仙居抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁錨桿施工質量控制措施分析

李 亞 東， 仵 海 強

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

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仙居抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁錨桿施工質量控制措施分析

李 亞 東， 仵 海 強

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

浙江仙居抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁錨桿的施工受地質圍巖狀況及施工技術等條件限制，質量控制較為困難，經過采取事前控制、事中控制及事后控制等措施，使巖錨梁錨桿施工質量得到了有效控制。

地下廠房；巖錨梁；錨桿；質量控制；仙居抽水蓄能電站

1 工程概況

仙居抽水蓄能電站位于浙江省仙居縣湫山鄉境內，為日調節純抽水蓄能電站，安裝4臺單機容量為375 MW的抽水蓄能機組，總 裝 機 容 量 為1 500 MW。地下廠房開挖長度為176 m，高度為55 m，最大寬度為26.5 m。巖錨梁位于廠房第Ⅱ層，開挖高程為128.6～136.5 m，長度為157.5 m。巖錨梁錨桿的施工質量直接關系到橋機的運行安全，是整個地下廠房施工的關鍵。

地下廠房巖錨梁錨桿施工質量控制的關鍵在于如何保證鉆孔孔位和角度符合要求(孔位上下偏差不能大于3 cm，左右偏差不能大于5 cm；角度偏差不能大于2°)，以及如何確保錨桿砂漿密實度達到要求(密實度不小于90%)。為達到設計要求，在控制過程中主要通過設備選型、測量放樣、鉆孔過程、驗孔措施、注漿過程以及外觀等方面進行控制。若不采取切實有效的控制措施，巖錨梁錨桿的施工質量將極大地影響后期巖錨梁混凝土的澆筑及廠房運行過程中橋機的安全。

2 巖錨梁錨桿施工質量控制措施

2.1 基本概況

仙居抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁共設置3排錨桿，其中A錨桿共計420根，孔口高程為133.95 m，方向為上傾25°，規格為φ36@75 cm，L=10 m，入巖8 m；B錨桿共計420根，孔口高程為133.5 m，方向為上傾20°，規格為φ36@75 cm，L=10 m，入巖8 m，A錨桿與B錨桿垂直方向錯距375 mm布置；C錨桿共計411根，孔 口 高 程 為131.7 m，方向為下斜30.26°，規格為φ32@75 cm，L=8 m，入巖6.5 m，C錨桿與A錨桿在垂直方向對齊布置；D錨桿為主變運輸洞洞口上方替代原C錨桿位置，孔口高程為131.7 m，方向為下斜30.26°，規格為φ32@75 cm，L=4.5 m，入巖3 m；另外，在巖錨梁范圍內132.6 m高程處布置有一排邊墻系統支護錨桿，共計210根，方向為垂直巖面，規格為φ28@150 cm，L=8 m，入巖7.2 m。巖錨梁錨桿布置情況見圖1。

2.2 施工程序

巖錨梁錨桿的施工順序為：巖臺上下部位系統錨桿→巖臺內系統錨桿→3排巖錨梁錨桿。采用這種施工順序的主要目的：邊墻系統錨桿先受力，使巖錨梁本身處于穩定的支護狀態；巖錨梁錨桿主要承受巖錨梁混凝土及橋機自重、其它外部荷載等。這種施工方法可以提高巖錨梁橋機運行的安全系數。

2.3 施工方法及工序

在巖臺開挖并經驗收合格后，采用徠卡802全站儀逐個進行錨桿孔位的測量放樣，測量過程中，根據巖壁實際開挖的超挖程度，經延伸計算后測設的實際孔位用紅油漆逐個在巖壁上予以標明；采用多臂鉆進行巖錨梁錨桿鉆孔施工。鉆孔過程中其角度精確的控制由現場施工員采用地質羅盤及自制的量角器現場量測。自制量角器見圖2。

鉆孔完成后，經過嚴格的孔深、孔向、孔位和洗孔驗收后進行錨桿安裝施工，錨桿安裝采用先注漿、后插桿的施工工藝，砂漿嚴格按照試驗室出具的配料單拌制，注漿機選用高壓螺桿式注漿泵，此泵在注漿過程中漿液流動無間歇，能最大程度地減少孔內砂漿空腔；注漿時在注漿管上標明該孔的設計深度，將注漿管插入孔底，再次確認孔深符合要求后開始注漿。注漿過程中，由注漿泵壓力自動將注漿管推出孔外，最大程度地保證了注漿密實度；若對應的孔位超挖量大于20 cm，為保證錨桿的入巖深度，需增加相應的錨桿長度。由人工在支護平臺上將錨桿插入孔內，孔口用木楔封緊，采用拉線的方式控制錨桿外露的長度及錨桿整體外觀平齊，避免在砂漿終凝前觸動錨桿；當砂漿達到3 d齡期后對巖錨梁錨桿進行100%無損檢測，施工流程見圖3。

圖2 自制量角器示意圖

3 施工質量保證措施

3.1 組織保證措施

為確保廠房巖錨梁錨桿施工質量要求，項目部成立了專門的組織機構，由專人負責巖錨梁錨桿施工技術指導、施工安排及機械調度等；同時，采用“定人”、“定機”和“定崗”的原則，使用兩臺多臂鉆進行鉆孔，每臺鉆機配備施工員、司機、輔助工各2名(白夜班各1名)，每班由專人負責；另外，錨桿鉆孔、安裝等施工由施工員、質檢員全過程監督、指導。

圖3 錨桿施工流程圖

3.2 設備保證措施

(1) 鉆孔設備：鉆孔采用BOOM353E三臂鑿巖臺車造孔，該設備的主要優點為鉆孔精度高、速度快，對巖壁的振動影響小。

(2)注漿設備：地下廠房洞室群的注漿設備主要有：JYB-2擠壓式注漿泵、YSB-2A活塞式注漿泵及HS-B1螺桿式注漿泵，根據三種注漿設備在平時其它洞室注漿過程中的優缺點，其中JYB-2擠壓式注漿泵和YSB-2A活塞式注漿泵注漿時漿液不連續，有脈動，管內容易產生空氣而造成注漿不密實，同時容易堵管；HS-B1螺桿式注漿泵注漿時漿液連續均勻，無脈沖壓力，正轉逐級增加，被動增壓，反轉泄壓。為滿足巖錨梁錨桿注漿密實度，最終選用HS-B1螺桿式注漿泵注漿。

(3)設備改進：巖錨梁鉆孔直徑為76 mm，但注漿管直徑為40 mm。為確保錨桿注漿密實度要求和注漿管被孔內砂漿自動反推出孔，對注漿管管口進行了改造，安裝了變徑裝置，變徑裝置出口外徑為70 mm，入口外徑為36 mm。

3.3 孔位保證措施

待巖臺開挖完畢并經驗收合格后，需要對巖錨梁錨桿每一個孔位進行精確的測量放樣。因巖臺在開挖過程中均存在不可避免的超挖，尤其是存在地質缺陷的部位超挖量比較大，為確保錨桿的成型效果，需要根據每根錨桿處的超欠挖情況對錨桿的對應角度進行延伸計算，確定實際的錨桿孔位置，經計算后用萊卡802全站儀進行孔位放樣，由現場施工員及測量員采用紅色油漆在巖壁上逐個予以標記。

3.4 孔徑、孔深的保證措施

(1) 孔徑：巖錨梁A、B、C及D型錨桿鉆孔孔徑均為φ76，為確保其孔徑滿足設計要求，采用統一的標準鉆頭。

(2) 孔深：為確保巖錨梁錨桿入巖深度，結合巖壁超挖情況進行了相應調整以保證入巖深度滿足設計。鉆孔過程采用紅色絕緣膠布在鉆桿上做好標記，施工員現場控制。另外，因C型錨桿屬于向下傾斜的錨桿，鉆孔清洗時孔內殘渣很難清理徹底，為確保錨桿施工質量，鉆孔時加深了20 cm。

3.5 孔向保證措施

鉆孔過程中，嚴格執行“三次校桿法”，即在剛開鉆時只旋轉、不沖擊，待鉆頭開始鉆進巖層5～10 cm后由現場施工員用自制量角器對孔向進行第一次校核，鉆孔精度偏差在允許范圍之內再開沖擊，待鉆頭完全鉆進巖層后，第二次用量角器進行校核，精度滿足要求后再進行鉆進，待第一段釬鉆進巖層后，再進行第三次鉆桿精度校核，待其滿足要求后才能繼續鉆進。在鉆進校核過程中，若發現鉆孔角度偏差超出允許范圍，應及時進行相應的調整。鉆孔角度控制情況見圖4。

圖4 鉆孔角度控制示意圖

3.6 驗孔保證措施

巖錨梁錨桿鉆孔施工完畢，項目部對已施工完畢的鉆孔進行驗收，自檢驗收合格后申請現場監理人員進行最終驗收，待監理驗收合格后方可安裝錨桿。項目部終檢驗孔主要進行了孔位、孔深和孔向的驗收，具體措施如下：

(1) 孔位驗收：由測量人員采用萊卡802全站儀測量實際孔位與設計孔位的偏差，偏差值按照孔位上下偏差<3 cm，左右偏差<5 cm視為合格；否則按廢孔處理。

(2) 孔深驗收：選取φ50硬質PVC管，由現場質檢員采用防水膠布配合卷尺標明刻度，將PVC管插入孔內量出孔深是否合格。

(3) 孔向驗收：巖錨梁錨桿為φ36錨桿，采取φ76孔徑，以保證足夠的砂漿握裹力。驗孔時，采用先在孔內插入一節φ64，L=2.5 m長鋼管，鋼管入孔2 m，外露50 cm的方法引出角度，再用自制量角器測量角度，如果成孔角度偏差在±2°范圍內則視為合格；否則按廢孔處理。

3.7 注漿保證措施

(1)洗孔：注漿前，采用高壓風及壓力水對孔內殘留的石屑、巖粉及積水等進行清洗至干凈，質檢員現場對清洗情況逐個進行檢查、監督。

(2)制漿：嚴格按照試驗室出具的配料單制漿，拌合料水、水泥及砂等材料現場采用電子稱稱量，漿液稠度以 “掛壁不往下流”為標準，拌制過程試驗員現場監控。

(3)注漿：首先在注漿管上用防水膠布標明8 m、6.5 m以及3 m位置，然后插入孔底，再次復核孔深是否滿足要求，孔深滿足要求后，開始用HS-B1螺桿式注漿泵送漿；注漿過程無需人工拔管，利用孔內灌漿壓力，使注漿管被孔內砂漿自動反推出孔；待漿液從孔口溢出時，人工輔助將注漿管緩慢移出孔口。另外，在拔管過程中使用棉紗將孔口四周予以封堵，同時繼續注漿，以免拔管過程中孔口溢漿過多，造成孔口砂漿不密實。

3.8 安裝保證措施

(1)錨桿加工：對于因地質原因造成局部巖臺超挖大于20 cm的孔位，錨桿需做相應加長。其余按照設計長度執行。測量隊負責出具實際錨桿長度明細表，工程部根據錨桿長度明細表下達錨桿鋼筋下料單，綜合隊按照下料單下料。下料后的錨桿鋼筋與實際孔位做好對應編號。

(2)錨桿安裝：安裝之前，檢查錨桿鋼筋標號與實際孔位是否一致。孔內砂漿注滿后，開始由人工安插錨桿，安插過程中，均勻用力使桿體勻速插入孔內，此時孔口溢漿，在孔口用棉布或棉紗有效進行適度的封堵以避免砂漿過度外溢。

(3)外觀控制：為保證錨桿外露長度、入巖要求及外觀要求，在巖壁上每隔20 m打一根插筋，用彈性尼綸線牢固地綁扎在插筋上，控制錨桿外露基準線，確保其長度外觀整齊，最后用木楔楔住孔口固定錨桿，在砂漿終凝前不得碰撞、敲擊錨桿，確保錨桿的安裝質量。

(4)孔口清洗：由于巖錨梁錨桿部位后期澆筑鋼筋混凝土，為保證混凝土與巖壁具有良好的粘結性，該部位不容許有噴層，同時也不能有錨桿外溢砂漿留在巖壁，因此，在每根錨桿注漿完畢，立即用清水清洗巖壁，保證巖壁干凈，無雜物殘留，避免基巖面二次污染。

錨桿安裝由當班質檢員全過程控制。

3.9 無損檢測

巖錨梁錨桿必須全部進行無損檢測，砂漿密實度不低于90%為合格，要求合格率必須達到100%。該工程無損檢測由第三方試驗室和華東院監測技術有限公司共同檢測,檢測結果滿足設計技術要求。

4 結 語

該工程巖錨梁錨桿施工方法在實際施工過程中簡單方便、細節明確、操作性強，施工質量得到了有效的控制并取得了良好的結果，無損檢測結果為100%符合質量要求。事實證明：采用該施工控制措施，可以有效保證巖錨梁錨桿的施工質量。

(責任編輯：李燕輝)

2017-04-23

TV7;TV52;TV554；TV743；TV523

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1001-2184(2017)03-0028-04

李亞東(1987-)，男，甘肅定西人，項目主任，工程師，學士，從事水電工程施工技術與質量管理工作；

仵海強(1984-)，男，甘肅平涼人，項目總工程師，工程師，學士，從事水電工程施工技術與質量管理工作.