地下厂房岩锚梁施工质量控制 

摘  要：岩锚梁即岩锚悬臂吊车梁。是近年来广泛应用于水电站地下厂房的结构设计方式。岩锚梁系承重梁，施工质量控制要求高，本文着重阐述岩锚梁开挖、锚杆支护和混凝土浇筑等施工过程质量控制的方法及取得的成果。

关键词：小湾电站；岩锚梁施工；质量控制；样板工程

1       概 述

1.1 工程简介

小湾水电站位于云南省大理白族自治州南涧县与临沧市凤庆县交界的澜沧江中游河段与支流黑惠江交汇点下游1.5km处。系澜沧江中下游河段八个梯级电站的“龙头水库”工程。总装机容量4200 MW，也是澜沧江流域开发的关键工程。

小湾水电站枢纽工程由混凝土双曲拱坝、坝身泄洪建筑物、左岸泄洪洞、坝后水垫塘及二道坝、右岸地下式引水发电系统等主要建筑物组成。

引水发电系统位于水电站右岸，主要建筑物为：电站进水口、压力管道、地下厂房、主变室、尾水检修闸门室、尾水调压室、尾水隧洞及其他相关辅助洞室。

1.2 地下厂房岩锚梁结构设计要求

小湾水电站地下厂房规模巨大，主副厂房最大开挖尺寸为298.4mx30.6mx82.0m（长x宽x高）。厂房岩锚梁是地下厂房设计结构的关键部位之一，桥机和岩锚梁的使用贯穿整个施工运行期始末。岩锚梁分别布设在厂房上、下游边墙上，设置桩号范围为厂纵0-030.00～厂纵0+241.00，单根岩锚梁长度为271m，设计高程在EL1009.2m～EL1012.83m之间，岩锚梁采用C30二级配常态钢筋混凝土结构，共分34块，上、下游各17块，除特殊说明外，块长16m，岩锚梁混凝土施工缝处设置键槽，缝面及键面用压力水或风砂枪进行凿毛处理，并设接缝插筋。岩锚梁与边墙岩体通过两排受拉锚杆和一排受压锚杆固定。

2         岩锚梁施工质量控制

2.1 岩锚梁开挖质量控制

2.1.1 施工工艺流程

岩锚梁开挖前，首先进行中槽预裂，然后上、下游预留5.3m保护层进行中部拉槽开挖；为确保岩锚吊车梁岩台开挖质量，对岩台部位预留保护层分三次进行开挖：岩台①区保护层开挖（EL1013～1010.2），岩台②区保护层开挖（EL1010.2～1006.7），岩锚吊车梁岩台③区垂直光爆孔和斜面光爆孔（EL1013～1009.2）同时起爆；线装药密度、单响药量、一次爆破药量、连线方式等严格执行厂房Ⅲ层开挖施工技术措施。施工过程由技术部、质量管理部及开挖队及时总结经验并根据围岩情况调整爆破参数，施工过程中开钻和爆破严格执行《厂房Ⅲ层开挖开钻证》和《厂房Ⅲ层开挖准爆证》制度。并制定《厂房Ⅲ层开挖质量考核办法》进行开挖质量循环考核。

2.1.2测量放线：

采用TCR402激光全站仪配合CASIO-4800P计算器编程进行测量放线，每隔5m在边墙岩面上放一个点，标明桩号、高程及超挖值（或偏心Y值）以便进行光爆孔钻孔孔位和孔深的控制。

2.1.3           钻孔放样

技术员、质检员对测量放线结果进行验收，并将每一个孔位采用红油漆在岩面上进行标识。使用罗盘、坡度规、导向管及钢卷尺控制钻孔的精确度。

2.1.4 钻孔

中槽（包括预裂孔）采用潜孔钻进行钻孔，预裂孔孔距严格按80cm拉线进行控制，中槽主爆孔孔距为1.5m，钻孔过程由专人指挥潜孔钻就位钻孔，确保孔位、孔向及孔深符合设计要求。保护层开挖采用YT-28型手风钻钻孔，对Ⅱ、Ⅲ类围岩，岩锚吊车梁岩台①区光爆孔孔距严格按40 cm进行控制。②区及③区光爆孔孔距则为32 cm，不良地质段（F10、F11断层）光爆孔孔距则为25 cm（主爆孔孔距为1.0 m）。垂直光爆孔采用拉上下两根施工线的方法控制孔向、孔位及孔深；岩台斜面光爆孔采用1.5"钢管搭设样架，架子纵向设三根钢管作导向管，样架搭设完成后由测量人员进行检查满足设计角度方可开钻。开孔10～30 cm进行孔向偏差校核，施工过程由技术人员和质检人员进行旁站，保证开孔位置及孔深符合设计要求，并用镀锌钢管插入孔内使用坡度规（或罗盘）、垂线及钢卷尺进行孔向及孔深检查。钻孔完成后，由技术员、质检员自检后会同监理对钻孔孔位、孔距、角度及孔深进行验收，合格后方可装药。

2.1.5装药爆破

施工过程中现场根据围岩情况及时调整线装药密度，周边孔采用光面爆破，将ф32药卷剖为1/8节（25 g）绑在竹片上间隔装药。岩石完整段岩台装药：①区光爆孔线密度为100 g/ m，②区及③区光爆孔线密度为70～86 g/ m；不良地质段（F10、F11 、f11断层）③区垂直及斜面光爆孔线密度为50 g/ m。装药前须经质检员及监理对钻孔质量及竹片验收，装药完后对连线进行检查验收，符合要求后方可进行爆破。爆破后岩锚梁岩台半孔率达到95％以上。如图

2.2  岩锚梁锚杆施工质量控制

2.2.1 岩锚梁锚杆设计要求

岩锚梁布设在主副厂房Ⅲ层，厂纵0-030～厂纵0+241、EL1009.2～1012.83m高程，岩锚吊车梁岩台及岩台以上边墙布设两排受拉锚杆、一排9m系统锚杆和一排受压锚杆。上排受拉锚杆参数为：Φ36mmⅢ级钢筋@50cm、入岩6.5m、L=9m、上倾角25^o、受拉锚杆与混凝土交界面靠岩石侧2m范围内涂抹沥青；下排受拉锚杆参数为：Φ36mmⅢ级钢筋@50cm、入岩6.5m、L=9m、上倾角20^o、受拉锚杆与混凝土交界面靠岩石侧2m范围内涂抹沥青；受压锚杆参数为：Φ36mm Ⅱ级钢筋@50cm、入岩7m、L=9m、下倾角45^o。对于地质不良段，设计将会出设计通知单进行适当加长，施工时按相关通知单执行。

岩锚梁受拉锚杆2172根，受压锚杆1086根，合计3258根。

2.2.2 锚杆质量控制标准

（1） 锚杆孔位均匀分布在岩台面上，测量必须严格按设计图纸和技术措施放点。

（2） 锚杆孔倾角必须采用拉钢丝绳控制利用坡度规进行检测，水平方向用自制直角三角板进行控制,由施工队测量放线控制，测量队复核。

（3） 孔深偏差值不大于5cm。超挖处的锚杆孔深按照相关技术措施规定执行。

（4） 受拉锚杆造孔应达到设计上倾角25°和20 °，允许偏差±3°。受压锚杆造孔应达到设计下倾角45°， 允许偏差±5°。

（5） 孔位偏差值不大于5cm，孔径大于55mm。

（6） 锚杆注安选用先注浆，后安插锚杆的施工工艺进行，为了保证注浆饱满度和注浆密实度。造孔选用￠55（或不小于￠55）的钻头进行造孔施工。

（7）根据施工图纸要求，岩锚梁钢筋采用通长钢筋，两排受拉锚杆与混凝土交界面靠岩石一侧1.5m范围内涂抹沥青。

（8）注浆密实度不得低于90％；孔深偏差值不大于50mm，杆体插入孔内深度及杆体实际长度均不应小于设计值的95％。

2.2.3锚杆质量控制手段

（1）孔位、孔深、孔向由作业队、二检、三检、监理共同进行验收合格后，在注浆前必须将孔内残留岩粉、杂物用高压风水冲洗干净。

（2）注浆采用硬质塑料管进行注浆并在浆管上做好标记。注浆管必须插到孔底，然后退出50～100mm。开始注浆时注浆管随砂浆的注入缓慢匀速拔出。

（3）在进行插杆施工过程中，二检、三检人员必须进行旁站，并要求作业队严格按照施工技术措施要求严格控制浆液强度和饱满度，并做好注安详细记录。

（4）为了保证锚杆杆体的外露长度能够一致，并且做到美观均匀，采用每隔5～10m利用测量点进行两端标准锚杆安装，安装完成后拉线控制中部的锚杆，必须保证所有锚杆的外露端头控制在一条线上。

2.2.4 锚杆检测:

根据岩锚梁施工技术要求及业主质安部的相关文件，对所有锚杆进行100％的检测。

（1）所有岩锚梁锚杆外端头必须保证处于原设计位置并在同一条直线上。

（2）当超挖尺寸小于15cm时，以保证岩锚梁锚杆外端头在设计位置为原则，不作其它特殊处理。

（3）当超挖尺寸大于15cm，小于50cm时，受拉锚杆超挖部分采用沥青段过度。受压锚杆以保证锚杆外端头在设计位置为原则，不作其它特殊处理。

（4）当超挖尺寸大于50cm后必须加长受拉、受压锚杆长度。并按上一条进行处理。

2.2.5 岩锚梁锚杆施工质量保证措施

（1）由质量管理部牵头，成立岩锚量锚杆施工管理小组，其管理模式类似于目前三层开挖的管理模式。

（2）实行技术交底制，在施工前先对现场相关施工人员进行详细的技术交底，现场随时有技术员进行值班。

（3）全员质量认识到位、经济措施到位，每一道工序实行定人定岗。

（4）测量高程标示清楚，造孔需按图搭设样架，导向钢管定位准确并验收合格方可开孔。

（5）严格按照设计图纸及有关施工技术规范进行施工。

（6）严格执行 “三检”质量管理制度，实行质量一票否决制。

（7）施工用原材料必须有出厂合格证、材质证明书；需抽检的应待取样合格后使用。

（8）施工测量放线准确，由测量队复核后再进行钻孔作业。岩锚梁锚杆施工时，根据锚杆角度和超挖深度准确放点。

（9） 施工过程中组织质量跟踪小组，由经验丰富的钻工施钻，技术员跟班指导，对每道工序进行质量跟踪。

（10）锚杆造孔时必须对每个待造孔的孔深用不同颜色的油漆记号进行标识，避免出错。

岩锚梁锚杆图片

2.3 岩锚梁混凝土施工质量控制

2.3.1 混凝土浇筑分块及浇筑顺序

厂房岩锚梁混凝土浇筑按设计纵向分段，上下游边墙每侧17段，两侧共34段，施工时从大桩号向小桩号跳仓浇筑。

施工顺序：岩面清理—测量放线—钢管支撑架及施工平台搭设—底模安装—岩锚梁钢筋绑扎—预埋件安装—侧模安装—堵头模安装—清仓、验收—混凝土拌制、运输—混凝土入仓、振捣－收仓抹面—养护、脱模。

2.3.2钢筋帮扎的质量要求

（1） 钢筋绑扎前必须对岩面上的松动岩石进行清撬，并清除表面附着的混凝土喷层。经验收合格后方可进入下一道工序的施工。

（2） 加工成型的钢筋运至现场应堆放整齐并悬挂标识牌，避免混凝土、砂浆、淤泥污染。若有污染应及时进行清除方可使用。

（3）钢筋绑扎前应由测量人员放出设计线，并标识清楚。

（4） 钢筋绑扎前现场技术员应对安装完成的架立钢筋进行认真检查，确认无误后方可进行施工，钢筋绑扎数量、间距、规格等均应满足设计图纸及技术规范要求。钢筋安装时应选择合适的钢筋做架立筋，并保证所有的钢筋绑扎后不会变形并具有一定的稳定性。

（5） 对于采用滚压直螺纹套筒连接的部位，钢筋接头质量必须满足规范要求，并且按照规范进行取样试验。焊接接头须严格控制焊接质量不得出现咬边、夹渣等现象。

（6） 钢筋绑扎应严格控制保护层厚度并满足设计和规范要求，并做到平、直、齐。

（7） 钢筋保护层需用水泥砂浆垫块或者其它有效的措施。

（8） 在仓号浇筑期间钢筋网架上不能集中人群或放置施工重物，料管或溜槽下料时应控制下料速度和高度并避免造成骨料堆积或分离，防止钢筋变形，严重者必须及时处理合格。

（9）现场安装钢筋采用手工电弧焊时，焊条牌号必须和钢筋级别相适应，严禁混用。

（10） 现场施焊人员必须持证上岗、挂牌施工做到责任明确。

（11）施焊时严禁在焊缝中夹带焊条、铁件等异物。

（12）钢筋接头施焊完毕后应及时敲除焊缝表面的药皮，以便于焊缝的外观检查。

2.3.3 模板安装及保护

（1） 施工中应严格按照《钢筋混凝土施工规范》及技术部下发的《岩锚梁混凝土施工技术措施》进行施工，若需进行改变须征得总工程师及专职技术人员的同意。

（2） 模板与岩石接触面及模板之间的拼缝必须平整、密合，以保证混凝土表面的平整度。

（3） 拉筋采用内置式并且不得与梁内受拉锚杆焊接。

（4） 模板安装的允许偏差不得超过下表中的规定：

（5） 模板安装完成后应及时通知测量人员进行校核并及时进行加固。

（6） 安装好的模板必须在浇筑前和浇筑中进行保护，避免损坏和污染。

2.3.4 混凝土浇筑：

（1） 混凝土仓面经过三检人员检查合格后通知监理人员进行验收，并签发开仓证。

（2） 混凝土浇筑人员、设备配置必须满足仓位浇筑需求，并应有保证措施。

（3） 在浇筑过程中必须安排专人对模板变形进行观测 ，若发现模板变形较大必须及时通知相关人员，采取处理措施确保混凝土的施工质量。

（4） 对不合格的混凝土严禁入仓， 若发现混凝土塌落度过小必须及时通知试验人员进行处理，不得私自加水。

（5） 对仓位内的混凝土泌水必须安排专人进行排出。不得在模板上钻孔排水，以免造成混凝土内砂浆流失。

（6）对混凝土内埋设的各种预埋件必须进行严格控制和保护。不得因为施工原因造成各种预埋设施跑位、偏移。

（7）混凝土振捣必须严格遵循相关规范和技术要求，不得出现漏振和过振。

（8）混凝土收仓线必须根据测量人员所放出的控制线严格进行控制，必须保证收仓面的平整度并满足设计要求。

（9）混凝土拆模后表面平整度，不得大于模板表面平整度（5mm）。

（10）施工过程中必须做好浇筑过程记录和养护记录。并做好温度检测工作。

3 奖罚措施

3.1 奖励

为了保证岩锚梁混凝土的施工质量，进一步调动施工人员的工作积极性，对各项施工指标达到优良标准的单元工程，给予每单元1000元的奖励。

3.2 处罚

（1） 对上道工序未经验收就进入下一道工序施工的作业队给予200元/次的罚款。

（2） 对钢筋焊接出现的咬边、夹渣等不符合质量及规范要求的问题根据情节严重程度给予100～1000元的罚款。

（3） 焊接人员无证上岗给予50～100元/次的罚款。

（4） 由于施工队组织不力，导致出现的质量问题，根据情节严重程度给予50～1000元的罚款。

（5） 拆模后出现的质量问题（冷缝、错台、漏振、水波纹等），根据情况给予50～2000元的罚款。

（6） 仓面内的钢筋、止水及有关埋件等因为加固不牢或者人为因素造成位移、跑偏等现象，给予责任人100-300元的罚款。

（7）浇筑期间应保持仓内清洁，不得有杂物，严禁在浇筑仓号内抽烟，否则视情给予50元罚款。

（8） 对于其它违反技术要求者，视情节每次给予100-300元的罚款。

（9） 不按要求进行养护者，每次罚款100元/仓，直到改正。

（10） 混凝土浇筑单位验收仓前提供的“仓面工艺设计图表”必须满足有关通知及规范要求，并和现场实际情况相符，否则，罚款50元/处，并及时改正直到满足要求。

岩锚梁混凝土浇筑完成后的图片

4 结束语

    在岩锚梁施工过程中，由于严格坚持质量标准，严格工序质量控制，使得开挖成型符合设计要求，平整度好，无欠挖，超挖值控制在9cm以内，半孔率达93％以上。锚杆插入深度、间距均符合要求，注浆饱满。混凝土无缺陷，表面光滑平整，达到镜面混凝土的效果。岩锚梁开挖和混凝土分别被小湾工程建设管理局评定为小湾电站开挖和混凝土“样板工程”。

闻秀芬

中国水利水电第一工程局