆機(jī)就位前各控制樁應(yīng)完整無(wú)缺，復(fù)查地腳螺栓、立柱中心、承臺(tái)中心根開(kāi)尺寸、轉(zhuǎn)角度數(shù)、基礎(chǔ)和錨桿高差、孔間距等，并保證鉆桿的水平投影垂直于坑壁。鉆機(jī)就位找正先通過(guò)水平尺或經(jīng)緯儀操高差的方法對(duì)機(jī)架機(jī)身進(jìn)行操平，然后在鉆機(jī)的鉆桿正、側(cè)面用墜陀垂吊法進(jìn)行粗找，然后利用細(xì)線將墜陀在鉆桿下端中心部位系住，待墜陀穩(wěn)定后，檢查鉆桿頂部中心、墜陀的尖部、樁孔的中心是否在同一鉛垂線上，通過(guò)微移找正，直至鉆桿頂部中心、鉆桿下端中心、樁孔中心在同一條鉛垂線上，再利用鉆機(jī)的自身重力與液壓系統(tǒng)固定好鉆機(jī)的支腿、機(jī)架和機(jī)身，使鉆機(jī)在工作過(guò)程中不產(chǎn)生晃動(dòng)，以保證成孔的垂直度。
3.6鉆孔與鉆桿垂直度的控制
（1）開(kāi)鉆前，必須經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員的同意后方可開(kāi)鉆。成孔后經(jīng)監(jiān)理及質(zhì)檢員檢查，簽字后，才能進(jìn)行下道工序。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況，控制鉆進(jìn)速度，防止因?yàn)殂@桿下降速度過(guò)快、巖石破碎過(guò)慢造成蹩鉆或潛孔鉆機(jī)的移動(dòng)。遇到障礙物時(shí)應(yīng)停鉆，等情況清楚后再鉆進(jìn)或采取相應(yīng)措施。
（2）鉆進(jìn)時(shí)必須平穩(wěn)施鉆，龍頭與主鉆桿不允許有大的擺動(dòng)，其鉆進(jìn)速度不宜過(guò)快，以免強(qiáng)行進(jìn)鉆造成孔的彎曲變形或傾斜。鉆進(jìn)過(guò)程中，必須對(duì)鉆進(jìn)速度、孔深、地層換層、特別是持力層等做好詳細(xì)、清楚和全面的記錄。若發(fā)現(xiàn)實(shí)際地層地質(zhì)與設(shè)計(jì)勘測(cè)資料不相符時(shí)應(yīng)做好準(zhǔn)確記錄并及時(shí)向監(jiān)理和設(shè)計(jì)報(bào)告。記錄必須與實(shí)際工序同步，如實(shí)填寫(xiě)。當(dāng)鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)潮濕地質(zhì)結(jié)構(gòu)層時(shí)，如鉆進(jìn)時(shí)無(wú)粉塵吹出現(xiàn)象時(shí)，必須停鉆，待設(shè)計(jì)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。鉆孔的深度以鉆桿進(jìn)深深度為控制依據(jù)，當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)空鉆出土，以減少拔鉆時(shí)的阻力，然后拔出鉆桿。
?。?）鉆桿垂直度的控制：采用雙經(jīng)緯儀加水平尺控制的方法控制鉆桿的垂直度。在順線路方向及橫線路方向各架設(shè)一臺(tái)經(jīng)緯儀，在鉆桿就位及開(kāi)挖時(shí)用來(lái)觀察鉆桿的垂直度。采用磁性水平尺，在調(diào)整鉆桿時(shí)吸附在鉆桿上，配合經(jīng)緯儀控制鉆桿的垂直度。鉆桿每下降20cm調(diào)整一次鉆桿，以保證錨孔的垂直。
3.7孔深和垂直度的檢查及清孔
?。?）在錨孔鉆挖完成后，檢查成孔深度及垂直度是否符合設(shè)計(jì)。方法一：采用與孔徑相同直徑順直的管材，并在管材上做與孔深相同的印記，探入孔底，如進(jìn)出順暢，并達(dá)到孔深印記，孔深和垂直度符合要求；方法二：按照設(shè)計(jì)尺寸量取錨孔的中心點(diǎn)，用激光對(duì)準(zhǔn)器從中心點(diǎn)水平往孔壁移動(dòng)，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)器產(chǎn)生的激光與下部孔壁重合時(shí)，量取上部對(duì)準(zhǔn)器與錨孔上部坑壁的距離L，然后量取錨孔的深度H。計(jì)算錨孔的傾斜度是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
?。?）如孔深和垂直度符合設(shè)計(jì)要求，即可進(jìn)行成孔清洗。因在鉆孔時(shí)經(jīng)過(guò)高壓氣流的沖刷，故只剩下孔內(nèi)壁粘附的土塊及石粉需要清洗。清洗方法：在直徑14mm的鋼筋上綁扎好布條用來(lái)做清洗孔的主要工器具“拖把”。在清洗時(shí)注意不能有水滴落，保證“拖把”的濕潤(rùn)即可。每次清洗時(shí)用干凈的水沖洗“拖把”，以保證清洗的干凈度。當(dāng)清洗“拖把”的水不再有雜物沉淀時(shí)，則孔已清洗干凈。如不慎將雜物或水弄進(jìn)孔內(nèi)，則用高壓氣槍吹出，重新清洗錨孔。
3.8錨孔灌漿
在完成地腳螺栓固定及找正后可以進(jìn)行灌孔。灌孔用的砂石料及水泥必須經(jīng)過(guò)有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，符合規(guī)范要求才能使用。嚴(yán)格按照配合比拌制混凝土。為保證混凝土的流動(dòng)性，防止粘掛內(nèi)壁，在攪拌時(shí)稍微增加水的比重?；炷翑嚢韬煤?，用小鏟將混凝土送入深度為4850mm、直徑為170mm的錨孔內(nèi)，沿孔周圍對(duì)稱填入，每填入300mm高時(shí)，用直徑14mm的鋼釬搗固，混凝土須搗固密實(shí)，使錨桿與孔壁及混凝土之間緊密結(jié)合。在下料過(guò)程中須進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算300mm高度時(shí)填充量，實(shí)際操作過(guò)程中每300mm高度填充量不得小于計(jì)算量，如在300mm高度灌孔結(jié)束時(shí)，混凝土剩余較多，則證明混凝土密實(shí)度不夠或有漏搗，需要重新?lián)v固。其充盈系數(shù)為1.1-1.3，以保證整體填充密實(shí)。
3.9進(jìn)坑底部素混凝土清理及承臺(tái)模板支立、澆制
在完成灌孔后，清理底部剩余的混凝土殘?jiān)霸谄秸信_(tái)底部找平時(shí)的素混凝土，以保證混凝土與巖石的粘連。清理完成后進(jìn)行上部承臺(tái)模板支立。因?yàn)樯喜磕０遢^短，容易出現(xiàn)漲?，F(xiàn)象。采取上部加壓的方式固定。承臺(tái)模板固定結(jié)實(shí)后，按常規(guī)施工進(jìn)行承臺(tái)混凝土的澆制及養(yǎng)護(hù)。
4結(jié)語(yǔ)
錨桿式鐵塔基礎(chǔ)施工是輸電線路鐵塔基礎(chǔ)施工的新課題、新技術(shù)。通過(guò)哈密南-鄭州±800kV特高壓直流輸電線路工程現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，這種施工方式是可行的。該工程新技術(shù)、新工藝、新材料的研究應(yīng)用，促進(jìn)了“兩型三新”線路工程的建設(shè)，加快了建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為核心的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”步伐。
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