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摘要:近几年,国内水电建筑事业蓬勃发展,因建设区域高山峡谷的地貌特征和复杂多变地质条件使地质灾害事故频发生成为水电建筑行业的一个显著特点,也是水电建设者防范的重点和难点。特别是工程中坡积体边坡很容易形成滑坡、塌方、泥石流等重大地质灾害,对工程施工人员和后期建筑物安全构成很大威胁。本文围绕水电站厂房坡积体高边坡的喷射混凝土、网格梁及预应力锚索联合支护的施工方法进行探究,以期为类似工程的施工提供参考。
关键词:坡积体高边坡;喷射混凝土;预应力锚索联合支护
前言
由于坡积体具有渗透性大、抗剪强度低,固结程度差,密实度小及自身稳定性差等特点,破坏时会出现一个圆弧滑动面。在坡积体上部或下部一般应尽可能避免布置建筑物。但水电工程建设受地形、地质因素的影响,经常会出现在坡积体上开挖的高边坡下进行建筑物施工的情况。九甸峡水电站厂房坡积体高边坡采取了喷射混凝土、网格梁及预应力锚索联合支护的施工方法,取得成功,故总结形成本工法。
1.工法特点
(1)对容易坍塌、泥石流的坡积体边坡采取主动支护方式,有利于保证边坡稳定。
(2)采取固壁灌浆或跟管钻进的造孔工艺,成功解决了在坡积体中成孔难的问题。
2.施工顺序
边坡开挖→坡面清理验收→喷射混凝土施工→钢筋混凝土网格梁施工→预应力锚索施工→下一开挖支护循环施工
3.坡积体边坡喷射混凝土的施工
3.1选择设备和材料
对于喷射混凝土应用PZ-5型转子式的干喷机,同时配备12m3/min空壓机1台。
喷射混凝土水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,砂采用粗、中砂,细度模数不大于2.5,使用时的含水率控制在5~7%,粗骨料采用豆石,最大粒径不大于15mm。水、砂、豆石掺加比例在1:2:2左右。外加剂主要为速凝剂。
3.2施工技术措施
3.2.1受喷面清理
为保证喷射混凝土质量和作业安全,喷前要对受喷面进行清理。主要完成下内容:
(1)清除坡面杂草、杂物及松动、虚设的块石;
(2)在已施工的混凝土面喷混土时,先对老混凝土凿毛;
(3)坡面有涌水的地方必须首先作好排水工作;
(4)当喷射面是土层的时候,应先把土层表面进行压实整平,不可向松散、冻结与积水地层表面进行混凝土喷射。
3.2.2钢筋网片制作安装
在加工厂时,对钢筋网片进行编制,把汽车拉运到工作面,利用人工在脚手架管上进行铺挂,应用锚杆或者插筋对点焊进行固定,使钢筋网不要紧贴边坡的壁面,应用铅丝使网间扎牢。
3.2.3拌合混凝土
对于混凝土,应用滚筒式拌合机进行干拌,搅拌时间不可小于60s。干混合料应该随拌随用,在速凝剂掺加后,混合料的存放时间不可大于20min。
3.2.4操作喷射机
在操作过程中,有以下几个注意事项:
(1)在作业开始后,首先进行送风再进行送电,在结束的时候,先进行关电后断风:
(2))必须连续均匀地向喷射机供料;
(3))在作业结束后,务必把喷射面和输料管中积完全喷出后才可以停要停风。
4.混凝土网格梁施工
4.1设备和材料选择
由于多数边坡上部交通条件受限制,故网格梁混凝土可采用混凝土输送泵运输。所需主要材料设备有:混凝土拌合机、混凝土输送泵、振捣设备、定型钢模、支撑钢管架及检验合格的钢筋、水泥、骨料等。
4.2主要施工技术措施
模板制作安装:网格梁上、下结构尺寸相同中,可使用加工定型钢模板或组合钢模板,以便上下翻转使用。网格梁模板采用钢管架组合支撑加固。
钢筋制作安装:网格梁钢筋在加工厂按钢筋下料单进行加工,在梁底模板铺好后,将钢筋运至施工现场进行绑扎和焊接。
混凝土浇筑和拆模养护:网格梁混凝土采用混凝土输送泵入仓浇筑,方便快捷,可保证施工质量。网格梁混凝土在其强度不低于3.5Mpa时方可拆模,混凝土终凝后即开始混凝土的养护工作,由于坡面风干速度快,网格梁表面应采取覆盖草袋后洒水养护,养护时间不少于14天。
5.坡积体边坡预应力锚索施工
5.1设备和材料选择
5.1.1设备
主要设备有:20m3/min英格索兰空压机;100D电动潜孔钻机、YG-60液压工程钻机;BW-250/50泥浆泵;YD-200型液压千斤顶、ZB10/320-4/800型油泵。
5.1.2材料
所需主要材料有:钢绞线、锚具、水泥等。
5.2工艺描述
5.2.1造孔
根据设计图纸测定点位,并作出标志,按设计倾角钻孔,并在钻进过程中用罗盘仪进行监测,以确保其精度。全孔孔斜误差不大于0.8%。造孔采用100D电动潜孔钻机水泥浆固壁钻进或采用YG-60液压工程钻机跟管钻进。
5.2.2固结灌浆
采用100D的电动潜孔钻进行钻孔时,依据地层以及钻进过程中的塌孔情况,每钻进5~10m就进行及时的固结灌浆,等到凝结以后,进行扫孔并继续钻进。如果应用根管钻进时,不需进行固壁灌浆的施工。
5.2.3清孔
因为锚索自由段的透水率大、锚固段岩石裂隙较发育,同时会发生遇水软化的现象。水的渗入会使锚固段岩石的摩擦阻力降低,削弱边坡的稳定性。因此进行清孔时,要用少量水以及高压风进行联合冲洗,保证锚固效果。
5.2.4编束
按照相关的设计要求,要先对中支架以及导向钢管进行加工,同时要依据计算好的长度,应用切割机进行下料。把穿入对中支架的排气管以及灌浆管,与裁制好的钢绞线一同放于编索架之上,同时使对中支架在内锚固段每1m、自由张拉段每2m均匀地分隔开,另外,要把钢绞线在对中支架上绑扎。
5.2.5送索
水平运输由人工或平板车将锚索运往施工现场,垂直运输用定滑轮将索体移至高处。索体移至孔口后,由5~7人缓慢地向孔内推进,要求用力均匀,不要左右摆动。
5.2.6内锚段灌浆
入锚后应及时进行内锚固段注浆,一般采用无压填浆。要求准确测量内锚固段长度,注浆量较设计值偏差大时要进行二次补灌,注浆应用BW-250/50的泥浆泵。
应用纯水泥浆作为注浆材料,利用试验确定浆材配合比,应用BW-250/50泥浆作为泵注浆,灌浆压力在0.2~0.3Mp的范围内,在回浆
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关键词:坡积体高边坡;喷射混凝土;预应力锚索联合支护
前言
由于坡积体具有渗透性大、抗剪强度低,固结程度差,密实度小及自身稳定性差等特点,破坏时会出现一个圆弧滑动面。在坡积体上部或下部一般应尽可能避免布置建筑物。但水电工程建设受地形、地质因素的影响,经常会出现在坡积体上开挖的高边坡下进行建筑物施工的情况。九甸峡水电站厂房坡积体高边坡采取了喷射混凝土、网格梁及预应力锚索联合支护的施工方法,取得成功,故总结形成本工法。
1.工法特点
(1)对容易坍塌、泥石流的坡积体边坡采取主动支护方式,有利于保证边坡稳定。
(2)采取固壁灌浆或跟管钻进的造孔工艺,成功解决了在坡积体中成孔难的问题。
2.施工顺序
边坡开挖→坡面清理验收→喷射混凝土施工→钢筋混凝土网格梁施工→预应力锚索施工→下一开挖支护循环施工
3.坡积体边坡喷射混凝土的施工
3.1选择设备和材料
对于喷射混凝土应用PZ-5型转子式的干喷机,同时配备12m3/min空壓机1台。
喷射混凝土水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,砂采用粗、中砂,细度模数不大于2.5,使用时的含水率控制在5~7%,粗骨料采用豆石,最大粒径不大于15mm。水、砂、豆石掺加比例在1:2:2左右。外加剂主要为速凝剂。
3.2施工技术措施
3.2.1受喷面清理
为保证喷射混凝土质量和作业安全,喷前要对受喷面进行清理。主要完成下内容:
(1)清除坡面杂草、杂物及松动、虚设的块石;
(2)在已施工的混凝土面喷混土时,先对老混凝土凿毛;
(3)坡面有涌水的地方必须首先作好排水工作;
(4)当喷射面是土层的时候,应先把土层表面进行压实整平,不可向松散、冻结与积水地层表面进行混凝土喷射。
3.2.2钢筋网片制作安装
在加工厂时,对钢筋网片进行编制,把汽车拉运到工作面,利用人工在脚手架管上进行铺挂,应用锚杆或者插筋对点焊进行固定,使钢筋网不要紧贴边坡的壁面,应用铅丝使网间扎牢。
3.2.3拌合混凝土
对于混凝土,应用滚筒式拌合机进行干拌,搅拌时间不可小于60s。干混合料应该随拌随用,在速凝剂掺加后,混合料的存放时间不可大于20min。
3.2.4操作喷射机
在操作过程中,有以下几个注意事项:
(1)在作业开始后,首先进行送风再进行送电,在结束的时候,先进行关电后断风:
(2))必须连续均匀地向喷射机供料;
(3))在作业结束后,务必把喷射面和输料管中积完全喷出后才可以停要停风。
4.混凝土网格梁施工
4.1设备和材料选择
由于多数边坡上部交通条件受限制,故网格梁混凝土可采用混凝土输送泵运输。所需主要材料设备有:混凝土拌合机、混凝土输送泵、振捣设备、定型钢模、支撑钢管架及检验合格的钢筋、水泥、骨料等。
4.2主要施工技术措施
模板制作安装:网格梁上、下结构尺寸相同中,可使用加工定型钢模板或组合钢模板,以便上下翻转使用。网格梁模板采用钢管架组合支撑加固。
钢筋制作安装:网格梁钢筋在加工厂按钢筋下料单进行加工,在梁底模板铺好后,将钢筋运至施工现场进行绑扎和焊接。
混凝土浇筑和拆模养护:网格梁混凝土采用混凝土输送泵入仓浇筑,方便快捷,可保证施工质量。网格梁混凝土在其强度不低于3.5Mpa时方可拆模,混凝土终凝后即开始混凝土的养护工作,由于坡面风干速度快,网格梁表面应采取覆盖草袋后洒水养护,养护时间不少于14天。
5.坡积体边坡预应力锚索施工
5.1设备和材料选择
5.1.1设备
主要设备有:20m3/min英格索兰空压机;100D电动潜孔钻机、YG-60液压工程钻机;BW-250/50泥浆泵;YD-200型液压千斤顶、ZB10/320-4/800型油泵。
5.1.2材料
所需主要材料有:钢绞线、锚具、水泥等。
5.2工艺描述
5.2.1造孔
根据设计图纸测定点位,并作出标志,按设计倾角钻孔,并在钻进过程中用罗盘仪进行监测,以确保其精度。全孔孔斜误差不大于0.8%。造孔采用100D电动潜孔钻机水泥浆固壁钻进或采用YG-60液压工程钻机跟管钻进。
5.2.2固结灌浆
采用100D的电动潜孔钻进行钻孔时,依据地层以及钻进过程中的塌孔情况,每钻进5~10m就进行及时的固结灌浆,等到凝结以后,进行扫孔并继续钻进。如果应用根管钻进时,不需进行固壁灌浆的施工。
5.2.3清孔
因为锚索自由段的透水率大、锚固段岩石裂隙较发育,同时会发生遇水软化的现象。水的渗入会使锚固段岩石的摩擦阻力降低,削弱边坡的稳定性。因此进行清孔时,要用少量水以及高压风进行联合冲洗,保证锚固效果。
5.2.4编束
按照相关的设计要求,要先对中支架以及导向钢管进行加工,同时要依据计算好的长度,应用切割机进行下料。把穿入对中支架的排气管以及灌浆管,与裁制好的钢绞线一同放于编索架之上,同时使对中支架在内锚固段每1m、自由张拉段每2m均匀地分隔开,另外,要把钢绞线在对中支架上绑扎。
5.2.5送索
水平运输由人工或平板车将锚索运往施工现场,垂直运输用定滑轮将索体移至高处。索体移至孔口后,由5~7人缓慢地向孔内推进,要求用力均匀,不要左右摆动。
5.2.6内锚段灌浆
入锚后应及时进行内锚固段注浆,一般采用无压填浆。要求准确测量内锚固段长度,注浆量较设计值偏差大时要进行二次补灌,注浆应用BW-250/50的泥浆泵。
应用纯水泥浆作为注浆材料,利用试验确定浆材配合比,应用BW-250/50泥浆作为泵注浆,灌浆压力在0.2~0.3Mp的范围内,在回浆
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