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向家坝右岸防护工程边坡锚杆施工质量控制  
2021-06-10 19:41:39 来源: 作者: 【 】 浏览:46次 评论:0


向家坝右岸防护工程边坡锚杆施工质量控制


 


向家坝右岸重件运输道路(8号路)起点为右岸进厂交通洞洞口,终点位于重件码头附近,全长2.37km。为了加固右岸重件路岸坡,在右护0+223.01~0+788.70m段砂砾石地层岸坡,采用Φ36mm水泥砂浆全长注浆锚杆进行岸坡支护,锚杆间排距2m×2m,入边坡地层15m,倾角10°,布设锚杆合计3097根。由于地层夹杂卵石和孤石,采用常规注浆锚杆施工,存在大漏量、串浆等特点,无法保证其注浆密实性。根据现场情况,由业主、设计、监理和施工四方会商后,选取0+343~0+385m段边坡上,此段挡墙顶部标高272~274.0m,其上边坡按口字形和2×2m间距可布置锚杆9层,共22列,共194根。

岸坡锚杆试验主要进行了各种浆材配合比强度、稠度、工作性能,以及常规水泥砂浆锚杆、全孔土工布套锚杆、6m(锚固端)+9m(自由端)土工布套水泥砂浆锚杆和膏浆锚杆等注浆工艺试验基岩锚杆和膏浆锚杆施工所用材料满足设计要求,锚杆注浆工艺严格,砂浆和膏浆抗压强度及锚杆密实度检测成果均满足规范和设计要求。

关键词:右岸重件路  岸坡锚杆试验

1  概述

右岸重件运输道路(8号路)起点为右岸进厂交通洞洞口,终点位于重件码头附近,全长2.37km。本次设计路段为重件道路未段(K1+060m~K1+800m),长约0.74km。混凝土路面宽12m,右侧人行道宽2m,其上铺设2根供水管。

地下厂房尾水渠出口至金沙江临时索桥右岸边坡防护长度约785m,其中上游段长约148m,尾水渠底边线与⑧路边线距离60~85m,此段坡脚设置混凝土挡墙、上部采用钢筋混凝土防冲面板加锚杆防护方案;下游段长637m,河道整治开挖底边线距⑧路边线距离30~60m,此段坡脚设单排钻孔灌注桩,桩顶设置预应力锚索拉结,坡面采用钢筋混凝土面板连接锚杆防护。

为了加固右岸重件路岸坡,设计在右护0+000~0+194.6m段开挖基岩分界线以下范围采用Φ28mm基岩锚杆进行支护,锚杆间排距2m×2m,布设锚杆1583根;在右护0+223.01~0+788.70m段砂砾石地层岸坡,采用Φ36mm水泥砂浆全长注浆锚杆进行岸坡支护,锚杆间排距2m×2m,入边坡地层15m,倾角10°,布设锚杆合计3097根。

实际施工中,因田坝拱涵出口占压右护0+224.8~0+264.2m施工范围,经业主、设计、监理、施工四方协商,取消该部位锚杆。截至2008年5月28日,右护0+223.01~0+788.70m段锚杆施工全部完成,实际完成工程量1452根。

1.1 施工地质条件

根据砂浆锚杆现场实际施工情况确定:坡面0~1m为浆砌石及覆盖土回填,1~4.5m为岩石破碎及卵石夹泥,个别地方会出现孤石及松散卵石夹泥,4.5~9m米为松散卵石夹泥及大量孤石,9~15m米为卵石、孤石堆积架空层。

1.2  施工特点及难点

    在岩石破碎和卵石夹泥层等地质条件下,由于地层夹杂卵石和孤石,钻孔过程中易偏斜,且采用常规注浆锚杆施工,存在大漏量、串浆等特点,无法保证其注浆密实性。

2  试验及施工方案

施工中,右护0+223.1~0+788.7m段水泥砂浆全长注浆锚杆因注浆漏失量大,且注浆密实度质量难以保证。根据现场情况,由业主、设计、监理和施工四方会商后确定具有代表性的部位作为试验区。试验区域选在0+343~0+385m段边坡上,此段挡墙顶部标高272~274.0m,其上边坡按口字形和2×2m间距可布置锚杆9层,共22列,共194根。

岸坡锚杆试验主要进行了各种浆材配合比强度、稠度、工作性能,以及常规水泥砂浆锚杆、全孔土工布套锚杆、6m(锚固端)+9m(自由端)土工布套水泥砂浆锚杆和膏浆锚杆等注浆工艺试验。

2.1  布套试验

1)全孔土工布套锚杆注浆

锚杆全长外套土工布套下至孔底,起拔跟管钻进的套管,留土工布套锚杆于孔内,即进行注浆施工。注浆采用0.45:1:1比级浆液,灌注压力同常规锚杆。

全孔土工布套注浆锚杆施工10根,注入水泥砂浆10.1m3,平均单根锚杆注浆1.0m3,平均单位注浆68.0 L/m。

2)6m(锚固端)+9m(自由端)土工布套锚杆注浆

锚杆底部6m设一套灌浆管路,注浆管绑扎在离孔底不大于20cm处,排气管绑扎在杆长6m处(锚固端);锚杆上部9m外套土工布套,内设一套灌浆管路,注浆管绑扎在离布袋底部不大于50cm处,排气管绑扎在孔口0.5~1m处(自由端)。锚杆下设完成后,起拔跟管钻进的套管,留锚杆于孔内,即进行注浆施工。 灌浆施工中,先对土工布套内9m锚杆进行灌注至排气管回浆,达到结束标准后对锚杆底部6m进行灌注。注浆结束标准:当布套内、外排气管均回浆,注浆压力保持在0.2~0.3MPa,吸浆量≤4L / min后屏浆15~20min结束。

6m(锚固端)+9m(自由端)土工布套锚杆注浆施工57根,注入水泥砂浆78.3m3,平均单根锚杆注浆1.4m3,平均单位注浆为100.1 L/m,灌浆平均压力为0.38 MPa。

2.2  膏浆试验

膏状浆液流动性差,在压力的作用下对空洞进行挤密充填,自行漏失量较小,能较好均匀包裹锚杆,有利于以最少浆量较好充填锚杆外周,提高注浆质量。

注浆开始时由注浆管向套管内填满浆液,管口返浆后以距套管口2~3m为起拔套管为标准,每次起拔2~3节套管,孔内注浆管跟套管同时起拔,起拔套管时注浆暂停,套管拆卸后继续注浆,重复上述注浆过程直至距孔口段0.5~1m时,在套管外露部分加设盖头。当孔口段注浆压力达到0.3~0.6Mpa,吸浆量≤4L / min后屏浆10~15min结束。

膏浆注浆施工共16根,注入水泥砂浆13.5m3,平均单根锚杆注浆0.85m3,平均单位注浆为60.37 L/m。

3  主要施工工艺、质量控制重点及措施

锚杆长度为16.3m,锚杆入坡深度为15.0m,锚杆外露1.3m。地层为松散覆盖层,含孤石及松散碎石夹泥层。在覆盖层中,采用锚杆钻机、风动潜孔锤跟管钻进的方法进行施工。钻孔施工前,按设计的间、排距要求对孔位进行放样并做好标识,施工中监理按孔位偏差≤20cm,钻孔方向偏差≤3%,孔深偏差≤10cm的质量标准进行质量检查,孔位、孔深和孔斜等质量均满足设计要求。先安装锚杆后注浆法施工,套管直径为不小于φ110mm,钻孔超深不大于100mm;采用专用锚杆量角器量测套管方向,使孔向符合设计要求。

在进行锚杆注浆施工前,校核锚杆长度并在锚杆上标明外露部分位置,确保杆体插入孔内长度不小于设计规定的95%,锚杆安装后即进行注浆。锚杆注浆过程监理全过程旁站监督,注浆工艺严格,未发生异常情况。

3.1  锚杆施工及质量控制

1)锚杆造孔及制作安装

钻孔采用锚杆钻机、风动潜孔锤跟管钻进的方法,钻孔孔径为不小于Φ110mm。

锚杆选用Φ36mm螺纹钢筋;钢筋连接采用Φ36mm直螺纹钢套筒连接,因坡面外露L型弯钩阻碍套管起拔,采用先加工好螺纹,留在后期施工贴坡混凝土时采用钢套筒连接。锚杆对中定位器采用Φ6mm钢筋制成船型支架,与锚杆成品字型焊接成一体,每隔2.0m设置一道,最大外径定位Φ80mm。

在进行锚杆注浆施工前,人工首先将加工好的杆体运至施工作业平台上,校核锚杆长度并在锚杆上标明外露部分位置,绑扎好注浆管然后再进行锚杆下设;注浆管采用直径Φ30mmPE管,内径为25 mm;绑扎位置为距离不大于锚杆钢筋底部10cm处。锚杆安装后立即进行注浆。

2)全孔土工布套锚杆注浆试验

采用土工布套锚杆进行注浆试验。注浆时孔口外露土工布套部分绑扎密封,采用0.45:1:1比级浆液灌注。

锚杆安装要求:加工土工布套直径为Φ150 mm,布袋三边密封;锚杆安装时土工布套住锚杆下至孔底。

注浆管绑扎要求:锚杆杆体绑扎1根注浆管并在孔口处帮扎1根排气管。注浆管绑扎在离孔底不大于20cm处,排气管绑扎在离孔口2m处,套管起拔时不得将锚杆钢筋及注浆管路带出;注浆前进行孔口封闭。

注浆前先对封闭布套进行压力压水试验,压力为0.06 MPa时土工布套瞬时压破。

3)6m锚固端、9m自由端土工布套锚杆注浆试验

①基本要求

锚杆安装时根据设计要求:锚杆底部6m为不包裹土工布,锚杆上部9m采用土工布套锚杆;土工布套直径为Φ150 mm,布袋三边密封。

②注浆管绑扎

锚杆杆体绑扎2根注浆管及2根排气管。锚杆底部锚固端注浆管绑扎在离孔底不大于20cm处,锚固端排气管绑扎在6m处土工布外;锚杆上部布袋内注浆管绑扎在离布袋底部不大于50cm处,布袋内排气管绑扎在孔口0.5~1m处。套管起拔时不得将锚杆钢筋及注浆管路带出。

③土工布套绑扎

土工布套应在锚杆底部锚固端6m处及孔口分别绑扎,采用铁丝绕6~8道,绑扎要求密实,注浆时绑扎头不得漏浆。

④注浆试验及结束标准

注浆为水泥砂浆灌注,先灌注土工布套内,布套内灌浆至排气管回浆,升高压力为0.2MPa,注浆流量为小于4 L / min,屏浆10~15min改注布套外(后经调整为注满土工布套,适当增加压力即可结束布套内注浆)。布套外注浆须排气管回浆,注浆压力为0.3MPa,注浆流量为小于4L / min,屏浆10~15min灌浆结束。

3.2  膏浆锚杆施工及控制

考虑到砂卵层锚杆注浆的砂浆稠度可能对注浆效果影响较大,分别采用膏浆及掺加不同比例砂进行注浆试验。

1)膏状浆液特点

膏状浆液灌浆对大空隙地层具有良好的控制性,使用膏状浆液在块石架空的复杂地层中浆液流失范围小,有利于以最少浆量较好充填锚杆外周,提高密实性。

2)浆液材料

水泥:注浆锚杆的水泥砂浆应采用华新牌P.O 42.5的普通硅酸盐水泥;

:采用最大粒径小于1.5mm的细砂;掺量为水泥用量的1015%。

粉煤灰:采用华能珞璜牌一级粉煤灰,掺量为水泥用量的20~30%。

膨润土:采用湖南澧县生产的Ⅰ级膨润土,掺量为水泥用量的3~5%。

外加剂:在浆液中添加具有增粘与减水效果的材料和外加剂(1%)。

3) 配合比

灌浆试验施工时采用0.43:1:0.34、0.47:1:0.44、0.43:1:0.41、0.41:1:0.45(水:水泥:粉煤灰+膨润土+砂)四个不同配合比进行现场浆液搅拌试验,最后选择最稠、强度能达到要求的配合比为:0.41:1:0.45,见下表。

水胶比

水:水泥:其它

外加剂(%)

材料用量(kg/m3)

备注

用水量

水泥用量

天然砂

粉煤灰

增黏料

外加剂

0.30:1

0.41:1:0.45

1%

455

1120

112

280

112

11.2

掺砂10%

4)浆液制备

制浆设备为专用膏浆搅拌设备,转速为200~500r/min(灌浆设备为3SNS灌浆泵及CE50型膏浆泵)。浆液搅拌时间不少于3min。搅拌时先根据配合比加水,再加水泥,待水泥完全搅拌均匀后加入其它材料。

5)锚杆安装与注浆

①基本要求

锚杆安装要求:注浆工艺要求边注浆边拔管,锚杆安装后不进行套管拔除,在注浆过程中起拔套管。注浆时套管即做为注浆管,在套管外露部分设盖头,注浆管经过套管向孔内挤压浆液。

②注浆过程及结束标准

膏浆注浆通过增加注浆压力把浆液挤压入孔内,注浆开始将套管内填满浆液,在通过升高压力向孔内注浆,注浆压力为0.3MPa,注浆流量为小于4 L/min,屏浆10~15min即可起拔一根套管,重复上述灌浆直至孔口。

现场分别采用了边拔套管边注浆、膏浆常规注浆、膏浆掺砂等工艺试验。边拔钢套管边注浆试验2孔,灌浆平均压力为0.43MPa,平均单位注浆量为57.63 L/m;

膏浆常规注浆为先拔完钢套管,锚杆带注浆管注浆,且在膏浆内加入水泥重量10%的细砂,试验2孔,灌浆平均压力为0.4MPa,平均单位注浆量为44.1 L/m;膏浆加15%的细砂试验2孔,灌浆平均压力为0.24MPa,平均单位注浆量为96.63L/m。

考虑到先期施工所用设备为灌注砂浆的专用设备,难以灌注膏浆,后新购一套膏浆专用灌浆泵并采用砂浆膏浆配比再灌注10孔,均采用边拔管边注浆工艺施工。注入水泥砂浆81.56m3,平均单根锚杆注浆0.816m3,平均单位注浆为57.36 L/m,灌浆平均压力为0.48MPa

4  质量控制成果

1)检查方法及质量标准

  根据不同试验区域和注浆工艺,分别采用锚杆抗拉拔试验检测和注浆密实度无损检测。土工布套注浆工艺的设计拉拔力70KN,膏浆注浆工艺根据土工布套注浆的设计要求进行摸索,实测拉拔力达到240KN。设计密实度合格标准为75%,后设计修改为80%。

2)注浆密实性检查成果

委托中南院检测中心检测,采用全孔土工布套锚杆注浆共10孔,检测2孔,检测率为20%,合格率为100%;孔口封闭常规注浆9孔,检测3孔,检测率为66.7%,合格率为0%;膏浆注浆16孔,检测16孔,检测率为100%,合格率为66.6%;6+9m土工布套注浆16孔,检测14孔,检测率为87.5%,合格率为85.7%。检测结果见下表。


Tags:向家坝 防护 工程 边坡 施工 质量 控制   责任编辑:巴山一民
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