船闸高强锚杆施工技术及质量安全控制简易版

船闸高强锚杆施工技术及质量安全控制简易版船闸高强锚杆施工技术及质量安全控制简易版InOrderToSimplifyTheManagementProcessAndImproveTheManagementEfficiency,ItIsNecessaryToMakeEffectiveUseOfProductionResourcesAndCarryOutProductionActivities.编订：XXXXXXXX20XX年XX月XX日船闸高强锚杆施工技术及质量安全控制简易版温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。永久船闸高强锚杆施工技术及质量安全控制

肖保林

(武警水电三峡工程指挥部质检处)

摘要：三峡永久船闸主体段长1657m，基础开挖后形成40～170m的高边坡，闸室边墙高45～68m，由于断层、裂隙、开挖爆破震动及应力释放等原因，直接影响了直立边坡的稳定。闸墙混凝土采取薄衬砌墙型式，为保证直立坡岩体和衬砌墙混凝土的稳定安全，考虑两者联合作用，设计采用高强锚杆对其进行支护，设计总量达9万余根，施工后砂浆强度及拉拔检测均满足设计要求。

关键词：高强锚杆；高排架；施工；永久船闸；三峡工程

1工程概述

三峡永久船闸，主体段全长1657m，最大开挖深度170m，双线闸槽间保留宽约56～60m，高45～68m的直立岩体中隔墩，形成4个直立墙面。

永久船闸岩石以闪长花岗岩为主，岩性很好，但是由于受断层裂隙切割、开挖后应力释放等因素影响，边坡稳定存在很大隐患。为改善高边坡岩体及薄衬砌混凝土墙的稳定，设计采用了高强锚杆加固方式，使混凝土墙通过高强锚杆与岩体连接共同组成结构，保障今后船闸安全运行。

永久船闸高强锚杆施工技术复杂，其主要特点是：

(1)地质条件复杂。永久船闸开挖完成后，暴露出较明显的断层、裂隙，特别在闸首交角附近及边坡顶层松动岩体较多，钻孔时易塌孔，注浆时易漏浆，施工起来困难。

(2)边坡高度大。在直立墙45～68m高的排架上施工，造孔设备吊装及安装时操作人员安全难以保障。

(3)工程量大，工期短，施工强度高。永久船闸的4个直立坡面，总面积达25.6万m2，优化后高强锚杆设计总量为9万余根，平均每100m2约38根。月最高强度达13000多根。

2高强锚杆的布置与结构设计

2.1布置

高强锚杆主要分布在4个直立坡衬砌段、机房小平台、闸首底板及陡坎处，呈上疏下密、下短上长规律分布，共9万余根。锚杆长6～13m，最顶上一排距闸顶1～2m，最底下一排距建基面1.5m，孑L距1.2～2.1m，排距1.5～2.0m。

2.2结构设计

高强锚杆采用φ32mmⅤ级精轧螺纹钢筋，锚杆结构分为内锚段、外露段、自由段三部分。

内锚段设半圆形托架，规格φ12mm，用钢筋钳夹紧，距离自由段、底端部1m处各一个，内锚段中间段所设托架间距不大于2m。外露段长1.05～3.0m，端部锚垫板由钢垫板(200mm×200mm×20mm)、螺母(长72mm)、弹簧垫圈、螺帽等组成。自由段经喷砂除锈，热喷锌200μm，涂层封闭200μm橡胶套管保护，防腐长度有50cm、100cm、150cm三种。

3设计要求

3.1钻孔

钻孔孔径应不小于φ76mm，孔斜偏差应小于2°～4°，孔位误差应小于100cm，孔深误差应小于10cm。

3.2高强锚杆材质及自由段防腐处理

采用φ32mm精轧螺纹钢筋，尺寸符合设计要求；表面干净、无锈、无油污；喷锌均匀，无起皮、鼓包；涂层光滑、平整、无针孔、气泡缺陷；外套橡胶管无划痕破损，两端绑扎结实。

3.3砂浆强度要求

砂浆强度标号采用R7=300#，砂浆原材料和配比符合设计要求，检验强度合格，注浆饱满密实，灌入量不小于理论值，灌浆压力满足设计要求。

4施工工艺

4.1高强锚杆施工艺流程

搭设排架→钻孔、冲洗，同时锚杆加工→验孔→插杆→校核安装线→封孔→外露段保护→灌浆→岩面冲洗→浇筑拉拔检测墩头(大于安装数的10%)→单元验收评定。

4.2搭设排架

高强锚杆孔位高度最高达到68m，须搭设排架进行造孔、安装。排架必须保征自身安全和稳定，钢管最小搭接长度为20cm，抗冲击、不摇晃，能满足承重要求。施工排架采用直径48mm，壁厚3.5mm的钢管。立杆基础固定在基岩面上，排架距岩壁30cm，立杆间距2.0m，横杆间距1.5m，架体与岩壁用插筋连接固定，插筋与岩壁成30°角，深入岩体50cm以上，按5m×6m(高×宽)布置，采用350#速凝早强砂浆固结，在排架外侧每隔6m设立斜支撑。每层铺设跳板，架体外侧设安全网，内侧设上下爬梯等应符合有关安全管理规定。

4.3钻孔及冲洗

钻孔机具采用宣化100B型水平孔机或改装的四平钻机，钻进方法采用全断面风动冲击法；造孔完毕后，孔内要清洗干净，无杂物、岩屑、积水。

4.4锚杆加工

采用车间生产方式，经防腐后的锚杆平放在车间工作台上，对单根锚杆用电动刷进行除污、除锈并按设计要求安装托架、绑扎进回浆管，在插杆前进行验收。

4.5验孔

按总造孔量的20%进行抽样测量，孔斜采用经纬仪测量，孔深用竹杆插入孔内量测。

4.6插杆采用人工配以滑轮组相结合的施工办法。加工好的锚杆运输到需要安装的相应部位，用滑轮组把锚杆吊装到相应孔位的排架上，再用人工推送进孔。

4.7校核安装线

锚杆离模板间距采用测量仪器放样控制：底部第一台阶5～10cm，第二台阶5～10cm，第三台阶5～20cm。对于超挖大于30cm的部位，其自由段安装在孔内外的长度按原设计要求，端部采用冷挤压接长办法达到设计安装线；对于超挖大于10cm而小于30cm的部位，调节其自由段的孔内外长度，保证自由段在孔内10cm以上且使锚杆端部在设计安装线上；对于超挖小于10cm的部位，自由段位置按原孔内外长度设计安装。孔口用麻丝和水泥砂浆封堵，要求严密、不漏水。

4.8外露段保护

采用软橡胶套管，在混凝土开仓前取下，然后作除锈处理并安装锚垫板。

4.9制浆与灌浆

砂浆原材料按配合比称量好后，送入C232砂浆泵搅拌桶，每次搅拌3分钟以上，经网筛进入下层搅拌桶。采用挤压式灰浆泵或泥浆泵进行施灌，灌浆压力0.2～0.3MPa。灌浆时，认真做好灌浆记录，并有终检人员和现场监理工程师监督检查，采取自下而上的灌浆顺序，可以防止因浆液由于自重作用串至下部锚杆孔中，堵塞其它孔。回浆管管口应高于孔口2.0m，挂于上一层排架，灌浆出浓浆一分钟以上，结束灌浆，绑扎回浆管，为提高灌浆密实性，须继续压浆3～5s后绑扎进浆管。每根锚杆灌浆完毕后必须用清水冲洗岩面，保证岩面锚杆外露部分清洁、干净。

表1为南线二闸室南坡相邻两排高强锚杆灌浆情况记录表(随机抽取)。

表1高强锚杆灌浆情况记录表

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编号123456789

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设计X15475.71547715478.315479.71548115482.315483.815485.115486.4

孔位Y7934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.5

桩号Z114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25

锚杆长度(m)888888888

自由段长度(m)0.50.50.50.50.50.50.50.50.5

自由段孔外长度(cm)设计101010101010101010

实际121113121413151213

42.342.541.941.542.242.742.942.543.1

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编号123456789

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设计X15475.71547715478.315479.71548115482.315483.815485.115486.4

孔位Y7934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.5

桩号Z115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6

锚杆长度(m)888888888

自由段长度(m)0.50.50.50.50.50.50.50.50.5

自由段孔位

长度(cm)设计101010101010101010

实际151211131412111312

灌浆量(L)42.742.341.541.842.341.742.642.342.8

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理论灌浆量：[π(D/2)2×h-π(φ/2)2×h]/1000=[3.14×(76/2)2×6.5-3.14×(32/2)2×6.5]/1000=24.2L

其中：π取3.14；D为锚杆孔直径，单位mm；φ为锚杆直径，单位mm；h为孔深(注：8m长的高强锚杆内锚段长6.5m)，单位m。

结果表明实际耗浆量一般为理论需浆量的1.8倍左右。

4.10拉拔检测

为了检测灌浆的质量，采用YQT600-B型千斤顶单根拉拔检测，抽检数达设计安装量的10%以上，分5级，加压至450kN。

4.11单元验收

根据结构混凝土分区划分单元，每单元各工序要符合设计要求且施工记录完整，检测资料齐全才准予验收。每天每一灌浆区必须取一组砂浆试样。随机抽取两相邻区试样检测结果如表2。

实际结果表明锚杆砂浆强度均达到设计要求且优良。

5施工中的问题及解决方法

5.1钻孔深度控制

高强锚杆钻孔除了孔位、孔斜要严格控制外，孔深也是重要一项。高强锚杆外端受模板及孔内外自由段搁置长度的双重限制，钻孔深度不能小于设计孔深，但也不能超钻太多，一般控制在20cm以内。

表2

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工程部位桩号高程设计标号水泥品种取样日期检验日期抗压强度(MPa)

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北线X=15714～1572493.7～132.71999-9-241999-10-132.9

1999-9-251999-10-246.3

三闸室R7=300#普硅525#1999-9-171999-9-2456.7

X=15724～1573493.7～132.71999-9-251999-10-246.3

北坡1999-9-261999-10-339.1

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5.2钻孔粉尘控制

钻孔施工为避免干钻法粉尘严重超标，湿钻法钻孔效率低的弊端，采取了喷水除尘干钻法，在干钻法施工的基础上，孔口处另设一个高压雾状水喷头，粉尘降低了98%左右。

5.3注浆密实性控制

采取锚杆上安装两根φ25mm的塑料进、回浆管办法