岩锚梁施工工法

岩锚梁施工工法一、前言岩锚梁是岩壁吊车梁的简称，利用一定深度的注浆长锚杆将钢筋混凝土梁体牢牢地锚固在岩石上，它承受的荷载通过长锚杆和岩石壁面摩擦力传到岩体上。它与普通的现浇梁相比，不设立柱，充分利用围岩的承载能力。岩锚梁是从挪威引进的高新技术成果，它是一项集光面(预裂)爆破、锚固技术，混凝土技术，应力、应变和位移量测技术于一体的综合性施工技术，技术要求高，施工难度大。岩锚梁主要应用于大型水利枢纽工程地下厂房中机电设备的安装、维修等。它与岩台梁及其他结构梁相比，能缩窄地下厂房的跨度，减少工程量，降低工程造价，增加洞室的稳定。开挖到相应部位即可施工岩锚梁，无需等整个洞室全部开挖完成后再施作，岩锚梁的提前施工又为下一步的施工创造了十分有利的条件，可使整个主厂房的工期缩短8个月左右，经济效益极为显著。在我国，岩锚梁的应用正处于起步和推广阶段，其施工技术正逐步完善。已建成投入运行的有云南鲁布革电站、贵州东风电站和太平驿电站、广东抽水蓄能电站。江垭电站于1997年12月建成并投入机电安装，现已投入运营。正在建设的黄河小浪底水利枢纽等水利工程也将采用这种新型结构。中铁第十六工程局承担的湖南省江垭电站地下厂房和尾调室均设有岩锚梁。施工过程中对其施工工艺进行研究、总结，形成本工法。二、工法特点1．施工工艺完善、简便，可操作性强，降低劳动强度。2．施工速度快，工效高，确保工期。3．施工质量容易得到保证，能够满足设计要求。三、适用范围本工法适用于地下厂房岩锚梁施工，也适用于类似结构的工程项目。四、施工要点岩锚梁施工技术是水电施工的尖端技术之一。岩台开挖、长锚杆施工、梁体混凝土施工是岩锚梁施工的三大技术难题，特别对岩台开挖、长锚杆施工质量要求极严。地下厂房的开挖深度一般在50m左右，分层开挖，第1层(拱部)施工完成以后，即可进行第Ⅱ层开挖及岩锚梁的施工，然后再进行第Ⅲ层以下的开挖。因此I、Ⅱ、Ⅲ层分层高度要合理，主要考虑以下因素：满足岩台开挖前预留保护层的厚度；满足岩锚梁锚杆施工所需的空间；梁体混凝土施工要方便；第Ⅲ层开挖爆破振动对已施工完成的岩锚梁影响要小。1．岩台开挖岩台开挖是岩锚梁施工最关键的技术。要预留2.5～3.0m的保护层，然后再进行岩台开挖。岩台用7655型凿岩机人工开挖，分四步进行(见图2)，造孔方向、爆破参数和开挖方法要根据不同的地质情况经试验、模拟后确定。第Ⅲ层边墙在梁体施工前预裂，目的是减少第Ⅲ层开挖爆破对岩锚梁产生不利影响。图2岩台开挖晃图辽3粪跳锚杆角度奏控制渣帐2售．锚杆施后工银塔(1苦)拍用衡H负—是17晃8烫型三臂钻拌孔台车造寻孔，锚杆孔角度用角影度架控定制泛(资如柏图颜3寸所廉示盖)熟。孝讯疏锚杆位置抵用油漆按这设计要求浇标出。必院须核实锚马杆角度，红符合要求抹后，方可拾开钻。钻先杆长度根宏据孔深确园定，并用哗连接套连触接。钻孔申完成后用遣高压水将吴孔内岩粉牧冲洗干净店，下倾角脆锚孔内积善水和岩粉雹在注浆前卷用高压风冷吹干净。域勒(2筋)脸注浆方式似决定着锚泳杆锚固质偷量。注浆元方式原则归上分为双露管注浆和决单管注浆找两大类。纵双管注浆纠是先安装家锚杆和排猪气管，然拔后注浆，纱注浆后将治排气管抽谣出，锚孔局直径应大膨于锚杆直旧径负25m磁m围以上，便善于安装排成气管和注存浆管；单适管注浆是栏先注浆后岗插锚杆，正锚孔直径蜻大于锚杆刻直兴径妹15m离m劳以上。添骂话注浆施工浸前要作注贵浆密实性该模拟试验驾。试验选苗取内径与诉锚孔相近股，长度与昂锚孔一样论的塑料管叶，将管一话端密封，衬按预定方尼向固定，怕分别采用栏两种方式可注浆和安填装锚杆，秤养生一周冶后，将管首剖开，检救查杆体位顶置及注浆需密实程度锁。根据试佛验结果确扁定相应的奋注浆方式观。一般情典况，受拉饿锚杆直径搅粗，杆体侧长，重量交大，采用驳双管注浆宴；辅助锚焰杆和受压覆锚杆采用学单管注浆额。法园(3唤)药采用棉纱虹或牛皮纸麻注浆塞，遇操作方便释，密封性莲好，经济洲节约。俗碎(4嘴)煤经对比试却验确定的步配合惑比湾(筋重量篇比逢)堵为宰：串425条#轧水泥：细恼砂：凶水床=扇1挺：肺1.渡0找：月(0.4答0三～赴0.42营)瞎。细砂用骑细度模数如小男于供2.需0骆的天然砂易，使用前放要过筛，华不宜使用幼机制砂。俱近(5教)激锚杆施工番工艺流成程裤(厦见偷图均4沿)宁。圣图慨4粘喂锚杆施工抓工艺流程剧沈3忘．梁体施蓬工私杰(1简)潮梁体钢筋歼混凝土施回工。岩锚栗梁构造特颈殊，体积流大，模板蓝和支撑的迈设计必须跑进行计算盏，并考虑盏适度的安累全系数。窝庙痛在底模和耻下部支撑菌完工后经牛复测符合永要求后进闹行钢筋绑凶扎。钢筋止笼绑扎后虑要与锚杆矿焊接牢固垂，确保钢瓣筋笼在混堵凝土入模降时不移位夺、不变形材。混凝土惨采用分段幸平仓、连孔续灌注。锡俭(2喉)大预防裂缝受。我国已侄经完工的扒岩锚梁，亲绝大多数条的梁体均作出现不同虹程度的垂肃直于梁长聚方面的横常向裂缝。愚岩锚梁作优为一种悬宁臂结构梁耍，梁体的茶横向裂缝含对梁体的知使用并无桂多大影响孤，但对梁凉体的耐久膊性是有影拖响俯的统(载主要是钢役筋锈菊蚀刺)咸，需修补泛处理。我岭们在岩锚浩梁施工的困初期也出汇现过类似法情况。岩沾锚梁裂缝宗是梁体混嫩凝土热量引散失引起鱼的冷缩变诱形和内外奴约束条件思共同作用固的结果，铅这种裂缝猾的特征是宪有序分段标开裂，妇呈埋“历八旷”年字形，远风离岩台面必一侧较宽殖；洞室开朝挖后地质哈构造产生厚不均匀变苹形也是产涛生梁体裂五缝的一个派十分重要饱的原因；书爆破震动响对梁体裂戴缝的形成兼也是不可弊忽视的因酒素。魔寨题岩锚梁梁同体混凝土逝属大体积星的范畴，德应看作超辟长大体积羊且受到外伍界约束条望件较强的父结构物。乱裂缝的控言制从设计绵和施工两鹊个方面着出手，综合断治理。践社1捏)励合理选择谜混凝土配艘合比。在痛满足设计誉要求的前阔提下，粗堂骨料选用殊二级配或乓三级配，般掺入减水辆剂，控制算水泥用量慨，降低水锻化过程中熔产生的热足量。控制段粗骨料、月细骨料的蹦含泥量不织超榆过长1版％宵和葱3丘％。兵咽2巡)耳改善内外磁约束条件科。改善约童束条件的捡有效途径兰是：合理那配筋，加达大对混凝牢土的内在喂约束力，倚改变内外检约束的力橡量对比，灯控制混凝爷土拉应力励裂缝产生咏。梁体混糟凝土不出鞋现拉应力搅开裂的最毛大允许长扒度可用下估式坑(牲傅温主编既《混凝土寿工程新技闷术》，中若国建筑工颤业出版社丙，牧199坟8偷年版银，万15挺6视页需)撒计算：养超逆式渡中纪引E馒—壤—云混凝土弹每性模量很，辨C2派3哄级混凝土床：桶E=2.扁9×10使4MP晒a叫；史壳H陵—钥—舰基础混凝感土厚度，骑岩锚梁不誉等同于基菜础，它在穷竖直方向焰和水平方赛向跟岩面述接触，受脖到约束力案偏大，计餐算汇中付"访应扣除水堂平方向与肚岩面接触惧的高度；附烈C标X刘—数—筋约束系数胆，踢取挂CX=紧150只×10沈插–阅2讨N爷／嗓mm厨3舒；某α—被—改钢筋混凝甩土线膨胀长系数，坛取或α社=1不0×10阻馆–孤6耕m资／锈m鹅；挂触T抬—嚼—酸约束体与武被约束体蔑温差；喘ε封P荡—志—产钢筋混凝饮土极限拉怖伸，已考牧虑配筋，韵取兆ε探P=感1.2×丘10关析–饲4卖告。像脖3吐)仇尽量降低消入仓混凝艰土的温度漫。混凝土扛内部温度店是水泥水比化热的绝抗热温度、肢灌注温度刮和榨混凝土散镜热温度三毙者的叠加洲。灌注温榆度降低后辩，就能适钓当降低混窜凝土内部浮温度。尽矿量避开气垒温较高的鄙日子，必聪要时采取映洒水降温倚等措施。码域4丹)棍改善养护命条件。保缸持表面不衬干燥即可崭，不宜过尽量洒水，品以至混凝蒸土表面降萄温过快，谷加大内外狐部温差。勒显5炭)饱控制爆破枝振动对梁粥体混凝土泻的影响程善度。梁体扁内部存在贡拉应力时散，爆破振甜动导致梁燃体出现裂珍缝的可能大性大大增罪加。下层俭边墙在梁佛体施工前闸进行预裂计爆破，可工以降低地没震波的传处播范围。革因为爆破搭产生的冲笑击性波尊9识5反％以上在球预裂分界掩面返回开斤挖区。采肃用微差控土爆技术，暑使相邻炮障眼起爆时竿差不小狗于灵50m狼s腊，控制一筹次起爆药得量。控耳6杏)舅合理设置倘临时变形骆缝。在施紧工条件和舰工期允许膝的情况下版，设临时序性变形盏缝建(轻即后浇侮带厘)福是控制裂取缝的有效垮方法，能素使施工期雄间较高温厅差产生的爆收缩应力芒得到有效满的释放。换需要说明循的是后浇桌段一般在徒先浇段完痰成后不小暮于经40佳d费施工，时设间过短将版失去作用比，因此在饶抢工期的玻前提下意垮义不大。暖栽铃另外，控让制地应力三引起的梁圾体裂缝较推为困难，查通常借助剂量测技术形进行观测撞、分析判湿断，确认千稳定后再撤作处理，原或者采用锯深层岩体跌预应力锚祝固技术限击制岩体的荣变形。何魔蠢五、机具魄设宫备先(赌见过表彩1)雾表廉1夕踩机具设备柱陡龄六、劳动夫组洪织酱(信见板表或2)默表右2倡索劳动组织骆映赛七、质量胆控制歼广1往．岩台开借挖光面爆劳破和预裂痒爆破的炮指痕率，整梯体性好的差岩丑体详9素5甲％以上，并其他岩体突不低希于拥9副0样％。岩台换上边墙和让岩台台面躬超挖不得轰大幼于逆5c玩m精，不得欠跪挖，岩台惜下边墙不鞋得超挖，逐欠挖不得题大秀于饱10c低m拘。爆破后黎原有裂隙岗不得有明朗显扩展，况不增加新狱的裂隙。着撇2只．锚杆施羽工允许误组差：孔勾位孟±5c洽m活，深萌度纺±5c旧m辜，锚杆偏营角膊≯摩3菌º精，抗拨力药达到设计魂强度殊的周9挥5婚％以上，掀注浆密实唯度达到设患计注浆长蚊度亩的扒9岛5俗％以上。局钱贪八、安全茅措施者俗1焰．进入施勇工现场的售人员，必询须戴安全疮帽。仇脉2盯．洞内爆屑破时，所砍有人员必牙须撤离安幼全地带。添测3株．洞内施汤工机械、伤车辆较多材，加强现教场调度指探挥，注意伴安全。但递4浓．非专业通人员不得哗操作施工疗机械和洞涌内的其他冲设备。埋臂5壶．注浆压增力表或安达全阀如发远生损坏或祝失灵，立杂即更换，桨注浆管前嫂严禁站人鸦。稍寄本九、效益俊分析敏诞1壳．施工方立法针对性为强，技术志可靠，施惩工质量容延易得到保嗽证。闷诵2虾．降低劳第动强度，输工效高。歇但岩锚梁饱施工仍然约是一项费约工费时费所用较高的获项目，加拳上现在还刃没有配套险定额对比源分析，其客经济效益桑很难估算霜和比较。夜医3读．岩锚梁雾施工是地污下厂房土榨建工程核始心部位最园重要、最乓关键的技致术。岩锚玩梁施工效携益体现在者社会效益畅方面。谁疏掌握了该屈项新技术屑就意味着车谁有资格丸参与该工孙程项目的档竞争。老翼奋十、工程绒实例盒姥楚湖南省江如垭水电站关地下厂房语和尾调室赖均设有岩苏锚梁。主坏厂房岩锚巡梁峰高枕2.33代m振，惨宽屯2.05纱m姓，单侧梁跨长锄83.0叠m丰，设计荷魂载云为傻5000纷k策N隙；尾调室推岩锚梁踩高僻1.50稻m乏，棍宽余1.45雅m梯，单侧梁异长六56.0扛m丈，设计荷瞎载眼为壳2000疲k焦N剑。二者断渐面形状、汁配筋情况忧、锚杆布公置相似，衬采用相同说的施工方感法。价掘1芒．岩台开含挖。主厂激房和尾调荡室岩锚梁混岩台部位蛋的岩体不果同程度存跃在断层、械层间错动救挤压破碎升带等不良扇地质情况舅，增加了徐岩台成型里的难度。阶为确保岩公台开挖一教次成优，侍针对不同笔的地质情鲜况，选取迅不同的爆疑破参数进秃行优化试贿验比较，们然后确定故合理的爆哥破参数和焦开挖方法构。孟抢蹄经试验优没化后确定繁的参数见载表识3诊。前表滑3糟泡试验比较意优化后确疾定的爆破竿参数驴注：导爆结索的炸药迟量已换算袍到线装药问量中。购即跑通过岩石巴模拟开挖客对比试验连，确定岩调台上、下烛边墙采用影竖向孔，违岩台台面虹采用水平服孔。岩台龙开挖炮痕故率呈在功9窄8条％以上，年超欠挖满欧足规定值梳，岩台成村型规则，永大面平顺旅，棱角分不明，开挖饺质量优良阳。森僻2佩．锚杆施盏工。岩锚遵梁锚杆参现数见肚表抓4蜡。旅璃奋受拉锚杆相采用双管眯注浆，辅轨助锚杆和绩受压锚杆染采用单管舟注浆，砂就浆密实度赞在坊9狂6睡％以上，床抗拔力均订超过设计蛾要求，锚算杆施工质邻量优良。剩表谦4遵劈岩锚梁锚踪杆参数凑烫3躬．梁体施鹊工。由于班设计、施且工上的认仰识不足，普未采用综在合防治措薯施的地段号，出现了拆混凝土拉糊应力裂缝喇，裂缝多佳数在混凝滥土浇注苹后孩8刑～宏14拜d碑出现，俘每营6蝶～键8朽m搁就出现一碰条。场网叉尾调室和点主厂房岩从锚梁混凝尾土施工配坡合比、灌忘注方式相身同，施工周季节也大渠体相同。须表兴5功为梁体混叮凝土内部迟实际温度税计算和温口差比较。鄙表简5烘糟岩锚梁混隙凝土内部恰温度与温指差比较稠丝亦主厂房岩毫锚梁不出性现裂缝最队大允许长菠度由岩锚棍梁梁高港为畜2.33蛙m丑，岩锚梁挨混凝土与勾岩台水平感方向的接崇触长度伴为省0.75焦m蚂，故咬取页H=裤2.33术鸟–规0.7氏5=牺1.58午m绣。进学伙计算可得卫：其忘龙由计算可兽知，主厂蒙房梁体混任凝土浇筑疗段在当时挪施工条件便大杂于协7.95找m牙就出现开齐裂。如果扔每段修取检7.5辟m挂施工，可雀以避免出危现混凝土辫拉应力裂诞缝，但工践期要延长陶。江垭电乐站地下主蔑厂房的岩婚锚梁配筋担如景图众5野。其纵向膨钢筋煤为冠Φ辨1抬6捐光面钢，峰对混凝土付的约束力垫为摩擦力挑，同混凝输土接触面馅积鹊为晨2.16抖m袍2件／速m廉，钢筋单须根畅长劈82.9骄m暖，两端你设炒180现º残弯钩，中吩间采用搭鸽接焊。混解凝土与岩制台壁接触慎面理论面赢积榜为帐2.65强4m芳2叨／翅m泼，考虑其最凹凸情况陵，实际面麻积不小楚于捷3m她2糟／骆m后，而岩台哪壁与混凝技土之间的自约束力以右咬合力为梢主，出现韵混凝土开岂裂是必然昏的。绳抖名施工中为析克服岩锚处梁混凝土腹开裂，在爆配筋方面弊增加内部放约束，即暑梁体远离杰岩台一侧卡增芹加量Φ德2佳5助螺纹钢代概替外华侧勉Φ洋1壮6透光面钢，蓄见本图问5谨，原来光姓面钢采用被搭接焊，芳改为两端眠增起加逼180唱º狭弯钩再搭悦接焊接。列钢筋搭接斜位置有序裹分开，确更保相邻两