右坝肩边坡支护方案讲解.doc

毛尔盖水电站茂（县）黑（水）公路边坡开挖及支护工程 施工组织设计 右岸公路边坡支护施工方案1.1 工程概述右岸坝肩边坡最大开挖高程为216m，边坡最大开挖高度216m（计算至2000m），2138m高程以上岩石开挖坡比1：07，21382098m高程开挖坡比1：0.75，20002098m高程开挖坡比1：124。1.2 主要工程量支护工程量见表1.2-1表1.2-1 右岸坝肩2000m高程以上支护工程量编号项目名称单位工程量备注1喷混凝土C20，=10cmm10202喷混凝土C20，=15cmm15103锚杆=25mmL=7m根5604锚杆=25mmL=5m根5605锚杆=25mmL=6m根12806锚筋束3根=25mmL=17m束607锚索100t，L=40m套218锚索100t，L=46m套209挂网钢筋t4010框格梁混凝土C25m5611锚墩混凝土C35m5012锚墩框格梁钢筋t4713排水孔=4cmL=3mm22401.2.1工程地质情况两岸坝肩大多基岩裸露，岩性组合复杂，两岸岩体风化卸荷较强，强风化、强卸荷水平深度3045m，右岸坝肩强风化、强卸荷岩体存在不同程度的倾倒变形。强风化、强卸荷岩体和右岸的倾倒变形体均属类岩体，岩体破碎、结构松弛，呈碎裂散体结构，整体强度低，其变形模量低，且结构极为不均一，抗变形性能差，两岸心墙部位清除强风化、强卸荷岩体及右岸倾倒变形体，将心墙基础置于弱卸荷、弱风化上段岩体上，该类岩体完整性差，以类岩为主，变形模量较低，弱风化下段多为-2类岩体。坝区呈宽缓“V”型谷，地形坡度为4050。岩层产状为N4060W/NE5075，走向总体与河谷走向近于平行，为纵向谷，地层陡倾，右岸为顺向坡，左岸为逆向坡，层面对边坡稳定不具控制性，坡体内不存在控制边坡整体稳定的贯穿性软弱结构面发育，边坡现状稳定。右坝肩下部为砂岩夹少量千枚岩(T3zh1-5)，中部为千枚岩夹砂岩(T3zh1-4)，上部为薄层砂岩与千枚岩互层(T3zh1-3)，岩层陡倾坡外，倾角大于坡角，对边坡整体稳定不具控制性，但因千枚岩分布范围大，岩性软弱，浅层岩体普遍有程度不等的倾倒变形，岩层反倾坡内，结构极度松弛，部分与顺坡向缓倾节理组合，坝肩槽开挖边坡稳定条件差，采取适宜的开挖工艺并加强支护，以确保施工期开挖边坡稳定安全。倾倒变形体上、下游侧坝肩槽开挖边坡其开挖坡比为1：1。1.3 施工程序1.3.1 支护施工的基本程序边坡的支护施工，严格控制开挖程序，及时进行支护。施工时采用“随机支护系统锚喷支护锚索/锚筋束网格梁砼排水孔”的施工顺序。开挖后首先对每层工作面出现的危石及时清除干净，对不稳定体进行随机支护；然后进行出渣，系统锚喷、最后进行锚索支护作业。1.3.2 支护施工的顺序每一施工层的支护材料计划要周密，利用不翻渣的间隙运送支护材料。保证支护材料供应不中断，以免影响施工。开挖边坡的支护在分层开挖过程中逐层进行，上层边坡的支护保证下一层开挖的安全，下层的开挖不影响上层已完成的支护。1.4 施工方法1.4.1 锚杆支护锚杆支护工艺流程见图1.4-1。施工准备钻 孔 钻孔插 锚 杆注 浆 图1.4-1 注浆锚杆支护工艺框图(1)锚杆为25mm，L=5m，L=6m、 L=7m三种。(2)锚杆孔主要由手风钻钻孔。工作平台用48mm钢管和木脚手板搭设或直接利用开挖平面。(3)锚杆钢筋和注浆材料必须符合设计要求和施工规范。(4)注浆施工必须满足设计压力和孔内砂浆的密实度。1.4.2 挂钢筋网喷混凝土支护喷混凝土工艺流程见图1.5-2。喷混凝土标号为C20，采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，骨料选用中细砂、小石，小石粒径515mm，混凝土配合比采用中心实验室签发的配合比，使用的速凝剂初凝时间5min，终凝时间10mim。喷嘴喷射面水、外加剂压缩空气骨料、水泥干搅拌机筛选喷射机械图1.4-2 喷混凝土工艺流程图在喷射前对搅拌机、TK961喷射机等施工机具、风、水、电设备、管线安装等进行检查，夜间在工作面内安足照明灯。喷护面为土坡时要将喷护面压实、整平。若为完整坚硬岩面时，要将岩面用高压风水冲洗干净，若为软弱破碎岩面时，用风清理掉软弱碎屑、浮石；若岩面有出水时用钢管把水引排出施工面；应在锚筋或插筋上做喷混凝土层厚度的标志。喷混凝土采用自下而上分区分段进行,一次喷射厚度以不产生坠落和滑移为适度,第二次喷射在第一次喷射终凝后进行,若时间过长应先把喷层乳膜、浮尘等杂物冲洗干净后再喷。严格按照设计图纸及施工技术规范施工，喷混凝土施工工艺见图1.5-3。喷混凝土时用0.35m3搅拌机拌料,人工配料上料, TK961喷射机喷射,在喷射中做到供料连续,保持工作风压稳定,及时调整供水量，控制好水灰比,喷枪与受喷面成 7090，喷嘴距受喷面80100cm,施工人员在操作时做到认真操作，使喷砼回弹量少，喷层表面平整，对于反弹料及时清理出受喷区。坡面清理锚杆施工（钻、灌、安装）坡面、锚杆、验收水 泥不合格水砂拌合机拌和喷 射 机速凝剂空压机喷 嘴喷 射 面质量检测（厚度）结 束合格不合格压缩气石不合格 图1.4-3 喷混凝土施工工艺钢筋网用412的级钢筋制作，网格尺寸取2020cm规格，钢筋网距开挖面5cm铺设，并绑扎牢固，在有锚杆的部位用电焊把钢筋网与锚杆联在一起，喷混凝土时喷头不能正对钢筋，钢筋网上的喷厚满足保护层厚度不应小于50mm。养护：喷护后2小时，利用喷枪喷雾养护，持续七天。1.4.3 锚筋束施工1.4.3.1 施工工艺锚筋束的施工采取先下锚筋，后注浆的方法。施工工艺流程见图1.5-4。图1.4-4 锚筋束施工工艺流程图1.4.3.2 施工方法 钻孔锚筋束造孔采用100B锚杆钻机钻孔。 锚筋束的制作和安装锚筋束的制作是将级钢筋捆扎成束，每两根钢筋之间焊接，焊缝长35，间距1.0m。锚筋束的安装采用自制简易移动式三角架，顶部固定一个0.5t的手动葫芦，人工配合葫芦将锚筋束轻轻插入孔内。安装时注意保护好注浆管,防止堵塞管口。 砂浆的拌制采取现场0.35m3砂浆搅拌机就近拌制的方法。 锚筋束的注浆 注浆管的安装注浆管采用13mm塑料管作为注浆管，注浆管的安装随锚筋束一同进行。 注浆采用砂浆泵（100:300）注浆至孔口溢浆为止。在注浆的过程中要求不时的摇动锚筋束，以确保砂浆饱满。在砂浆灌注饱满后，人工抽拔取出注浆管，清洗后重复使用。 补浆封锚：锚筋束在完成注浆24小时后，进行补浆，即由人工提砂浆桶直接补浆，确保锚筋束施工质量。锚筋束在完成补浆24小时后，由人工使用干硬性砂浆封锚，将孔口抹平。1.4.4 排水孔施工1.4.4.1 施工程序测量放样钻孔洗孔终孔验收排水管安装（PVC）图1.4-5 排水孔施工程序图1.4.4.2 施工方法按照施工图纸由测量放出孔位，钻机就位，在钻进过程中要始终保持孔位符合设计要求，钻孔结束后，冲洗钻孔，监理工程师验收孔，合格后，安装PVC排水管，进入孔内的一端包扎土工布。1.4.5 预应力锚索施工预应力锚索型式为粘结式，使用有粘结钢绞线，采用二次注浆（先注锚固段，张拉结束后注张拉段）。在坡、堆积层边坡的松散体中钻孔采取套管跟进保护钻孔。相应的施工工艺流程见图1.4-6。 图1.4-6 粘结式预应力锚索施工工艺流程1.4.5.1 锚孔定位编号 锚孔编号锚索孔编号为Mb,i,j。 M代表锚索。 b表示工程部位。 i为行号，由低高程向高高程按自然序列递增，i=1,2,3,。 j为列号，对应于i行，面对边坡，由左向右按自然序列递增，j=1,2,3,。 锚孔测放定位严格按照设计图纸要求测放孔位。使用红油漆标定孔位，并标明孔号，孔口坐标误差10cm。边坡施工边挖边加固，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。根据各工点工程立面图，按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位。1.4.5.2 管架平台搭设及钻机就位 管架平台搭设搭设的管架平台稳定牢固，满足施工承载要求。脚手架以梯步方式搭设，每梯步垂直高度为5m，横排间距1.5m，纵排间距1.3m ,每排高度间距1.5m，并设剪刀撑、斜撑和连墙件主要保证脚手架整体刚度和稳定。 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，严格控制钻机就位的准确性、稳固性。锚孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过50mm，高程误差不得超过100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位1.0，方位允许误差2.0。1.4.5.3 锚孔造孔 根据设计图纸和施工规范，严格控制孔径、方位角、孔深。预应力锚索的锚固段应位于满足锚固设计要求的岩体中，若孔深已达到预定深度，而锚固段仍处于破碎带或断层等软弱岩层时，延长孔深，继续钻进，直至监理工程师认可为止。 钻进方法采用风动潜孔锤冲击回转钻进方法。 造孔设备、机具 设备：YGA-100型液压锚固钻机。 机具：采用ZD130冲击器配套140钎头。 钻进工艺参数 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。 转速：开孔转速n=0；正常钻进转速n90r.p.m。 风量：Q=1214m/min。1.4.5.4 造孔注意事项 开孔前，清除孔口附近松动岩块，填筑混凝土等强后开孔。 开孔时，在设计孔位上，人工或用风钻凿出与孔径相匹配的10cm左右深的槽（孔），以利于钻具定位及导向。 每钻进1m，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。 勤检查钻杆、钻具磨损情况，对磨损严重的钻杆、钻具予以更换，尽量避免孔内事故的发生。 在钻进过程中，不宜一个钎头打到底，否则终孔孔径与开孔孔径相差过大，使得下锚时困难。可备3个钎头，每个钎头打1015m左右，就轮换一个。 在孔口安装吸尘装置，避免钻进过程中尘土飞扬。 钻孔倾斜度允许偏差为3%，孔口位置允许偏差为50mm，孔深允许偏差为200mm。1.4.5.5 破碎地层段的钻进措施在钻遇破碎地带时，钻具会发生跳动，钻进负荷加大，甚至会发生坍孔、卡钻、埋钻事故，给正常钻进带来不利影响。为保证成孔质量及效率，可采用以下措施： 进行固结灌浆，待凝等强后继续钻进。 采用套管跟进保护钻孔。先跟套管护壁钻进覆盖层，跟管至基岩后，换用常规钎头钻进至设计孔深。 跟管钻进机具：偏心跟管钻具，大吨位液压拔管机（图1.4-7）。 图1.4-7 偏心跟管钻具及液压拔管机 钻进工艺a 开钻前，让偏心钻头伸出套管靴，正转速度达到一定时，张开偏心钻头，方可进行钻进。b 跟管钻进过程中，边加钻杆边加接套管。每钻进0.30.5m强风吹孔排粉一次，保证孔底清洁，遵循“短进尺、多排粉”的基本原则；每钻进23m，应提钻检查钎头与冲击器的联接状况、偏心钻头联接机构及锁紧机构状况，更换销子等。c 跟管钻进覆盖层至基岩后，即可将跟管钻头、冲击器、钻杆提升出孔外。然后换用常规钎头钻进至设计深度（图1.4-8）。说明：1跟管钻进2跟管钻头、冲击器提升3常规钎头钻进1 2 3图1.4-8 跟管钻进示意图 套管在下锚索后用液压拔管机拔出。1.4.5.6 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。1.4.5.7 对于破碎带或渗水量较大的围岩，在安装锚索前，对锚孔进行灌浆处理。1.4.5.8 清孔钻孔完毕，用压缩风冲洗钻孔，直至孔口返出之风，手感无尘屑，延续510分钟，孔内沉渣不大于20cm。1.4.5.9 钻孔检测钻孔清孔完毕，进行钻孔检测，合格后进行下锚工作。1.4.5.10 预应力锚索体制作 钢绞线使用经检验符合预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-1995和ASTM A416-98标准要求的1860MPa高强度低松弛钢绞线。 钢绞线束数及钢绞线强度利用系数根据最大张拉力不超过预应力钢绞线强度标准值的75%。1000KN级预应力锚索由7根15.24钢绞线组装而成，组装前应对钢绞线进行检查、下料及隔离处理。钢绞线的外观不得有死弯、明显刻痕、松丝散丝等缺陷，若有上述情况应截云不用，对存在局部锈蚀的钢绞线也不得使用。 预应力锚索体制作1）下料：使用砂轮切割机下料。下料长度为：L=锚固段长度Lm+张拉段长度Ly+锚固板长度Ld+锚具及传感器长度Lms+张拉长度L1。2）编制锚索前，将钢绞线表面的浮锈刷除，清洗干净，在锚索自有段涂防锈剂。钢绞线不得有缠绞及扭麻花现象。3）锚索长度应符合图纸规定，截断锚索应采用砂轮锯，不得使用电弧。4）组装（图1.4-9） 图1.4-9 锚索体组装示意图 将钢绞线顺直排列在加工平台上，保持长度一致。 在锚固段与张拉段之间安设阻塞器。 在锚索自由段装护套，护套不得有破损，避免锚索自由段发生锚索与漏入灰浆粘结现象，自由段锚索应能自由伸缩。按锚固段12m、张拉段2m的间距安置隔离架，按照隔离架上对应位置安放顺直注浆管、排气管，同时注意使注浆管、排气管在锚索体中的相对位置满足要求。 在两隔离架中间使用黑铁丝将其捆扎成纺锤型。 在锚索体外侧安置对中架，以使预应力锚索体在钻孔内居中放置。 锚固段顶部安装导向帽。 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。1.4.5.11 下锚 下锚方式：人工下锚。 下锚时，操作人员协调一致，用力均匀，使锚索体均匀慢速顺直下入。1.5.3.12 注浆 注浆方式采用二次注浆工艺，即先注锚固段，张拉结束后注张拉段。 制浆 浆液类型锚固段采用水泥砂浆或纯水泥浆进行灌注，浆液的配比经试验确定。若采用纯水泥浆灌注，水灰比采用0.36:10.45，浆液中掺入一定数量的膨胀剂、早强剂。 设备：100/3.5搅拌机。 材料A 水泥：新鲜普通硅酸盐水泥。使用大厂水泥，水泥强度等级不得低于P.O42.5，并采用早强型水泥。B 水：符合拌制水工混凝土用水。C 外加剂：膨胀剂、早强剂等符合水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL62-94）的规定。是否掺入及掺入量根据现场实际及施工要求，并经试验，报监理工程师审批后执行。 浆液配比：采用浆液配比试验确定的水灰比，锚固段浆液结石强度指标满足：R28d50MPa。 搅拌时间：t3min。 锚索孔灌注1）锚固注浆前，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。2）预应力锚索注浆A 采用3SNS泵灌注。B 灌注前先压入压缩空气，检查管道畅通情况。C 灌注方法：采用阻塞器封闭灌注。浆液从注浆管向内灌入，气从排气管直接排出。D 注浆结束标准：灌浆压力为0.30.5MPa，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。3）采用灌浆自动记录仪进行灌浆。 注浆浆液取样试验为给锚索张拉提供依据，注浆时对每一批预应力锚索的灌浆浆液取样做抗压强度试验。 锚固注浆设备清洗1）制浆结束后，立即清洗干净制浆机、送浆管路等，以免浆液沉积堵塞。2）注浆结束后，立即清洗干净注浆设备、管路等。1.4.5.13 锚固板浇筑 锚固板用钢筋符合国家标准、设计要求或图示，钢筋的机械性能如抗拉强度、屈服强度等指标经检验合格，钢筋除锈、除油并调直，外表面检查合格。 锚固板浇筑锚固板钢筋制安时，先用风钻在锚索孔周围坡面上对称打孔4个，插入20骨架钢筋并固定，将钢绞线束穿入导向钢管并把导向钢管插入孔口50cm左右，然后按照图纸要求焊接钢筋网或层并固定于骨架钢筋上，焊接质量符合要求。焊接过程中，不得损伤钢绞线。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。在锚固板上安设好二期注浆管、排气管。在钢垫板与基岩面之间按照图示锚固板尺寸立模，验仓合格后，浇筑图示标号混凝土，边浇筑边用振捣棒振捣，充填密实。砼浇筑时，须现场取样，确保锚固板浇筑质量，并给锚索张拉提供依据。1.4.5.14 预应力锚索张拉 锚索张拉在锚固注浆结石体抗压强度及锚固板混凝土等的承载强度达到施工图纸规定值后进行。 张拉程序锚索张拉按分级加载程序进行，即由零逐级加载到超张拉力，经稳压后锁定，0 m稳压1020min后锁定（m为超载安装系数，最大值为1.051.1，为设计张拉力）。张拉工艺流程穿锚初始载荷（钢绞线调直）分级循环张拉至设计工作荷载超张拉先进行试验锚索的张拉。试验锚索的数量及位置由监理工程师确定。在进行锚索试验时，记录力传感器读数、千斤顶读数以及试验束在不同张拉吨位时的伸长值。每次进行试验锚索的张拉，须有监理工程师在场，并按监理工程师指示进行。 锚索张拉方式采用先单根调直预紧、再整体张拉的方式。 张拉设备仪器电动油泵：ZB5-500S。千斤顶 单根张拉千斤顶：YCW350 整体张拉千斤顶： YCW250B、YCW150B。锚索测力计。张拉设备仪器标定合格后使用。标定间隔期不超过6个月。 锚夹具锚具选用ESM15-12。 张拉注意事项加载速率：每分钟不宜超过设计应力的10%。卸荷速率：每分钟不宜超过设计应力的20%。预应力的施加：向张拉油缸加油使油表指针读数升至张拉系统标定曲线上预应力指示的相应油表压力值。钢绞线伸长值：分级测量钢绞线伸长值并按要求做好记录。钢绞线调直时的伸长值不计入钢绞线实际伸长值。采用应力控制和伸长值校核操作方法，当实际伸长值大于计算伸长值10%或小于5%时，查明原因并采取措施后继续张拉。 穿锚清理干净锚具、工作夹片及钢绞线表面，夹片及锚具锥孔无泥砂等杂物。将钢绞线按周边序和中心序顺序理出，穿入锚具，套上夹片。推锚具与钢垫板平面接触。用尖嘴钳、改刀及榔头调整夹片间隙，使其对称。 初始载荷（钢绞线调直）初始载荷：为设计工作荷载的/5。用单根张拉千斤顶YCW350将钢绞线逐根拉直预紧。张拉按照先中间后周边对称分序张拉的原则进行。0/5（稳定2min） 分级循环张拉至设计工作荷载采用整体千斤顶进行整体张拉。 分级加载等级：分别为0.25、0.5、0.75、1.0倍设计工作荷载。 第一循环张拉：/5/4（稳定2min） 第二循环张拉：/4/2（稳定2min） 第三循环张拉：/23/4（稳定2min） 第四循环张拉：3/4（稳定2min） 超张拉 最大张拉力不得超过预应力钢绞线强度标准值的75%。 第四循环张拉结束后，在设计工作荷载的基础上继续加载至1.051.1锁定。1.051.1（稳定1020min）5.4.5.15 补偿张拉 在锁定3d后或锚索应力损失基本稳定后，若锚索锁定的张拉力低于规定的设计值，对锚索进行补偿张拉，以满足设计永久赋存力的要求。 补偿张拉程序：实际张拉力（稳定2min）。1.4.5.16 封孔回填灌浆张拉段灌浆 封孔回填灌浆在补偿张拉工作结束后28天进行。 封孔回填灌浆材料与锚固段灌浆的材料相同。 封孔回填灌浆采用锚索中的灌浆管从锚具系统中的灌浆孔施灌，灌浆管伸至锚固端顶面，自下而上连续灌浆，应力不小于0.8MPa（全压力），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。1.4.5.17 外锚头保护 锚具外的钢绞线除留存15cm外，其余部分切除。 外锚具或钢绞线端头，按设计要求用混凝土封闭保护，混凝土保护的厚度不小于10cm。1.4.5.18 质量检查与验收 质量检查预应力锚索施工过程中，进行下列项目的质量检查和检验：1）钢绞线到货后材质检验；2）预应力锚索安装前，进行锚孔检测；3）预应力锚索下入前，进行锚索制作质量检查；4）锚固注浆抽样检查；5）预应力锚索张拉工作结束后，对每根锚索的张拉力及补偿张拉效果进行检查。 验收试验和完工抽样检查A 预应力锚索验收试验按施工图纸和监理工程师指示随机抽样进行验收试验，抽样数量不小于3束。验收试验在张拉后及时进行。B 完工抽样检查1）完工抽样检查以应力控制为准，实测值不得大于施工图纸规定值的5%，并不得小于规定值的3%。2）当验收试验与完工抽样检查合并进行时，其试验数量为锚索总数量的5%。3）完工抽样检查按监理工程师指示进行。1.5 机械设备表表1.5-1 主要施工设备表序号设备名称规格型号单位数量备注1锚固钻机YGA-100台62手风钻YT-28台153搅拌机JDY350台24混凝土喷射机TK961台35灌浆泵SGB8-10台36注浆器自制台67卷扬机5t台28高速搅拌机NJ600台29砂浆泵2SNS台210千斤顶YCW150型台211电动高压油泵ZB5*500台212灌浆自动记录仪GJY-台113移动式空压机12m3台21.6 质量保证措施 网喷混凝土,钢筋网与坡面间要留保护层,回弹料不再利用。 锚杆、排水孔造孔要严格控制孔位、孔向和孔深，局部加固锚杆的孔轴向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于550，锚杆孔孔深偏差值不大于50mm。 锚索施工使用的各种主要材料均须“三证”齐全，严禁未经检验的“三无”材料或产品进入施工流程。张拉机具须定期检查、标定，以标定曲线作为施工控制依据。 锚索施工前先对围岩进行检