1、瀑布沟泄洪洞工程出口自然边坡加固施工方案1、工程概况泄洪洞出口挑流鼻坎左侧边坡陡峭，岩体风化、破碎、裂隙发育。设计院经过雾化研究，于 2007 年 9 月 6 日下发设计通知【水泄字 2007-03 号 总 013号】 ，需对泄洪洞出口开口线以外自然边坡进行加固处理，以利该边坡的稳定和泄洪洞出口安全运行。处理范围：高程约为747.00777.00m，见附图泄洪洞出口自然边坡加固平面布置图 。采用锚索加固，锚索参数：P=1500KN，L=35m、40m 交错布置，入射角俯角5 度，间距 5.0m，排距 8.0m。支护参数可根据现场实际情况适当调整。地质条件：泄洪洞出口左侧自然边坡主要为花钢岩，岩
2、体强风化强卸荷。呈碎裂镶嵌结构，裂面普遍张开，山体陡峭。已有左岸低线公路：该公路高程为677.00m，贯穿整个泄洪洞，是本工程的主要利用道路之一。2、工程量根据现场踏勘，泄洪洞出口左侧自然边坡岩体强风化强卸荷。呈碎裂镶嵌结构，裂面普遍张开，山体陡峭。为满足雾化安全及施工安全，保证边坡稳定，锚索仅满足了边坡深层加固，加固仅为点加固，表面松散体并没有达到加固目的，经研究，我部认为需对边坡挂网喷护支护。主要工程量如下：表 1 泄洪洞出口左侧自然边坡加固工程量表序号 工程项目 单位 工程量 备注1 锚索 根 60 1500KN，L=35m、40m 交错布置2 锚杆 根 500 25，L=4.5m，间排
3、距 3.0m3 挂网钢筋 Kg 17775 820cm4 喷射混凝土 m 675 C20 混凝土，厚 15cm5 钢管栈道 米 120 施工垂直通道6 5 吨缆索 套 1 材料及机具设备垂直运输7 操作脚手架 m 4500注：上表中工程量为估算工程量，施工时以实际发生计。3、技术要求（1）锚索材料为高强度低松弛无粘结钢绞线，强度级别 1860MPa。钢绞线材料应符合预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2003 和 ASTM A416-98 的要求。锚索体采用 10 束钢绞线组成，钢绞线单束直径 15.24mm。（2）锚固段置于微新岩体内，锚固段长度为 8m。（3）锚索钻孔直径 140，锚索孔
4、深设计为 L=35m、40m，交错布置，具体深度根据岩石情况调整以满足锚固要求。孔斜不得大于 5，不得使用水钻。（4）锚索孔内注浆采用全孔一次注浆，注浆浆液为 P.O42.5R 水泥净浆，水泥结石体 7d 抗压强度不低于 35Mpa；出浆口注浆压力控制为 0.30.5MPa。（5）锚墩混凝土标号 C35，封锚混凝土标号 C20。4、施工布置施工道路：已有左岸低线公路，公路高程为677.00m。施工供风：在677.00m 高程布置 2 台 20m/min 电动空压机。施工用水：采用直径 50 钢管，在泄洪洞洞口处接已有供水主管。施工供电：利用泄洪洞出口已有 400KVA 变压器。施工通道：从左岸
5、低线公路677.00m 高程开始，采用钢管搭设栈道直至750.00m 高程。栈道布置见图泄洪洞出口自然边坡加固平面布置图 【图纸编号：出口边坡加固-01】和泄洪洞出口自然边坡加固施工栈道示意图 【图纸编号：出口边坡加固-02】 。垂直运输设备：布置 5 吨揽索一根，运送施工材料及机械设备。5 吨揽索见图泄洪洞出口自然边坡加固平面布置图 【图纸编号：出口边坡加固-01】和泄洪洞出口自然边坡加固缆索示意图 【图纸编号：出口边坡加固-03】 。施工布置见附图泄洪洞出口自然边坡加固平面布置图 【图纸编号：出口边坡加固-01】 。5、施工方案由于支护加固区域位于泄洪洞出口挑流鼻坎左侧上方，与出口挑流鼻坎
6、同时段施工，为不影响直线工期上的挑流鼻坎的顺利施工，本工程开始施工后，首先搭设栈道，采用人工清除支护区域的浮石、杂草，并挂网喷射 15cm 厚C20 混凝土。施工并安装 5 吨揽索，搭设钻架平台，然后进行锚索的钻孔、穿索、注浆、锚墩浇筑、张拉等施工。5.1 施工顺序风、水、电准备栈道搭设人工清坡（清除浮石、杂草等）5 吨揽索安装搭设钻架平台挂网喷射 15cm 厚 C20 混凝土封闭保护钻机就位进行锚杆、锚索施工。5.2 喷射 C20 混凝土施工5.2.1 施工工艺喷混凝土选用 P.O32.5 普通硅酸盐水泥，粗骨料最大粒径 15mm，采用经试验选定的配合比。喷混凝土采用 TK961 型湿喷机喷
7、混凝土施工法，其工艺流程如下：混凝土喷射时，分片、分块、分层进行，采用自上而下螺旋形喷射。5.2.2 施工方法配料严格按设计配合比配料，拌制混合料的称量允许偏差为：水泥和速凝剂2%砂、石和速凝剂3%拌和采用强制式拌和机拌料，搅拌时间不小于 1min。掺和料掺有外加剂时，搅拌时间适当延长。喷射喷射前，使用 W/c=0.8:1 的水泥浆润滑管路。粗骨料细骨料水泥水搅拌机 喷射机 喷嘴 喷射面风速凝剂由低向高处喷射。每次喷射厚度为 5.06.0cm。分二层喷射，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝 1h 后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。喷射时，喷头处的风压应保持在 0.1mpa。喷头
8、与受喷面应垂直，不允许小于 45，喷嘴与受喷面保持 0.61.0m 的距离。喷头作螺旋状运动，均匀连续喷射。喷射时，必须控制好水灰比，保持混凝土表面平整，并湿润光泽，无干斑和滑移流淌现象。5.3 锚索施工5.3.1 工艺流程5.3.2 锚孔编号使用红油漆标定孔位，并标明孔号。5.3.3 手架搭设及钻机就位 脚手架搭设脚手架搭设原则：必须稳定牢固，满足施工承载要求，具有足够的强度、刚度和稳定性。锚索施工施工用脚手架采用钢管搭设双排脚手架，从747.00m 高程起步。底部固定采用插筋（25 钢筋）作为立柱固定点，插筋长度 1.5 米，锚入岩体深度 1m，外露 0.5m。底层立杆钢管直接插入插筋内，
9、确保底角稳定牢固。脚手架搭设时，严格按钢管脚手架安全规范要求进行搭设。脚手架管采用42mm，壁厚 3.5mm 钢管，符合 Q235-A 钢，整根料长 6m。脚手架纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于 3 跨；纵向水平杆接长采用搭接连接。搭接长度不应小于 1m，应等间距设置 3 个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于 100mm。脚手架下部设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上方不大于200mm 处的立杆上，横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件锚墩浇筑锚索体
10、制作清孔下锚 张拉待凝锚孔定位编号 钻机就位 造孔超张拉 封锚注浆连接。对接搭接应符合下列规定：、立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的 1/3；、搭接长度不应小于 1m，应采用不少于 2 个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于 100mm。立杆横向间距按 1.4 米搭设，步高1.8m。作业层脚手板应铺满铺稳。双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑。剪刀撑的设置应符合下列规定：每道剪刀撑跨越立杆的根数宜小于 7 根。每道剪刀撑宽度不应小于 4 跨，且不应小
11、于 6m，斜杆与地面的倾角宜在 4560 之间。高度在 24m 以下的单、双排脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于 15m。高度在 24m 以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑，剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接。脚手架搭设沿坡面上升，脚手架架身固定采用短脚手架管与岩石上钻孔安装的插筋连接，保证脚手架搭设完成后底部、腰部、顶部都得到加固连接。插筋采用 25 钢筋，长度 1.2m1.5m，锚固入岩体深度 1m，外露0.3m0.5m，通过短钢管与脚手架立杆连接，防止脚手架侧向偏移。双排脚手架搭设完成后，施工平台采用马道
12、板进行满铺。 钻机就位为使锚孔在施工过程中及成孔后其轴线的倾角、方位角符合设计及规范要求，必须保证钻机就位的准确性、稳固性。项目部测量队协同机组工作人员调整钻机立轴轴线，使其与锚孔设计中心轴线的方位角及俯角保持一致；方位角及俯角满足要求后，用卡固件将钻机卡牢固稳。试运转后，再次测校钻机立轴轴线与锚孔设计中心轴线，使其保持一致。钻机就位并满足要求后，请监理工程师到现场验收合格并同意开孔后，方才开机钻进。5.3 .4 锚孔造孔 1500KN 级锚索孔基本技术参数： 孔径：140mm。 方位角：严格执行设计要求。锚孔俯角：5。 锚固段长度：8m。 锚索孔深度：L=35m 、40m 交错布置，具体深度
13、根据岩石情况调整，以满足锚固要求为原则。 造孔设备、机具 设备：选用 YG-70 钻机造孔。 机具：YG-70 钻机配套 140 钎头。 钻进方法 钻进压力：开孔时，使钎头紧贴岩面低压冲击，平稳缓缓推进即可；正常钻进时 Pf=24KN。每钻进 1m 即缓慢反复倒杆直至孔口无岩粉返出。 转速：开孔转速 n=0；正常钻进转速 n90r.p.m 。 风量：Q =1214m/min 。 造孔注意事项开孔前，清除孔口附近松动岩块。开孔时应严格控制钻具的倾角及方位角，当钻进 20cm30cm 后，使用地质罗盘校核角度，角度校核无误后开孔钻进；当钻孔进行 0.5m1m 时，二次校核钻孔角度，确认正确后，继续
14、钻进；若发现孔位偏离设计角度，应及时进行调整，保证钻孔角度符合设计要求。在钻进过程中及时测量孔斜及时纠偏，终孔孔轴线偏差不得大于孔深的 2%，倾角偏差不得大于 3。每钻进1m，必须缓慢倒杆1m，往返不少于 2 次，直至孔口无岩粉返出，以利充分吹粉排渣，避免卡钻及重复破碎。锚索成孔应顺直，孔壁无错台、无松动石块。在钻进过程中，为防止孔径相差过大，使得下锚时困难。可备 4 个钎头，每个钎头打 10m15m 左右，就轮换一个。锚索孔钻孔的终孔深度为：设计孔深+40cm ，以保证实际孔深满足设计要求，终孔孔径不得小于设计孔径 10mm。在钻孔过程中，如遇岩石破碎或地下水渗漏严重钻进受阻时，应采取固结灌
15、浆等赌漏止水措施。若岩石岩性软弱孔壁易坍塌，应采取跟管钻法钻进成孔。钻孔过程中应做好地质观察和记录，确保锚固段处于稳定的基岩内。终孔验收合格后应及时安装锚索。 破碎地层段的钻进措施 在钻进遇到破碎地带时，为保证成孔质量及效率，对钻孔进行固结灌浆，待凝等强后扫孔继续钻进。在钻进过程中，认真做好钻孔记录，为分析判断孔内地质条件提供依据。 清孔钻孔完毕，用高压风冲吹钻孔，直至孔口返风手感无尘屑，延续 510 分钟，孔内无沉渣。钻孔清孔完毕，进行钻孔检测，合格后进行下锚工作。5.3.5 预应力锚索体制作 钢绞线选用符合预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2003 和 ASTM A416-98 标准要
16、求的 1860MPa 高强度低松弛无粘结钢绞线，公称直径 15.24mm，捻向为左捻。无粘结钢绞线为防腐油脂敷裹并用护套包裹，厚度 0.8-1.2mm，具有良好的防腐效果和可全孔一次注浆等优点。高强度低松弛无粘结钢绞线性能指标见表 2。钢绞线强度利用系数70% 。表 2 高强度低松弛无粘结钢绞线力学性能荷载（KN）强度级别（Mpa）公称直径（mm）横截面积（mm 2）弹性模量（KN/mm 2） 屈 服 破 断松弛级别延伸率（%）1860 15.24 140 19510 234.6 260.7 3.5 自由式压力分散型预应力锚索体制作组成：导向帽、单锚头、锚板、注浆管、高强低松弛无粘结钢绞线等（
17、见图 1） 。自由式压力分散型预应力锚索 1500KN 级分 4 组锚头，每组锚头间距 1.2m。图 1 自由式压力分散型预应力锚索结构示意图下料：使用砂轮切割机下料。钢绞线下料长度 L=锚固段长度 Lm +自由段长度 Ly+锚墩长度 Ld+张拉长度 Ll。锚索下料完成后，钢绞线放置在编制架上，剥除锚固段外层护套，然后使用细河砂清擦防腐油脂，然后再用棉纱沾柴油清擦油脂，油脂全部清洗擦完后，采用干净棉纱将钢绞线锚固段擦除干净。经过监理工程师检查验收合格后，进行锚索体编制。按要求制作单锚头。组装将钢绞线顺直排列在加工平台上。按照要求装配单锚头、锚板、托板进行锚头部分的制作，根据设计要求，锚索体编制
18、时采用分组编制，3 束钢绞线为一组，端部安装单锚头，然后使用 1 组锚板固定。按设计要求采用 10 束钢绞线编制 1 根锚索体，每组 3 根，共分 4 组布置。每组锚头间隔 1.2m。按照隔离架上对应位置安放顺直注浆管，同时注意使注浆管在锚索体中的相对位置满足要求，按不大于 2m 的间距安置隔离架，并用黑铁丝捆扎。在锚索体外侧安置对中架，使得预应力锚索体在钻孔内居中放置。每束钢绞线端部采用 ESGYQ50-140 型挤压器将挤压锚具压紧在钢绞线端部，锚固段顶部安装导向帽。挤压锚具型号采用 ESMP15-1 型。对组装好的锚索按照对应的锚索孔进行编号，并妥善放置备用。表 3 隔离架、对中架、导向
19、帽规格表锚索吨位 锚索孔径 隔离架 对中架 导向帽 锚板1500KN 140 120 120 114*3 165*605.3.6 下锚下锚方式采用人工下锚。下锚时，操作人员要协调一致，用力均匀，只能nD0.6m2115.24 15.24往里推，不能往外拉，保证锚索体在孔内顺直不扭曲。5.3.7 注浆注浆方式：锚索体入孔完成后，采用全孔一次注浆，然后进行张拉工序，张拉完成后进行回填灌浆。制浆设备：350 型搅拌机。材料：水泥：普通硅酸盐水泥 P.O42.5R，业主供材。水：采用黑马自然水，符合拌制水工混凝土用水的要求。浆液配比：采用 0.36：1 浆液水灰比，锚固段浆液结石强度指标满足：张拉前达
20、到 30MPa。搅拌时间：t3min。锚索孔灌注、锚固注浆前，应检查制浆设备、灌浆泵是否正常；检查送浆及注浆管路是否畅通无阻，确保灌浆过程顺利，避免因中断情况影响锚固注浆质量。、自由式压力分散型预应力锚索注浆采用注浆泵灌注。灌注前先压入压缩空气，检查管道畅通情况。灌注方法：采用孔口阻塞器封闭灌注。浆液从注浆管向内灌入，孔内空气由排气管排出。注浆结束标准：排出的浆液浓度与灌入的浆液浓度相同，且不含气泡时为止，注浆压力控制 0.30.5MPa，封孔时压力达到 0.5MPa 。注浆浆液取样试验为给锚索张拉提供依据，注浆时对预应力锚索的灌浆浆液应取样做抗压强度试验。锚固注浆设备清洗 制浆结束后，应立即
21、清洗干净制浆机、送浆管路等，以免浆液沉积堵塞。5.3.8 锚墩浇筑锚墩混凝土浇筑前，锚墩基面应平整，清除浮土、碎石、松石。孔口套管的安装必须与孔轴、锚索同心，并镶入孔内。锚墩外形尺寸、加强钢筋应符合设计图纸要求。锚墩混凝土中锚索孔采用PVC 套管做为护套管，锚索体从套管内穿出。钢垫板与套管应正交，倾斜不得超过 0.5。模板安装尺寸误差不应大于10mm。锚墩混凝土强度应符合设计要求。锚墩用钢筋必须符合国家标准、设计要求，钢筋的机械性能如抗拉强度、屈服强度等指标经检验合格，钢筋应除锈、调直，外表面检查合格，锚墩钢筋制安时，先用风钻在锚索孔周围坡面上对称打孔 10 个，8 根 2m 长锚杆（25级钢
22、筋） ，外露 0.7m，2 根 1.5m 插筋（20级钢筋） ，2m 锚杆用于锚墩锚固，1.5m 插筋用于固定锚墩钢筋网片。锚杆注浆采用 M20 水泥砂浆灌注。钢筋网片与插筋点焊接固定（图 2） 。焊接过程中，不得损伤钢绞线。图 2 锚墩示意图钢垫板安装：钢垫板牢固焊接在钢筋骨架上，其预留孔的中心位置置于锚孔轴线上，平面上与锚孔轴线正交，其误差不得大于 0.5。锚墩、钢垫板规格见表 4。表 4 锚墩、钢垫板尺寸表锚索吨位锚墩尺寸(长 宽高 mm)锚墩尺寸(顶：长宽 mm)钢垫板规格(长宽高 mm)备 注1500KN 11001100400 400400 32032030钢垫板中心孔径140mm
