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锚固预应力论文范文

摘要：文章介绍了预应力锚杆在锦屏水电站地下厂房施工中的应用情况,通过对预应力锚杆的施工工艺和参数进行优化,选用最佳的施工工艺和参数以及加强对现场的管理力度,充分利用现有的资源,合理组织施工,有效解决了施工难题,以期为同类工程施工提供一定的经验和借鉴.

关键词：锦屏一级水电站；地下厂房；预应力锚；施工方案优化

中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（ 2010）31-0099-02

1　工程概况

锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上,是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库.电站装机6 台,单机容量600MW,总装机容量3600MW.

主厂房尺寸276.99m×28.90m(25.60m)×68.80m,岩壁吊车梁以上跨度为28.90m,以下跨度为25.60m.厂房围岩主要由大理岩、角砾状大理岩夹绿片岩透镜体、大理岩夹绿片岩条带组成,岩体新鲜,岩层以厚层～块状结构为主,部分为薄～中厚层状结构或互层状结构.在副厂房分布一条煌斑岩脉,厂房系统发育规模较大的断层有f13、f14、f18 断层.厂房系统进行的地应力测试成果表明,地应力较高,最大主应力σ1等于20 ～ 35.7MPa,σ2等于10 ～ 20MPa,σ3等于4 ～ 12MPa,施工过程中会有岩爆情况发生.

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应力锚杆的布置形式：主机间在桩号厂纵0+84.77 以及0+132.8 每排内全部布置预应力锚杆,主机间其余部位、空调机房以及副厂房每排内预应力锚杆与普通锚杆交错布置,安装间每排内预应力锚杆9m、12m 相间布置, 每排之间预应力锚杆与普通锚杆交错布置,锚杆采用Ⅱ级20MnSi 螺纹钢筋,砂浆强度为M30,杆体直径为Φ32,杆体长度分别为9m、12m,其中9m 共有3853 根,12m 共有1078 根,设计张拉力120kN.

2　施工方案的优化

预锦屏一级水电站地下厂房Ⅰ层边顶拱预应力锚杆数量多,共4931 根,而预应力锚杆工序较多,技术含量高,工期紧,开挖与支护交叉作业,施工干扰大.由于设计只给了锚杆直径、长度和设计张拉力,没有明确预应力锚杆的施工工艺和细部构造,需要施工单位进行生产性实验选取最佳的施工工艺和参数.借鉴龙滩电站的施工经验,并结合工程实际,采用先注浆后插锚杆的方式,锚杆孔直径为￠57,锚杆采用自由段无套管,锚固段选用2m、2.5m、3m 三个锚固长度在不同的地质条件下( Ⅲ 1、Ⅲ 2、Ⅳ围岩) 不同的部位( 顶拱、拱角、边墙) 进行对比实验,内锚段分别采用散装速凝锚固剂和锚固药卷进行注浆,自由段分别采用缓凝砂浆和缓凝锚固药卷进行对比实验,丝牙长15cm,垫板采用Q235 钢平面垫板12mm*12mm *16mm ,螺帽采用与丝牙配套的标准45#螺帽.张拉采用TG 型预置式200 ～ 1000N·M 扭力扳手,先进行正常张拉, 采用分四级张拉,测定张拉力和观察锚杆是否有明显变形.如正常则认为锚杆的锚固力满足设计要求,再进行破坏性实验,拉至设计锚杆承载标准值的0.9 倍即180KN 是否有明显变形.如正常则认为锚杆的锚固力满足要求.通过综合性比较选取如下的最佳的施工参数：在地质条件属于Ⅲ 1 围岩锚固长度选取2.5m,属于Ⅲ 2、Ⅳ围岩锚固长度选取3.0m,即可满足破坏性实验,锚固段分别采用散装速凝锚固剂和锚固药卷均以及自由段分别采用缓凝砂浆和缓凝锚固药卷均可满足施工要求,出于节约成本的考虑锚固段优先采用散装速凝锚固剂,自由段优先采用缓凝砂浆.

3　施工程序简述

3.1　施工程序

预应力锚杆主要施工程序如下：施工准备→机械钻孔→锚杆注浆→锚杆安装( 含安装垫板、螺帽) →张拉与锁定.

3.2　施工准备

预应力锚杆杆体采用无锈、顺直的整根钢筋加工,不得采用焊接.杆体端部的丝口按设计要求加工,加工完毕采取妥善的措施( 皮套管等) 对杆端丝牙进行保护,严禁重物敲击破坏.加工好的杆体按规范要求进行检查验收.

螺帽、钢垫板、锚垫圈从专业厂家购买,螺帽必须与杆体丝牙配套.钢筋、水泥、河砂等原材料检验合格后,运至施工现场.

3.3　机械钻孔

首先根据设计图纸上预应力锚杆的孔口桩号、间排距放好锚杆孔位,并用红油漆做好标记.锚杆钻孔采用353E 三臂凿岩台车造孔,孔径为φ57mm,施钻时钻头要对准岩壁上锚杆孔定位标记开钻,最大偏差不得大于100mm.开孔应用小功率缓慢钻进,钻进约50cm 后,校正钻孔方向,全功率钻进.要求孔向垂直于岩面,严格控制孔深,要求钻孔深度不小于杆体有效长度,并不大于锚杆体有效长度的40cm.在正常情况下,9m、12m 的锚杆孔分别需要15、30 分钟才能造完.

3.4　锚杆注浆

采用挤压式注浆机注浆,水灰比为0.3,首先要在注浆管上,用防水胶布将孔深全长以及将锚固段与自由段的临界点标示出来,再将注浆机注浆管用防水胶布将自由段的长度标示出来.将孔深全长标示出来的作用根据超深的长度增加注浆量, 确保内锚段注浆饱满,将锚固段与自由段的交界处以及将自由段的长度标示出来的作用是界定锚固段与自由段,防止注浆时速凝锚固剂与缓凝砂浆两种性质不同的浆液混淆,影响张拉质量.

根据设计锚固段长度和钻孔孔径,用体积法算出锚固剂用量.采用散装锚固剂进行拌和,现场严格控制拌和数量,防止初凝,用注浆机进行注浆,将注浆管插入离孔底约5cm,缓缓拔出注浆管,并根据锚固段与自由段的标示,控制拔管速度,根据理论注浆量,严格控制现场注浆量：注完锚固剂后,用注浆机将注浆机的浆液全部打出,并清洗注浆机,将注浆管插到锚固段与自由段的交接处开始注缓凝砂浆并缓慢拔出注浆管.

3.5　锚杆安装（含安装垫板、螺帽）

在缓凝砂浆注完以后,立即进行预应力锚杆的安装,作业平台采用吊车液压升降平台或用反铲改装后的设备作为锚杆安装作业平台, 利用人工配合作业平台进行安装,利用吊车液压升降臂或反铲升降臂将锚杆缓慢顶入,减轻了作业人员劳动强度,锚杆杆体端部用φ48mm 钢管辅助送杆,丝扣外露7cm 左右,以便安装垫板、螺帽,锚杆安装完毕后,立即采用木楔进行锚杆孔口封口,防止锚杆从孔内滑出.木楔应完全打入孔内,不得留出孔外,以免影响锚杆孔口钢垫板安装和锚杆张拉.

用速凝锚固药卷对孔口不平整处人工找平,然后安装垫板和螺帽,垫板紧贴岩面,并且必须与锚杆垂直,以便张拉时锚杆能轴向受力.

在充分利用机械配合人工注装的情况下,每10 分钟注装一根.

3.6　张拉与锁定

在锚杆注装6 小时后开始张拉,缓凝砂浆初凝前( 缓凝砂浆注装后18 小时以内) 张拉完毕,张拉设备采用预置式TG 型200 ～ 1000N·M 扭力扳手,对扭力扳手进行率定.施工中扭力扳手易损坏,要求每周率定一次.张拉前将套筒套入螺帽,施工时借鉴龙滩以及水布垭电站的经验,并进行验证,采用一次张拉到位,张拉力为实际的110%,张拉工效为3 分钟一根锚杆.

4　合理的施工组织

由于厂房采用平面多工序同时作业,开挖和支护施工干扰大,如何合理的组织施工成为影响进度的关键.在不影响开挖的前提下,两台353E 同时造孔,造好10 ～ 30 个孔后立即组织验收和注装锚杆,到张拉时间后组织人张拉,各道工序衔接紧凑,形成规模化生产,加快了施工进度.

5　施工质量控制

预应力锚杆施工工序复杂,质量要求高,为此采用坚持“旁站制”和严格执行“三检制”两种方法加强对预应力锚杆的施工质量控制,重点对以下几个方面进行了严格的质量控制：

5.1　对原材料和扭力扳手率定进行质量控制

每批钢筋、水泥、速凝锚固药卷和河砂等材料到场后,要求提供相关的材料出厂合格证和材质证明,并委托实验室进行现场抽检,抽检合格后方可用于本工程中.张拉前首先对扭力扳手进行率定,率定合格后再用于张拉施工.由于施工中碰撞等原因,会造成扭力扳手的应力损失或破坏,因此要求每周率定一次,确保张拉精度.

5.2　造孔的施工质量控制

预应力锚杆的孔位必须由测量工用全站仪放样,并用油漆标识,并且标识要与普通砂浆锚杆和排水孔的标识区别开来.台车工由多年操作经验的、并且责任心强的工人来担任.孔向垂直岩面并检查合格后,方可开钻.孔向垂直于岩面是为了对岩体进行深层锚固,提高围岩的稳定性, 钻杆匀速钻进,并不断加水冲洗岩粉,并且控制孔深,造完孔后边退钻边冲洗孔.

5.3　注浆饱满度的质量控制

内锚段的注浆是否密实是张拉成功的关键,要求根据是否超深决定是否增加锚固剂数量；自由段如果注浆不密实,山体水可能会渗进去,造成锚杆锈蚀,长时间的锈蚀会造成预应力锚杆的破坏.要求注浆时缓慢拔管,从而保证注浆质量.为了检查注浆的饱满度分别取12m、9m 一组预应力锚杆委托成勘院物探组对其进行检测,检测结果饱满,满足设计要求.

5.4　张拉的质量控制

张拉按照要求采用一次张拉到位,张拉过程采用严格的质量监控以及做到张拉原始记录真实和完整.

6　结语

通过对预应力锚杆施工工艺和参数的优化,打破了传统预应力锚杆的施工方法,极大提高了预应力锚杆的施工进度,为以后同类工程预应力锚杆的施工提供了借鉴.

参考文献

[1]　锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2001）[S]．

[2]　中国水电顾问集团成都勘测设计研究院．四川省雅砻江锦屏一级水电站引水发电系统及泄洪洞工程开挖及锚喷支护施工技术要求[S]．

总结：此文是一篇锚固预应力论文范文,为你的毕业论文提供有价值的参考。

无粘结预应力筋锚固肋引用文献: