摘要 小浪底工程导流洞(三条)总长3888.5m,最大开挖断面跨度达23.7m.围岩构造裂缝节理发育,岩体自稳差。在开挖过程中仅采用锚网喷支扩,由于应用了树脂张拉锚杆(5-10m)而确保了洞室开挖后的稳定,本文介绍了该 锚杆的结构设计、工作原理、施工工艺、现场拉拔试验等,并讨论了影响预应力锚固效果的主要因素。 由TEB承建的导流洞由三条组成,总长3888.5m,通过上下游两条施工支洞进入中导洞进行导流洞开挖支护。该洞施工特点:一是洞室大,最大开挖断面跨度达23.7m,最小的亦有14.3m,且系洞室群,上下左右洞室间距小,施工技术要求高。二是地质状况较差,整个洞室处于红色砂岩、板岩充粘土岩地区,水平层理,节理发育并伴有竖向滑面,结构面间粘土充填,且有裂隙水渗漏侵蚀,同时有F244、F236、F238三条大断层斜穿洞室围岩自稳性差施工困难。三是洞室断面形式复杂,共计25种形式的开挖断面,有圆形、方形、城门形、马蹄形等,受力状况不佳。其四是执行FIDIC条款,工艺新、标准高、要求严等。 1 导流洞的锚网喷支护参数及施工方案 导流洞室开挖后,接着进行下列工序:初喷5cm厚砼――安设树脂张拉灌浆锚杆(直径φ25-32mm,长度5-10m,距离1.25m,最小抗拔力为表1表示,注浆水灰比0.38-0.45)――挂网(φ8mm×200mm×200mm)复喷砼至15cm设计厚度.待整个洞室开挖和锚网喷支护完成后,再开始进行模注砼二次衬砌. 表1 锚杆直径与最小抗拔力对比表 锚杆直径(mm) 要求最小抗拔力(kN) 18 50 22 80 25 100 28 120 32 170 2 树脂张拉锚杆结构设计 2.1 锚杆设计标准及施工要求 根据小浪底水利枢纽工程第二标进水口洞群和溢洪道招标文件中有关规定,张拉锚杆最小锚固能力如表1所示。 张拉锚杆灌浆后,其最小抗拔力为表1所示的二倍。 洞室爆破后6h内,所有系统张拉锚杆应安装张拉到距掌子面1.5m范围内,爆破后16h内,所有锚杆都必须安装张拉到掌子面。所有锚杆端部用树脂锚固40mm,即有如表1承载能力。全同规定安装20根张拉锚杆,就应对其中任意一根进行拉拔试验,若达不到上述要求,则所有的锚杆均为不合格锚杆,并对不合格锚杆不予计价,还要求重新补设锚杆。 该工程地质条件差,洞室断面大,在开挖过程中仅采用了锚网喷支护,由于应用了长大树脂张拉锚杆而确保了洞室在挖后的稳定和安全,充分发挥了张拉锚杆临时支护和永久支护作用的特点。 2.2 锚杆的基本结构 锚杆内锚头锚固剂采用了淮南矿务局合成材料厂生产的美亚牌树脂药卷,药卷直径23-35mm,标准长度300-370mm,其主要性能指标包括: 抗压强度:σ>60MPa;剪切强度:T>35MPa; 容重:γ=1.9-2.2tg/cm3;弹模:E>1.6×10GPa; 粘结强度:对混凝土>7ma; 对螺纹钢>16ma. 振动疲劳寿命:>800万次;泊松比:μ>0.3; 贮存期:m>9monthsa;适用温度:-30-60℃ 凝胶时间常温25℃下为3min,凝胶后平均固化时间为15min,树脂固化后,即可承受荷载。 树脂锚固长度的确定是锚杆结构设计中较为重要的环节。本工程中张拉锚杆的树脂锚固长度是首先根据表1中所规定的抗拔荷载指标和树脂性能指标以及围岩条件初步计算得出理论值,计算时乘以K=2的安全系数,最后通过现场多次试验不断加以调整而确定该值的。本工程中φ25mm锚杆的树脂锚固长度为400-500mm;φ32mm锚杆的树脂锚固长度为500-600mm;树脂锚固长度确定后,每孔装入树脂药卷数量随钻孔直径、药圈体积、杆体直径等变化,孔径与药卷直径要匹配,且孔径与锚杆直径及排气回浆管的直径存在很大关系,一般情况下,孔径不小于杆体直径与二倍的排气回浆管直径之和为宜。 3 树脂张拉预应力锚杆施工工艺 3.1 画眼 按支护设计要求在岩面上画出需施设的锚杆眼位置。 3.2 钻孔 借助凿岩台车、锚杆钻机或手风钻在下一个循环炮眼作业的同时进行锚杆钻孔作业,采用φ25mm锚杆、φ32mm时,锚杆成孔直径分别为φ44mm(φ42mm钻头)、φ47mm(φ45mm钻头);最大直径不超过50mm(φ48mm钻头)。在选用钻头型号时,首先要考虑目前国产标准钻头。 3.2.1 孔深 板钻眼时严格控制钻孔深度,一般比锚杆短20cm左右,以便能套上垫板垫圈、螺帽,并能进行张拉为原则,一要求孔深只能超,不能欠,且最大超差不得大于5cm。 3.2.2 孔向 锚杆孔向应垂直开挖支护线(即开挖轮廓线),其方向偏差Δθ<2%[θ]。 3.2.3 孔位 锚杆孔开口偏差Δd<10cm。 3.3 孔口整平 孔口周围与锚杆垫板接触的岩面要保持平整并垂直孔轴线。可以人工用锤子凿平,或用C20快硬水泥砂浆抹平。 3.4 清锚杆孔 凿岩台车或其它凿岩钻机钻成孔后在钎子退出之前,钻孔直接用其高压水冲洗直至孔口流出清水为止,最后 一定用高压风吹出孔内的残碴,泥屑和积水,确保孔内清洁干净,清孔的质量直接影响着锚杆的锚固力,是决定锚杆锚固质量的重要环节。 3.5 放置药卷 清孔后应及时放置药卷,以免时间长后孔内 |
河北 秦皇岛 | 建筑施工
2 关注
1 粉丝
1 发帖
0 荣誉分
∨
简介
二维码(建议尺寸80*80)