1、瀑布沟泄洪洞工程出口自然边坡加固施工方案1、工程概况泄洪洞出口挑流鼻坎左侧边坡陡峭，岩体风化、破碎、裂隙发育。设计院经过雾化研究，于2007年9月6日下发设计通知【水泄字2007-03号 总013号】，需对泄洪洞出口开口线以外自然边坡进行加固处理，以利该边坡的稳定和泄洪洞出口安全运行。处理范围：高程约为747.00777.00m，见附图泄洪洞出口自然边坡加固平面布置图。采用锚索加固，锚索参数：P=1500KN，L=35m、40m交错布置，入射角俯角5度，间距5.0m，排距8.0m。支护参数可根据现场实际情况适当调整。地质条件：泄洪洞出口左侧自然边坡主要为花钢岩，岩体强风化强卸荷。呈碎裂镶嵌结构2、，裂面普遍张开，山体陡峭。已有左岸低线公路：该公路高程为677.00m，贯穿整个泄洪洞，是本工程的主要利用道路之一。2、工程量根据现场踏勘，泄洪洞出口左侧自然边坡岩体强风化强卸荷。呈碎裂镶嵌结构，裂面普遍张开，山体陡峭。为满足雾化安全及施工安全，保证边坡稳定，锚索仅满足了边坡深层加固，加固仅为点加固，表面松散体并没有达到加固目的，经研究，我部认为需对边坡挂网喷护支护。主要工程量如下：表1 泄洪洞出口左侧自然边坡加固工程量表序号工程项目单位工程量备注1锚索根601500KN，L=35m、40m交错布置2锚杆根50025，L=4.5m，间排距3.0m3挂网钢筋Kg17775820cm4喷射混凝土m3、675C20混凝土，厚15cm5钢管栈道米120施工垂直通道65吨缆索套1材料及机具设备垂直运输7操作脚手架m4500注：上表中工程量为估算工程量，施工时以实际发生计。3、技术要求（1）锚索材料为高强度低松弛无粘结钢绞线，强度级别1860MPa。钢绞线材料应符合预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2003和ASTM A416-98的要求。锚索体采用10束钢绞线组成，钢绞线单束直径15.24mm。（2）锚固段置于微新岩体内，锚固段长度为8m。（3）锚索钻孔直径140，锚索孔深设计为L=35m、40m，交错布置，具体深度根据岩石情况调整以满足锚固要求。孔斜不得大于5，不得使用水钻。（4）锚索孔内4、注浆采用全孔一次注浆，注浆浆液为P.O42.5R水泥净浆，水泥结石体7d抗压强度不低于35Mpa；出浆口注浆压力控制为0.30.5MPa。（5）锚墩混凝土标号C35，封锚混凝土标号C20。4、施工布置施工道路：已有左岸低线公路，公路高程为677.00m。施工供风：在677.00m高程布置2台20m/min电动空压机。施工用水：采用直径50钢管，在泄洪洞洞口处接已有供水主管。施工供电：利用泄洪洞出口已有400KVA变压器。施工通道：从左岸低线公路677.00m高程开始，采用钢管搭设栈道直至750.00m高程。栈道布置见图泄洪洞出口自然边坡加固平面布置图【图纸编号：出口边坡加固-01】和泄洪洞出口5、自然边坡加固施工栈道示意图【图纸编号：出口边坡加固-02】。垂直运输设备：布置5吨揽索一根，运送施工材料及机械设备。5吨揽索见图泄洪洞出口自然边坡加固平面布置图【图纸编号：出口边坡加固-01】和泄洪洞出口自然边坡加固缆索示意图【图纸编号：出口边坡加固-03】。施工布置见附图泄洪洞出口自然边坡加固平面布置图【图纸编号：出口边坡加固-01】。5、施工方案由于支护加固区域位于泄洪洞出口挑流鼻坎左侧上方，与出口挑流鼻坎同时段施工，为不影响直线工期上的挑流鼻坎的顺利施工，本工程开始施工后，首先搭设栈道，采用人工清除支护区域的浮石、杂草，并挂网喷射15cm厚C20混凝土。施工并安装5吨揽索，搭设钻架平台，6、然后进行锚索的钻孔、穿索、注浆、锚墩浇筑、张拉等施工。5.1 施工顺序风、水、电准备栈道搭设人工清坡（清除浮石、杂草等）5吨揽索安装搭设钻架平台挂网喷射15cm厚C20混凝土封闭保护钻机就位进行锚杆、锚索施工。5.2 喷射C20混凝土施工5.2.1 施工工艺喷混凝土选用P.O32.5普通硅酸盐水泥，粗骨料最大粒径15mm，采用经试验选定的配合比。喷混凝土采用TK961型湿喷机喷混凝土施工法，其工艺流程如下：粗骨料细骨料水泥水搅拌机喷射机喷嘴喷射面风速凝剂混凝土喷射时，分片、分块、分层进行，采用自上而下螺旋形喷射。5.2.2施工方法配料严格按设计配合比配料，拌制混合料的称量允许偏差为：水泥和速凝7、剂2%砂、石和速凝剂3%拌和采用强制式拌和机拌料，搅拌时间不小于1min。掺和料掺有外加剂时，搅拌时间适当延长。喷射喷射前，使用W/c=0.8:1的水泥浆润滑管路。由低向高处喷射。每次喷射厚度为5.06.0cm。分二层喷射，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。喷射时，喷头处的风压应保持在0.1mpa。喷头与受喷面应垂直，不允许小于45，喷嘴与受喷面保持0.61.0m的距离。喷头作螺旋状运动，均匀连续喷射。喷射时，必须控制好水灰比，保持混凝土表面平整，并湿润光泽，无干斑和滑移流淌现象。5.3 锚索施工5.3.1 工艺流程锚墩浇筑锚索体制作清孔下8、锚张拉待凝锚孔定位编号钻机就位造孔超张拉封锚注浆5.3.2 锚孔编号使用红油漆标定孔位，并标明孔号。5.3.3 手架搭设及钻机就位 脚手架搭设脚手架搭设原则：必须稳定牢固，满足施工承载要求，具有足够的强度、刚度和稳定性。锚索施工施工用脚手架采用钢管搭设双排脚手架，从747.00m高程起步。底部固定采用插筋（25钢筋）作为立柱固定点，插筋长度1.5米，锚入岩体深度1m，外露0.5m。底层立杆钢管直接插入插筋内，确保底角稳定牢固。脚手架搭设时，严格按钢管脚手架安全规范要求进行搭设。脚手架管采用42mm，壁厚3.5mm钢管，符合Q235-A钢，整根料长6m。脚手架纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不9、宜小于3跨；纵向水平杆接长采用搭接连接。搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。脚手架下部设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上方不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。对接搭接应符合下列规定：、立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；、搭接长度不应10、小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。立杆横向间距按1.4米搭设，步高1.8m。作业层脚手板应铺满铺稳。双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑。剪刀撑的设置应符合下列规定：每道剪刀撑跨越立杆的根数宜小于7根。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在4560之间。高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m。高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑，剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接。脚手架搭设沿坡面上升，脚手架架身固定11、采用短脚手架管与岩石上钻孔安装的插筋连接，保证脚手架搭设完成后底部、腰部、顶部都得到加固连接。插筋采用25钢筋，长度1.2m1.5m，锚固入岩体深度1m，外露0.3m0.5m，通过短钢管与脚手架立杆连接，防止脚手架侧向偏移。双排脚手架搭设完成后，施工平台采用马道板进行满铺。 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，必须保证钻机就位的准确性、稳固性。项目部测量队协同机组工作人员调整钻机立轴轴线，使其与锚孔设计中心轴线的方位角及俯角保持一致；方位角及俯角满足要求后，用卡固件将钻机卡牢固稳。试运转后，再次测校钻机立轴轴线与锚孔设计中心轴线，使其保持一致。钻机就位并12、满足要求后，请监理工程师到现场验收合格并同意开孔后，方才开机钻进。5.3 .4锚孔造孔 1500KN级锚索孔基本技术参数： 孔径：140mm。 方位角：严格执行设计要求。锚孔俯角：5。 锚固段长度：8m。 锚索孔深度：L=35m、40m交错布置，具体深度根据岩石情况调整，以满足锚固要求为原则。 造孔设备、机具 设备：选用YG-70钻机造孔。 机具：YG-70钻机配套140钎头。 钻进方法 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。每钻进1m即缓慢反复倒杆直至孔口无岩粉返出。 转速：开孔转速n=0；正常钻进转速n90r.p.m 。 风量：Q =121413、m/min。 造孔注意事项开孔前，清除孔口附近松动岩块。开孔时应严格控制钻具的倾角及方位角，当钻进20cm30cm后，使用地质罗盘校核角度，角度校核无误后开孔钻进；当钻孔进行0.5m1m时，二次校核钻孔角度，确认正确后，继续钻进；若发现孔位偏离设计角度，应及时进行调整，保证钻孔角度符合设计要求。在钻进过程中及时测量孔斜及时纠偏，终孔孔轴线偏差不得大于孔深的2%，倾角偏差不得大于3。每钻进1m，必须缓慢倒杆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。锚索成孔应顺直，孔壁无错台、无松动石块。在钻进过程中，为防止孔径相差过大，使得下锚时困难。可备4个钎头，每个钎头14、打10m15m左右，就轮换一个。锚索孔钻孔的终孔深度为：设计孔深+40cm，以保证实际孔深满足设计要求，终孔孔径不得小于设计孔径10mm。在钻孔过程中，如遇岩石破碎或地下水渗漏严重钻进受阻时，应采取固结灌浆等赌漏止水措施。若岩石岩性软弱孔壁易坍塌，应采取跟管钻法钻进成孔。钻孔过程中应做好地质观察和记录，确保锚固段处于稳定的基岩内。终孔验收合格后应及时安装锚索。 破碎地层段的钻进措施 在钻进遇到破碎地带时，为保证成孔质量及效率，对钻孔进行固结灌浆，待凝等强后扫孔继续钻进。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。 清孔钻孔完毕，用高压风冲吹钻孔，直至孔口返风手感无尘屑，延续15、510分钟，孔内无沉渣。钻孔清孔完毕，进行钻孔检测，合格后进行下锚工作。5.3.5 预应力锚索体制作 钢绞线选用符合预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2003和ASTM A416-98标准要求的1860MPa高强度低松弛无粘结钢绞线，公称直径15.24mm，捻向为左捻。无粘结钢绞线为防腐油脂敷裹并用护套包裹，厚度0.8-1.2mm，具有良好的防腐效果和可全孔一次注浆等优点。高强度低松弛无粘结钢绞线性能指标见表2。钢绞线强度利用系数70% 。表2 高强度低松弛无粘结钢绞线力学性能强度级别（Mpa）公称直径（mm）横截面积（mm2）弹性模量（KN/mm2）荷载（KN）松弛级别延伸率（%）屈 服16、破 断186015.2414019510234.6260.73.5 自由式压力分散型预应力锚索体制作组成：导向帽、单锚头、锚板、注浆管、高强低松弛无粘结钢绞线等（见图1）。自由式压力分散型预应力锚索1500KN级分4组锚头，每组锚头间距1.2m。图1 自由式压力分散型预应力锚索结构示意图下料：使用砂轮切割机下料。钢绞线下料长度L=锚固段长度Lm +自由段长度Ly+锚墩长度Ld+张拉长度Ll。锚索下料完成后，钢绞线放置在编制架上，剥除锚固段外层护套，然后使用细河砂清擦防腐油脂，然后再用棉纱沾柴油清擦油脂，油脂全部清洗擦完后，采用干净棉纱将钢绞线锚固段擦除干净。经过监理工程师检查验收合格后，进行锚17、索体编制。按要求制作单锚头。组装将钢绞线顺直排列在加工平台上。按照要求装配单锚头、锚板、托板进行锚头部分的制作，根据设计要求，锚索体编制时采用分组编制，3束钢绞线为一组，端部安装单锚头，然后使用1组锚板固定。按设计要求采用10束钢绞线编制1根锚索体，每组3根，共分4组布置。每组锚头间隔1.2m。按照隔离架上对应位置安放顺直注浆管，同时注意使注浆管在锚索体中的相对位置满足要求，按不大于2m的间距安置隔离架，并用黑铁丝捆扎。在锚索体外侧安置对中架，使得预应力锚索体在钻孔内居中放置。每束钢绞线端部采用 ESGYQ50-140型挤压器将挤压锚具压紧在钢绞线端部，锚固段顶部安装导向帽。挤压锚具型号采用E18、SMP15-1型。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。表3 隔离架、对中架、导向帽规格表锚索吨位锚索孔径隔离架对中架导向帽锚板1500KN140120120114*3165*605.3.6下锚下锚方式采用人工下锚。下锚时，操作人员要协调一致，用力均匀，只能往里推，不能往外拉，保证锚索体在孔内顺直不扭曲。5.3.7 注浆注浆方式：锚索体入孔完成后，采用全孔一次注浆，然后进行张拉工序，张拉完成后进行回填灌浆。制浆设备：350型搅拌机。材料：水泥：普通硅酸盐水泥P.O42.5R，业主供材。水：采用黑马自然水，符合拌制水工混凝土用水的要求。浆液配比：采用0.36：1浆液水灰比，锚固19、段浆液结石强度指标满足：张拉前达到30MPa。搅拌时间：t3min。锚索孔灌注、锚固注浆前，应检查制浆设备、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。、自由式压力分散型预应力锚索注浆采用注浆泵灌注。灌注前先压入压缩空气，检查管道畅通情况。灌注方法：采用孔口阻塞器封闭灌注。浆液从注浆管向内灌入，孔内空气由排气管排出。注浆结束标准：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，注浆压力控制0.30.5MPa，封孔时压力达到0.5MPa 。注浆浆液取样试验为给锚索张拉提供依据，注浆时对预应力锚索的灌浆浆液应取样做抗压强度试验。锚固注浆设20、备清洗 制浆结束后，应立即清洗干净制浆机、送浆管路等，以免浆液沉积堵塞。5.3.8锚墩浇筑锚墩混凝土浇筑前，锚墩基面应平整，清除浮土、碎石、松石。孔口套管的安装必须与孔轴、锚索同心，并镶入孔内。锚墩外形尺寸、加强钢筋应符合设计图纸要求。锚墩混凝土中锚索孔采用PVC套管做为护套管，锚索体从套管内穿出。钢垫板与套管应正交，倾斜不得超过0.5。模板安装尺寸误差不应大于10mm。锚墩混凝土强度应符合设计要求。锚墩用钢筋必须符合国家标准、设计要求，钢筋的机械性能如抗拉强度、屈服强度等指标经检验合格，钢筋应除锈、调直，外表面检查合格，锚墩钢筋制安时，先用风钻在锚索孔周围坡面上对称打孔10个，8根2m长锚杆21、（25级钢筋），外露0.7m，2根1.5m插筋（20级钢筋），2m锚杆用于锚墩锚固，1.5m插筋用于固定锚墩钢筋网片。锚杆注浆采用M20水泥砂浆灌注。钢筋网片与插筋点焊接固定（图2）。焊接过程中，不得损伤钢绞线。图2 锚墩示意图钢垫板安装：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。锚墩、钢垫板规格见表4。表4 锚墩、钢垫板尺寸表锚索吨位锚墩尺寸(长宽高mm)锚墩尺寸(顶：长宽mm)钢垫板规格(长宽高mm)备 注1500KN1100110040040040032032030钢垫板中心孔径140mm在钢垫板与基岩面之间按照图示锚墩尺寸22、立模，验仓合格后，浇筑图示标号混凝土（表5），边浇筑边用振捣棒振捣，充填必须密实。表5 锚墩砼标号锚索吨位锚墩砼标号封锚砼标号备 注1500KNC35C20砼浇筑时，须现场取砼样，确保锚墩浇筑质量，并给锚索张拉提供依据。5.3.9预应力锚索张拉控制锚索张拉应在锚固注浆结石体抗压强度达到35Mpa及锚墩混凝土承载强度达到70%设计强度值后进行。张拉采用分组张拉，3根钢绞线为1组，由内向外分组对称分序张拉，确保张拉过程各组均匀受力。、张拉程序锚索张拉采用单根张拉按分级加载程序进行，确保各根钢绞线平均受载。锚索张拉前先加30KN初始荷载，将钢绞线分组逐根张拉调直，每3根为1个张拉组。张拉工艺流程：穿23、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、锚索张拉方式自由式压力分散（防腐）型预应力锚索由于各根钢绞线长度不等，必须采用单根张拉千斤顶间隔对称分组分序张拉，确保各根钢绞线平均受载，如此一个张拉循环完毕，继续进行下一循环张拉，直至设计工作荷载。每一循环张拉时，先张拉锚具中心部位钢绞线；然后张拉锚具周边部位钢绞线，张拉时按照间隔对称分组分序进行。张拉设备仪器：1）电动油泵：ZB4-500S。2）千斤顶：50601#、416#。3）锚夹具1500KN级锚索由10束钢绞线编成，锚具选用ESM15-10。、穿锚张拉清理干净锚具、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24、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：为30KN。用单根张拉千斤顶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。分级循环张拉至设计工作荷载（基本试验）：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：初始荷载调直后，在30KN的基础上继续加载至/4锁定。30KN/4（稳定2min）第二循环张拉：第一循环张拉结束后，在/4的基础上继续加载至/2锁定。/4/2（稳定3min）第三循环张拉：第二循环张拉结束后，在/2的基础上继续加载至3/4锁定。/23/4（稳定25、3min）第四循环张拉：第三循环张拉结束后，在3/4的基础上继续加载至锁定。3/4（稳定3min）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1.1锁定。1.1（稳定10min）外锚头保护方式采用C20混凝土封锚。、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。、施工记录在施工过程中应详细填写施工记录，26、准确的记录岩石的变化情况及注浆情况。施工完成后应及时填报验收报告，请监理人员验收。6、组织机构现场组织机构见图3。项目经理项目副经理项目总工施工作业班组质量部工程部安全环保部生产调度室图3 现场组织机构7、拟投入本工程的主要设备主要设备投入见表6。表6 拟投入主要设备名称型号生产厂家数量性能电动空压机20m/min威阳空压机厂2良好钻机YG-70成都工程机械厂4良好手风钻YT-28天水风动机械厂3良好喷浆机TK961成都工程机械厂2良好注浆机/成都工程机械厂1良好搅拌机350型四川工程机械厂1良好千斤顶YDC240Q成都工程机械厂2良好千斤顶YCW250A成都工程机械厂2良好千斤顶YCW40027、A成都工程机械厂2良好电动油泵ZB4-500S四川工程机械厂良好电焊机BX330成都电焊设备厂2良好钢筋切割机40成都电焊设备厂2良好8、质量管理在项目负责人领导下，由总工向全体生产人员传达锚索施工的技术要求，重点向班组长进行技术交底。做到技术、质量落实到实际作业点上，确保整体工程质量。积极配合并接受监理工程师在技术和质量上的监督检查。锚索施工中，各工序的应严格依据设计文件、相应规范、标准进行现场施工。严格按“三检制”进行质量自检，关键工序监理工程师旁站监督。做好施工记录资料的现场记录和完工整理，及时进行验收评定。原材料进场后必须具备相应的材质检验资料和检测报告，对钢绞线、锚具夹具等材料，进场28、使用前及时完成现场复检。油压表、千斤顶张拉前必须完成质量标定和压力与张拉荷载的标定曲线。检测完成后及时上报监理工程师审批。9、安全施工建立以本工程项目经理为第一责任人，以岗位责任制为中心的安全生产责任制。项目经理部设安全领导小组，下设安全环保科，并设一名专职安全员，各作业队设安全员。从上到下，形成安全生产管理、实施、检查和监督体系。在施工过程中，坚持“安全第一，预防为主”的方针，建立安全生产保证体系，实现无工伤死亡事故，无重大机械设备事故，无交通死亡事故，无火灾，职工重伤率控制在0.5以内的安全目标，创建安全生产达标工地。9.1项目负责人定期组织全体施工人员进行安全教育，做到人人具有安全 第一29、的意识。9.2派专职安全人员随时在工地上巡视，检查不安全因素，及时处理安全隐患，杜绝安全事故的发生。9.3所有进入工地现场的施工人员必须遵守安全操作规程，正确佩带安全帽，安全帽佩带必须挂绳。高边坡作业人员必须按安全施工要求，正确佩带安全帽和安全带，安全带必须锁定在稳定安全的固定点上，且锁定点应符合安全规程要求。现场使用的绳索工具必须经常检查，发现不能满足安全要求时，及时更换，确保施工安全。9.4张拉设备在使用前应检查维修，确保张拉设备所有连接点完好无损。9.5张拉时千斤顶后均严禁站人。9.6切割多余钢铰线，必须在距锚具20cm以外的位置使用切割器切割，并采取保护措施，特别注意勿使氧炔焰及溅射物质触及锚具。9.7张拉地区应有明显标记，禁止非工作人员进入张拉场地。其中专