通航建筑物破碎岩体边坡锚筋桩施工技术

周 波，程纲为，胡和平

（1.中国葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北宜昌443000；2.龙滩水力发电厂 广西天峨547300）

1 概述

龙滩水电站通航建筑物布置在水电站枢纽右岸山体侧，是具备中间渠道的两级垂直升船机，由两级垂直升船机并带有中间渠道，沿两级升船机纵轴线从下游往上游分别依次布置为下游引航道、第二级垂直升船机、中间渠道、第一级垂直升船机、通航坝段及上游引航道等，全长约1 900.00 m。龙滩通航建筑物工程设计最大过坝船型为500 t级机动驳，两级升船机的提升最大高度分别为63.00 m和93.00 m，总提升最大高度达156.00 m。

通航建筑物边坡开挖设计坡比1∶0.75，部分为1∶0.5。边坡岩体为强风化岩层，岩层破碎，节理、裂隙发育，层间错动带、断层较多，造成边坡开挖后局部稳定性差，容易跨塌，为了保证边坡开挖施工质量，确保边坡稳定安全，在每级马道布置锚筋桩。

2 锚筋桩设计参数

龙滩通航建筑物工程下游引航道在280 m、260 m、235 m高程马道外侧设置一排锚筋桩，锚筋桩孔径为175 mm，孔距2 m，7根直径32 mm钢筋，长度为25 m，锚筋桩孔径为120 mm，孔距2 m，3根直径32 mm钢筋，长度为15 m。

3 锚筋桩施工

3.1 造孔

锚筋桩造孔选用CM351高风压潜孔钻机钻孔，钻孔直径175 mm，全站仪配合布点，钻孔过程中随时纠偏，锚筋桩孔距误差不宜超过150 mm，钻孔轴线偏差角不宜大于3°，孔深误差不宜大于±50 mm。钻孔前须选好钻头尺寸。

3.1.1 破碎地质带钻孔

在岩体破碎地带，钻孔过程中容易发生塌孔、卡钻等现象，首先利用经验丰富的钻工争取将钻头取出，然后采用水泥浆进行固壁灌浆处理待凝后，重新扫孔钻进。

1）固壁水泥浆水灰比设计。灌浆材料采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，并符合规定的质量标准。

灌浆采用2∶1、1∶1、0.5∶1（重量比）3个比级：I序孔开灌比级为1∶1，Ⅱ序孔开灌比级为2∶1，灌浆浆液由稀到浓逐级变换。

2）取钻头。钻机在破碎岩体中钻孔易出现卡钻现象，钻孔操作人员在钻孔作业施工中，要注意观察钻孔岩粉和钻孔声音，当发生岩粉变化和声音不正常时，马上提钻并钻杆上下移动，先通过风水联合抬动钻杆处理，通过CM351钻机本身的机械提升力进行强制提升。

3）灌浆、待凝。 在孔内插入ϕ25 mmPVC注浆管（注浆管插至塌孔才处）及排气管，采用速凝砂浆（1∶3水泥砂浆中掺入5%的速凝剂）封堵空口，当封孔砂浆待凝24 h后，向孔内注入0.8～0.5的浓水泥浆，注浆压力0.3～0.5 MPa。当达到规定压力、吃浆量不大于3 L/min时，持续15 min结束。注浆结束（锚索孔必须在结束后1～2 d）并待水泥浆达到初凝（初凝时间控制在3～8 min）后，采用100B型钻机扫孔至卡钻、塌孔处，在扫孔过程中不得破坏缝内充填好的水泥结石，并要严格按照造孔程序执行，必须达到设计要求的设计孔位、倾角及孔深要求，直至设计孔深。

4）扫孔钻进。固壁灌浆待凝12 h后，采用CM351钻机重新扫孔钻进，调整钻机高度和角度，对准原钻孔重新扫孔钻进，钻完原孔后继续加深钻进岩体中。

3.2 锚筋桩制安

3.2.1 锚筋桩设计制作大样图3.2.2制作与安装

图1 7ϕ32型锚筋桩横断面图

图2 3ϕ32型锚筋桩横断面图

锚筋桩施工前，对锚筋桩施工的所有原材料进行检测合格。锚筋桩桩体使用前由人工进行除锈、除油。

锚筋桩在钢筋加工厂内制作加工，锚筋桩杆体之间和钢筋与灌浆管之间点焊连接。锚筋桩钢筋采用搭接焊，焊接时采用双面焊。搭接接头的焊缝高度不小于0.3 d，焊缝宽度不小于0.7 d。搭接焊时，钢筋应预弯，以保证两钢筋的轴线在一轴线上。在现场预制构件安装条件下，节点处钢筋进行搭接焊时。连接好的桩体调直后按施工图纸要求绑扎进回浆管路和对中环。锚筋桩桩体安装前除应平直、除锈、除油外，桩体插入孔内长度不应小于设计规定的95%，并且按施工图纸要求绑扎好进回浆管路和对中环，由25 T汽车吊配合人工穿入桩孔中。锚筋桩安装后，检查锚筋桩对中，并固定。锚筋桩安装后，不得随意敲击，不得悬挂重物。

3.3 注浆

1）砂浆配合设计。根据DL/T5181-2003《水电水利工程喷锚支护施工规范》和GB50086-2015《锚杆喷射混凝土支护技术规范》以及DL/T5144-2015《水工混凝土施工规范》规范的要求，配合比基本掺数确定并进行试配。试验成果如表1。

表1 试验成果表

2）注浆。锚筋桩采用“先下桩，后注浆”的注浆工艺施工，注浆前进行注浆生产性试验，确定合适的注浆压力。注浆管采用ϕ25的PVC管，与桩体绑扎牢固，注浆管随桩体一起安装，并距孔底50～100 mm。注浆达到回浆管连续出浆，且出浆浓度大于或等于进浆浓度时，且注浆压力下降小于25%时方可结束灌浆，灌浆3 h后再从回浆管进行补注浆直至孔内充填密实。灌浆浆液沉淀后，不得低于孔口30cm，并用水泥砂浆回填密实。

锚筋桩采用M30水泥浆，采用0.4的水灰比。为保证浆液的流动性，添加3%的高效减水剂，注浆浆液采用制浆机在现场拌制，采用YSB－2型注浆机进行注浆施工，注浆压力选择0.2～0.3 MPa。注浆施工开始或中途停止间隔超过30 min时，采用水或低浓度的水泥浆润滑注浆管路及其设备，直到注浆后直至孔口溢出砂浆为止。

在岩体破碎地带，岩体节理裂隙发育，存在浆液渗漏严重，采取嵌缝、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。

4 锚筋桩施工质量控制及质量检查

锚筋桩施工前，首先根据现场实际情况由技术人员编制具有可操作性的锚筋桩施工专项方案和作业指导书，然后按照设计图纸、施工规范的要求，将锚筋桩具体的各项施工技术要求、施工工艺向主要操作人员进行详细的技术交底，并要求施工的每道工序严格按照“三检制”组织验收，并报请监理工程师验收合格后，才同意进行下一道工序施工。造孔施工钻进过程中，由质检员用量角器和铅垂线要随时，进行孔斜测量，防止钻孔跑钻，要求钻孔轴线偏差不大于3°，孔深误差小于±50 cm。造孔完成后，用高压风将孔内石渣吹干净，并对钻孔孔深、孔倾角及孔内残积物清理等按规范要求进行严格验收。锚筋桩按施工图纸焊接加工完成后，在安装前由质检员对锚筋桩加工长度、焊接质量、对中钢筋设置、注浆管等进行验收，验收合格后方可进行安装，在锚筋桩加工及安装中，施工时由质检人员现场旁站监督，确保焊接、安装施工质量。

锚筋桩注浆密实度是施工质量控制的重点，注浆密实度必须要达到设计及规范要求，否则不能将锚筋桩与岩体形成整体受力，也会在孔内形成空腔以及桩体钢筋裸露，会导致锚筋桩钢筋的锈蚀，影响边坡锚筋桩的耐久性和受力。该工程合同要求采用物探、声波测试检测锚筋桩的注浆密实度检测，边坡有732型锚筋桩126束，332型锚筋桩72束，共计198束。锚筋桩施工完成一周后，采用无损检测锚筋桩注浆密实度和长度。现场由监理工程随机指定检查，抽查比例10%，锚杆杆体长度均大设计长度的95%，注浆密实度大于85%，合格率为100%。通航建筑物工程施工的锚筋桩，均满足设计要求,确保了边坡开挖的稳定和安全。

5 结语

龙滩通航建筑物工程锚筋桩钻孔施工采用了高风压CM351钻机进行造孔，锚筋桩焊接好由吊车吊运入孔，并采取可靠的注浆工艺，保证了锚筋桩施工质量，确保了边坡的稳定，锚筋桩具有施工快、成本低、锚固深度适中等优点，对其它类似工程具有借鉴作用。