構(gòu)皮灘水電站右岸壩肩錨噴支護(hù)施工及質(zhì)量控制

劉紅英

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，長(zhǎng)沙 657300）

構(gòu)皮灘水電站位于貴州省余慶縣構(gòu)皮灘口上游1.5km的烏江上，工程開發(fā)的主要任務(wù)是發(fā)電，兼顧航運(yùn)、防洪及其他綜合利用。水庫總庫容64.51億m3，調(diào)節(jié)庫容31.54億m3，正常蓄水位630m。電站裝機(jī)容量3000MW，年發(fā)電量96.67億kW·h，是貴州省和烏江干流最大的水電電源點(diǎn)。

右壩肩開挖高程從EL756m～EL435m，最大高差321m，水墊塘岸坡開挖位于EL605m～EL435m高程，最大高差170m，引水工程電站進(jìn)水口開挖從EL735m～EL560.25m高程，最大高差174.75m。由于邊坡開挖高差大，且開挖范圍涉及大面積的第四紀(jì)坡積體層、風(fēng)化層、卸荷帶和微新巖體，支護(hù)跟進(jìn)開挖進(jìn)行，開挖與支護(hù)施工相互干擾大，各工序相互制約。故采取普通砂漿錨桿、隨機(jī)錨桿、掛網(wǎng)鋼筋、機(jī)編鐵絲網(wǎng)、噴混凝土及預(yù)應(yīng)力錨固等。

1 施工程序

（1）開挖邊坡支護(hù)在分層開挖過程中自上而下逐層進(jìn)行，上層的支護(hù)應(yīng)保證下一層的開挖施工安全，施工期的安全支護(hù)與開挖工作面的高差不大于10m，永久支護(hù)的系統(tǒng)錨桿和噴混凝土與開挖工作面的高差不大于15～20m （兩個(gè)馬道之間的高度），并滿足邊坡穩(wěn)定和限制卸荷松弛的要求。

（2）巖石部位的邊坡支護(hù)自上而下逐塊逐區(qū)進(jìn)行，每一個(gè)馬道高度15m～20m，邊坡開挖驗(yàn)收后，再搭設(shè)鋼管腳手承重平臺(tái)，所有支護(hù)工作均在平臺(tái)上進(jìn)行。

（3）錨噴混凝土支護(hù)區(qū)的巖石邊坡支護(hù)施工程序：邊坡開挖及驗(yàn)收→搭設(shè)腳手架→噴第一層混凝土→測(cè)量放樣→錨桿施工→掛鋼筋網(wǎng)或機(jī)編鐵絲網(wǎng)→噴第二層混凝土→邊坡排水孔施工。

2 砂漿錨桿施工

2.1 工藝流程

圖1 下傾孔錨桿施工工藝流程圖

（1）下傾孔采取先注漿后插桿的方法進(jìn)行施工，其施工工藝流程如圖1。（2）上仰孔及易塌孔部位的下傾孔，采取先安插錨桿及灌漿管，后注漿的方法進(jìn)行施工，其工藝流程如圖2。

圖2 上仰孔及易塌孔錨桿施工工藝流程圖

2.2 材料

（1）錨桿。錨桿的材料按施工圖紙的要求，選用普通螺紋鋼筋；局部因地質(zhì)原因需采用自進(jìn)式錨桿的位置，由監(jiān)理工程師、設(shè)計(jì)代表及業(yè)主現(xiàn)場(chǎng)指定。

（2）水泥。注漿錨桿用銀鼎P.O32.5和三峽牌P.O32.5普通硅酸鹽水泥。

（3）砂。采用馬鞍山砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)的成品砂。

（4）水泥砂漿。所用砂漿標(biāo)號(hào)滿足施工設(shè)計(jì)要求，普通砂漿錨桿所注水泥砂漿的強(qiáng)度等級(jí)為M25，水泥砂漿配合比在以下規(guī)定范圍內(nèi)通過試驗(yàn)選定：

水泥：砂，1∶1～1∶2（重量比）。

水泥：水，1∶0.38～1∶0.45 （重量比）。

（5）外加劑。按施工圖紙要求，在注漿錨桿水泥砂漿中添加速凝劑和其它外加劑，其品質(zhì)不含有對(duì)錨桿產(chǎn)生腐蝕作用的成份。

2.3 錨桿孔鉆孔

所有長(zhǎng)度超過6m的錨桿，均采用YQ100型潛孔鉆造孔，孔徑為Φ76mm；長(zhǎng)度≤6m的錨桿，采用手風(fēng)鉆或KHYD40A型電動(dòng)巖石鉆機(jī)造孔，孔徑為Φ56mm，同時(shí)對(duì)于長(zhǎng)度等于6m的系統(tǒng)錨桿，因成孔困難，經(jīng)總工程師同意后可改用潛孔鉆造孔。

2.4 錨桿安裝與注漿

（1）鉆孔完成后，將風(fēng)管和水管插入孔底，用風(fēng)、水將孔內(nèi)巖屑沖洗出孔外，保證孔深偏差不大于50mm。

（2）完整巖石部位的下傾錨桿孔，采取先注漿后插桿的方法施工，即先在鉆孔內(nèi)注滿水泥砂漿或0.4∶1的純水泥漿液后立即將錨桿插入孔內(nèi)。

（3）上仰錨桿孔及易塌孔部位的錨桿孔，采取先安插錨桿和注漿管，后注漿的方法進(jìn)行施工，灌漿管與錨桿同時(shí)安裝。

（4）上仰錨桿孔內(nèi)安裝錨桿、灌漿管及排氣管后，再在孔口安裝止?jié){環(huán)，止?jié){環(huán)安裝后即可往孔內(nèi)注入水泥砂漿或0.4∶1的純水泥漿液直至排氣管出漿為止。

（5）錨桿孔注漿后，在砂漿凝固前不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿。

（6）錨桿注漿過程中遇到溶洞或溶縫情況時(shí)，當(dāng)錨桿插入深度大于3m時(shí)，可采用根據(jù)實(shí)際孔深確定錨桿下料長(zhǎng)度并采取封堵注漿的處理方案。

2.5 錨桿驗(yàn)收

（1）錨桿的安放前必須經(jīng)質(zhì)量辦對(duì)錨桿的直徑、長(zhǎng)度進(jìn)行檢查無誤后方可實(shí)施。

（2）同一作業(yè)區(qū)的錨桿完成之后，由質(zhì)量辦按《烏江構(gòu)皮灘水電站錨桿質(zhì)量檢查記錄表》及所用錨桿材質(zhì)的抽檢記錄等報(bào)送監(jiān)理工程師審查，監(jiān)理工程師簽認(rèn)合格后作為支護(hù)工程完工驗(yàn)收資料。

3 噴射混凝土及掛網(wǎng)施工

3.1 工藝流程

盡量采用濕噴工藝，在濕噴不具備條件的情況下采用干噴工藝。在工作面附近設(shè)攪拌站，并按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的配合比拌制噴射料，用手推車運(yùn)送至工作面并卸入噴射機(jī)機(jī)口內(nèi)，由人工手持噴頭進(jìn)行分層施噴。

3.2 材料

（1）水泥。使用強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5MPa的普通硅酸鹽水泥；當(dāng)有特殊要求時(shí)經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)也可采用特種水泥。

（2）骨料。砂石料采用馬鞍山砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)的成品砂石料，砂的含水率控制在5%～7%；粗骨料粒徑不大于15mm；所用噴射混凝土的骨料級(jí)配應(yīng)滿足表1要求。

表1 噴射混凝土骨料級(jí)配表

（3）外加劑。經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，選用“KJ－1速凝劑”（粉狀），摻量3%～4%，初凝時(shí)間不大于5min，終凝時(shí)間不大于10min，并使噴射混凝土在24h之內(nèi)強(qiáng)度達(dá)到15MPa。

（4）鋼筋網(wǎng)。采用屈服強(qiáng)度不低于240MPa的熱軋Ⅰ級(jí)光面鋼筋網(wǎng)。

（5）機(jī)編網(wǎng)。采用機(jī)編鍍鋅鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)目尺寸10cm×10cm，鋼絲直徑φ4mm，抗拉強(qiáng)度不低于380MPa。

3.3 配合比

噴射混凝土配合比通過室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選定，在保證噴層性能指標(biāo)的前提下盡量減少水泥和水的用量，噴射混凝土的初、終凝時(shí)間及強(qiáng)度應(yīng)能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)噴射工藝及設(shè)計(jì)要求。

3.4 噴射混凝土

（1）噴射混凝土前先沿邊坡搭設(shè)工作平臺(tái)，清除開挖面上的松動(dòng)塊石、浮石及坡腳的石碴和堆積物后，用高壓風(fēng)水槍沖洗受噴面，使之保持濕潤(rùn)；對(duì)遇水易潮解的泥化巖層，應(yīng)采用高壓風(fēng)沖洗巖面。明挖土質(zhì)邊坡，先將邊坡整平、壓實(shí)。埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志。

（2）噴射用混凝土由試驗(yàn)室開具配料單，并在試驗(yàn)人員監(jiān)控下由拌合站進(jìn)行混凝土統(tǒng)一拌制，然后由混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)入噴射機(jī)料斗內(nèi)供料。

（3）噴射機(jī)安裝調(diào)試好后，同時(shí)開動(dòng)噴射泵及打開壓縮空氣管和速凝劑摻入管，進(jìn)行噴射作業(yè)。噴射混凝土過程中連續(xù)上料，保持料滿，在料斗上設(shè)15mm孔篩網(wǎng)防止超徑料進(jìn)入機(jī)內(nèi)。同時(shí)試驗(yàn)人員應(yīng)通知監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)取樣。

（4）噴射順序：噴射作業(yè)應(yīng)分段分片進(jìn)行，長(zhǎng)度一般不超過6m，同一作業(yè)區(qū)由下向上依次噴射。

（5）每層噴射厚度5cm，后一層在前一層混凝土終凝后進(jìn)行噴射，若終凝1h后再行噴射，則先用風(fēng)水清洗噴層表面；對(duì)不平部位先噴凹處，最后找平。

（6）噴射距離、角度。噴嘴口距離受噴面60～100cm，噴射料束與受噴面夾角為90°，要求能夠保證不小于75°。

（7）噴射作業(yè)緊跟開挖工作面，混凝土終凝至下一循環(huán)放炮時(shí)間不少于3h。

（8）噴射混凝土養(yǎng)護(hù)：在終凝2h后噴水養(yǎng)護(hù)，經(jīng)常保持潮濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。

3.5 掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土

在設(shè)計(jì)圖紙要求及監(jiān)理工程師指定的需掛鋼筋網(wǎng)的部位，在噴射第一層混凝土后掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)的間距及鋼筋直徑滿足設(shè)計(jì)圖紙要求，人工在腳手架上掛鋪，利用錨桿頭點(diǎn)焊固定，中間用膨脹螺栓加密固定，使鋼筋網(wǎng)緊貼已噴混凝土面，網(wǎng)間用鉛絲扎牢，再噴射第二層混凝土至設(shè)計(jì)要求厚度。

4 施工中的質(zhì)量控制

根據(jù)ISO9001－2000版標(biāo)準(zhǔn)及工程局質(zhì)量手冊(cè)的要求，結(jié)合本工程局在構(gòu)皮灘電站所承擔(dān)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)及合同要求，依據(jù)以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)編制了質(zhì)量計(jì)劃，明確了質(zhì)量目標(biāo)。

建立、健全了施工局組織機(jī)構(gòu)和質(zhì)量控制管理體系，明確了各部門、項(xiàng)目部、作業(yè)隊(duì)和各崗位的職責(zé)、權(quán)限；制定了各項(xiàng)管理規(guī)章制度，保證了質(zhì)量體系的有效運(yùn)行。

（1）施工前編寫錨噴支護(hù)作業(yè)指導(dǎo)書及施工圖紙，報(bào)監(jiān)理工程師審批后及時(shí)發(fā)放到現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的技術(shù)員、施工員、質(zhì)檢員手中。

（2）材質(zhì)檢驗(yàn)。錨桿材質(zhì)檢驗(yàn)；每批錨桿材料均應(yīng)附有生產(chǎn)廠商的質(zhì)量證明書，并按施工圖紙規(guī)定的材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以及監(jiān)理工程師指示由質(zhì)量辦通知監(jiān)理工程師抽檢錨桿性能。每一進(jìn)場(chǎng)的水泥、鋼筋、外加劑均由物資辦通知試驗(yàn)室取樣，同時(shí)試驗(yàn)室應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理工程師共同取樣進(jìn)行檢測(cè)。

（3）注漿密實(shí)度試驗(yàn)。以質(zhì)量辦為主，技術(shù)辦、試驗(yàn)室、作業(yè)隊(duì)配合。選取與現(xiàn)場(chǎng)錨桿的錨桿直徑和長(zhǎng)度，錨孔孔徑和傾斜度相同的錨桿和塑料管，采用與現(xiàn)場(chǎng)注漿相同的材料和配合比拌制的砂漿，并按與現(xiàn)場(chǎng)施工相同的注漿工藝進(jìn)行注漿，養(yǎng)護(hù)7天后剖管檢查其密實(shí)度。

（4）錨桿孔的檢驗(yàn)。對(duì)已完成的錨桿鉆孔，由質(zhì)檢人員按孔位布置圖逐排逐孔的對(duì)孔位、孔徑、孔深、孔向及清孔情況等進(jìn)行檢查，不得漏孔錯(cuò)孔，確因地質(zhì)原因確不能成孔的，采用周邊重新打孔或采用自鉆式錨桿代替。

（5）現(xiàn)場(chǎng)錨桿注漿密實(shí)度檢測(cè)。采用砂漿飽和儀器進(jìn)行砂漿密實(shí)度檢測(cè)。邊坡和支護(hù)錨桿按作業(yè)區(qū)由監(jiān)理工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況指定抽查，抽查比例不低于錨桿總數(shù)的3%。錨桿注漿密實(shí)度不低于75%。

（6）按規(guī)范要求進(jìn)行檢查時(shí)，如發(fā)現(xiàn)不合格的部位，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，直至合格為止。

施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，及時(shí)召開質(zhì)量分析會(huì)，并進(jìn)行返工處理。

5 工程質(zhì)量分析及評(píng)價(jià)

（1）錨桿。錨桿孔孔位偏差、鉆孔角度、孔徑、錨桿長(zhǎng)度、注漿密實(shí)度及砂漿強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。錨桿施工質(zhì)量通過無損檢測(cè)成果分析，總體質(zhì)量滿足要求，到目前為止右岸大壩開挖工程共計(jì)完成錨桿13712根，無損檢測(cè)共抽檢656根，抽檢率為4.78%，其中注漿合格644根，達(dá)抽檢的95.1%，長(zhǎng)度合格655根，達(dá)抽檢的96.8%，注漿和長(zhǎng)度均合格的錨桿640根，達(dá)抽檢的94.5%；錨桿砂漿抽樣142組，最小值25.1MPa，平均值45.0MPa，保證率達(dá)98.4%。錨桿施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，個(gè)別錨桿長(zhǎng)度和注漿飽滿度存在一定的質(zhì)量缺陷，主要原因是：由于局部邊坡溶蝕破碎、斷層、溶洞、溶縫、層間錯(cuò)動(dòng)和層間夾泥較發(fā)育，加之受不利結(jié)構(gòu)面組合切割，造孔過程中卡鉆、掉鉆，注漿過程中漏漿嚴(yán)重所致，所有檢測(cè)不合格的錨桿均按照《錨桿無損檢測(cè)實(shí)施細(xì)則》進(jìn)行處理，處理后的錨桿經(jīng)檢測(cè)符合設(shè)計(jì)要求。

（2）混凝土。通過監(jiān)理及相關(guān)監(jiān)督、檢測(cè)單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的抽檢情況和對(duì)各施工工序及單元工程質(zhì)量的評(píng)定結(jié)果可看出，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

右岸噴混凝土共完成53600m2，厚度共計(jì)檢查1795點(diǎn)，均達(dá)到設(shè)計(jì)厚度的60%以上，小于設(shè)計(jì)厚度10cm的有269點(diǎn)，占抽檢點(diǎn)數(shù)的15%；噴混凝土抗壓強(qiáng)度共計(jì)抽樣218組，最小值19.9MPa，平均抗壓強(qiáng)度29.2MPa，保證率達(dá)95.1%。