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船闸高强锚杆施工技术及质量安全控制

(武警水电三峡工程指挥部质检处)

摘要：三峡永久船闸主体段长1657m，基础开挖后形成40～170m的高边坡，闸室边墙高45～68m，由于断层、裂隙、开挖爆破震惊及应力释放等缘由，直接影响了直立边坡的稳定。闸墙混凝土实行薄衬砌墙型式，为保证直立坡岩体和衬砌墙混凝土的稳定平安，考虑两者联合作用，设计采纳高强锚杆对其进行支护，设计总量达9万余根，施工后砂浆强度及拉拔检测均满意设计要求。

关键词：高强锚杆；高排架；施工；永久船闸；三峡工程

1工程概述

三峡永久船闸，主体段全长1657m，最大开挖深度170m，双线闸槽间保留宽约56～60m，高45～68m的直立岩体中隔墩，形成4个直立墙面。

永久船闸岩石以闪长花岗岩为主，岩性很好，但是由于受断层裂隙切割、开挖后应力释放等因素影响，边坡稳定存在很大隐患。为改善高边坡岩体及薄衬砌混凝土墙的稳定，设计采纳了高强锚杆加固方式，使混凝土墙通过高强锚杆与岩体连接共同组成结构，保障今后船闸平安运行。

永久船闸高强锚杆施工技术简单，其主要特点是：

(1)地质条件简单。永久船闸开挖完成后，暴露出较明显的断层、裂隙，特殊在闸首交角四周及边坡顶层松动岩体较多，钻孔时易塌孔，注浆时易漏浆，施工起来困难。

(2)边坡高度大。在直立墙45～68m高的排架上施工，造孔设备吊装及安装时操作人员平安难以保障。

(3)工程量大，工期短，施工强度高。永久船闸的4个直立坡面，总面积达25.6万m2，优化后高强锚杆设计总量为9万余根，平均每100m2约38根。月最高强度达13000多根。

2高强锚杆的布置与结构设计

2.1布置

高强锚杆主要分布在4个直立坡衬砌段、机房小平台、闸首底板及陡坎处，呈上疏下密、下短上长规律分布，共9万余根。锚杆长6～13m，最顶上一排距闸顶1～2m，最底下一排距建基面1.5m，孑L距1.2～2.1m，排距1.5～2.0m。

2.2结构设计

高强锚杆采纳φ32mmⅤ级精轧螺纹钢筋，锚杆结构分为内锚段、外露段、自由段三部分。

内锚段设半圆形托架，规格φ12mm，用钢筋钳夹紧，距离自由段、底端部1m处各一个，内锚段中间段所设托架间距不大于2m。外露段长1.05～3.0m，端部锚垫板由钢垫板(200mm×200mm×20mm)、螺母(长72mm)、弹簧垫圈、螺帽等组成。自由段经喷砂除锈，热喷锌200μm，涂层封闭200μm橡胶套管爱护，防腐长度有50cm、100cm、150cm三种。

3设计要求

3.1钻孔

钻孔孔径应不小于φ76mm，孔斜偏差应小于2°～4°，孔位误差应小于100cm，孔深误差应小于10cm。

3.2高强锚杆材质及自由段防腐处理

采纳φ32mm精轧螺纹钢筋，尺寸符合设计要求；表面洁净、无锈、无油污；喷锌匀称，无起皮、鼓包；涂层光滑、平整、无针孔、气泡缺陷；外套橡胶管无划痕破损，两端绑扎牢固。

3.3砂浆强度要求

砂浆强度标号采纳R7=300#，砂浆原材料和配比符合设计要求，检验强度合格，注浆饱满密实，灌入量不小于理论值，灌浆压力满意设计要求。

4施工工艺

4.1高强锚杆施工艺流程

搭设排架→钻孔、冲洗，同时锚杆加工→验孔→插杆→校核安装线→封孔→外露段爱护→灌浆→岩面冲洗→浇筑拉拔检测墩头(大于安装数的10%)→单元验收评定。

4.2搭设排架

高强锚杆孔位高度最高达到68m，须搭设排架进行造孔、安装。排架必需保征自身平安和稳定，钢管最小搭接长度为20cm，抗冲击、不摇摆，能满意承重要求。施工排架采纳直径48mm，壁厚3.5mm的钢管。立杆基础固定在基岩面上，排架距岩壁30cm，立杆间距2.0m，横杆间距1.5m，架体与岩壁用插筋连接固定，插筋与岩壁成30°角，深化岩体50cm以上，按5m×6m(高×宽)布置，采纳350#速凝早强砂浆固结，在排架外侧每隔6m设立斜支撑。每层铺设跳板，架体外侧设平安网，内侧设上下爬梯等应符合有关平安管理规定。

4.3钻孔及冲洗

钻孔机具采纳宣化100B型水平孔机或改装的四平钻机，钻进方法采纳全断面风动冲击法；造孔完毕后，孔内要清洗洁净，无杂物、岩屑、积水。

4.4锚杆加工

采纳车间生产方式，经防腐后的锚杆平放在车间工作台上，对单根锚杆用电动刷进行除污、除锈并按设计要求安装托架、绑扎进回浆管，在插杆前进行验收。

4.5验孔

按总造孔量的20%进行抽样测量，孔斜采纳经纬仪测量，孔深用竹杆插入孔内量测。

4.6插杆