水利枢纽项目支护工程的施工技术探讨

2021-05-24顾肖霞

黑龙江水利科技 2021年4期

顾肖霞

(贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵阳 550000)

1 某水利枢纽项目支护工程布置

1.1 支护施工材料制备

所有的支护施工使用的风、水、电以及施工道路，均使用开挖施工所形成的风、水、电线路以及相关的施工道路。在其他的附属设施布置过程中，锚杆体在钢筋加工厂内部直接加工成型，钢筋网片在钢筋加工厂内部，根据设计尺寸直接焊接成型混凝土材料，在混凝土拌合站内部集中进行生产。

1.2 边坡支护流程

各个环节明挖边坡支护结构，在分层开挖施工过程中逐层开展上层支护结构，保证下层开挖工作的顺利进行，同时岩石差的部位需要紧跟开挖工作面进行相应的支护施工。在边坡松动区域的岩石块清底开挖工作中，需要在每层开挖边坡施工完成之后，立即搭设相应的脚手架设施，然后在脚手架上进行各种支护施工。先进行锚杆钻孔施工然后向其中进行注浆，有效使用锚杆外漏部分搭设6.5×15cm钢筋网结构，并且喷射10cm厚度的C20混凝土材料[1]。

1.3 砂浆锚杆施工。

砂浆锚杆施工主要通过锚杆的本体、垫板螺母等相关部分所构成。根据设计工作的相关要求，外漏的锚杆不设有垫板和螺母，锚杆施工工艺流程图如图1所示：

图1 锚杆施工工艺流程图

在锚杆材料施工过程中，根据工程施工图纸的相关要求，使用二级或者三级高强度螺纹钢筋，或者变形钢筋来进行施工，水泥砂浆材料使用P.O.42.5水泥。砂材料使用最大颗粒直径<2.5mm的细砂水泥砂浆材料的标号，必须要满足工程施工的相关要求，注浆锚杆水泥砂浆的施工强度不能低于20MPa。外加剂材料需要根据工程设计图纸当中的具体要求，在注浆锚杆、水泥砂浆当中添加速凝剂或者其他型号的外加剂，要保证外加剂材料不会对锚杆形成严重的腐蚀性作用。

1.4 锚杆孔的开孔方式

锚杆孔的开孔方式需要根据施工图纸的钻孔位置来进行针对性设定，锚杆孔的偏差量≤100mm，锚杆孔的孔轴方向需要满足施工图纸的设计要求，施工图纸没有做出施工规定是系统锚杆的孔轴方向，需要和地面垂直开挖面之间相垂直，同时局部加固锚杆的控制方向需要和可能产生滑动面方向相反，同时和滑动面的相交角大小需要≥45°。

2 支护工程的施工技术应用策略

2.1 锚杆支护施工

在锚杆钻孔工作正式开始之前，需要先对边坡外围或者孔洞壁进行安全防护处理，需要对施工区域范围内存在松动的块石和碎石进行彻底清理，防止在施工过程中石块坠落对施工人员的人身安全造成威胁。同时需要准备充足的施工材料、施工设备等，保证整个钻孔工作的顺利开展。边坡锚杆施工需要依照工程施工现场的实际状况，通过运用施工变道或者搭设脚手架的方法，保证脚手架的分层施工高度≤2m，同时需要铺设相应的马道板，马道板的两端需要使用铅丝进行绑扎加固。在施工过程中使用的主要施工机械类型表1：

表1 主要施工机械配置表

2.2 明挖边坡锚杆施工

明挖边坡锚杆施工使用的是YT-28手风钻钻孔，通过人工安装锚杆的方法来进行施工，使用MZ-30锚杆注浆机来进行注浆施工砂浆，需要通过SJ-150砂浆搅拌机，在施工现场进行拌制。锚杆在钢筋厂加工制作成型之后，直接运输到施工现场来进行安装和施工。在注浆施工过程中需要充分保证锚杆注浆水泥砂浆的配合比，需要在标准规定的实验范围内来进行实验和分析，对于水泥和砂材料的比例需要控制在1∶1-1∶2之间，永久支护锚杆注浆施工，在钻孔内不注浆完成之后需要立即擦干后注浆的永久支护锚杆，需要在锚杆安装工作完成之后来进行注浆施工，锚杆注浆工作完成之后需要等待砂浆充分凝固，否则不能直接进行敲击碰撞或者拉拔锚杆[3]。

2.3 混凝土喷射施工

在混凝土喷射施工过程中，必须要在符合施工标准的基岩表面，或者预裂爆破表面来加以进行。在混凝土喷射施工之前需要保证施工面的基础岩石结构不存在松动，墙角没有存在废渣堆积。在混凝土喷射施工过程中，使用湿喷法来进行操作，相关人员使用喷头配合TK-500型混凝土湿喷机械设备来进行喷洒，同时在喷头位置需要加入足够量的速凝剂。在材料选择方面，水泥材料需要选择符合我国国家施工标准的普通硅酸盐水泥，当有防腐或者特殊施工要求的前提下，需要经过监理工作人员的正式批准，可以使用一些特种的水泥材料，水泥的施工标号不能低于p.0.42.5。同时混凝土喷射施工所使用的骨料级配参数如表2所示。

表2 喷射混凝土用骨料级配表

外加剂材料必须要符合施工图纸的设计工作要求，同时要具有生产质量说明书，初凝时间≤5min，终凝时间≤10min，所选用的外加剂需要经过监理工作人员的正式审批。钢丝网需要使用屈服强度≥240MPa的光面钢丝网材料，钢纤维的抗拉强度≥380MPa。喷射混凝土配合比需要通过室内实验和现场实验来加以确定，要充分符合工程施工图纸的标准要求，同时在保证喷层性能指标的前提下，需要最大限度上降低水泥材料和水的使用量。速凝剂的添加量需要通过现场实验之后来加以确认，混凝土的初凝和中凝时间，需要充分满足工程施工图纸以及现场材料喷射施工的相关要求，喷射混凝土的强度需要符合图纸当中的设计要求。

2.4 混凝土喷射施工要点

在混凝土正式开始喷射施工之前需要做好相关的准备工作，要彻底清理开挖面的石块、坡脚的石渣以及堆积物，要有效处理好光滑岩面同时需要架设施工平台，使用高压风水枪冲洗喷射面，同时对遇水容易潮解的煤化岩层要进行处理，通过使用高压风枪直接清理岩面，混凝土材料喷射厚度都需要进行准确控制。在混凝土喷射作业之前需要对施工设备、风、水、管道线路等进行全面检查和试运行工作。

承包人根据工程施工图纸的施工要求以及监理工程人员的工作指示，对指定施工部位进行混凝土喷射施工，并且在施工之前需要架设钢筋网。钢筋网之间的间距范围需要控制在150-300mm之间，钢筋材料需要使用直径大小范围在4-12mm之间，屈服强度需要控制在240MPa，水工隧洞内部钢筋保护层厚度≥50mm。钢筋网喷射混凝土支护施工厚度≥100mm，同时≤250mm。在钢筋往混凝土喷射施工过程中需要根据GB50086-2001当中的相关规定来加以执行，施工完成之后需要做好喷射混凝土的养护工作。当喷射混凝土周围的空气湿度达到或者超过85%以上的情况下，经过监理工作人员正式同意之后进行后续的养护处理[4]。

3 钢结构支护工程

3.1 钢拱架施工

在钢拱架施工过程中需要在初喷混凝土和锚杆施工完成之后进行搭设，同时混凝土的施工厚度≤50mm。钢架加工要求尺寸精确、弧顶圆润，钢架加工完成之后需要进行试拼装处理，拼装允许误差≤30mm，平面翘曲需要<20mm。立柱锁脚锚杆安装必须要充分固定钢支撑结构，安装允许误差需要<50mm，垂直度需要<2°。

3.2 安装施工技术措施

在安装工作中需要做好测量定位工作，测定出线路的中心位置然后确定高程，然后再测定刚支撑架的横向位置。当钢拱架设置在曲线位置时，安装方向需要设为安装点的法线方向，安装于垂直直线上时，则安装方向需要和线路的中线垂直，上下左右偏差量需要控制在<5cm，倾斜度需要<2°。

在正式开始安装工作之前需要做好现场施工准备工作，对破碎软弱地带的威严结构稳定性状况进行全面监测，然后再进行后续的安装工作。在喷射混凝土施工完成之后，通过超挖部分使用混凝土来进行回填，并且需要随时去除个别的突出部位，充分保证钢拱架完全就位并且受力结构稳定。在安装工作中当钢拱架和初喷混凝土面之间存在较大间隙的情况下，拱脚的高度不足时需要设置钢板来进行调整，同时拱脚的高度低于上半断面底线以下10cm距离。钢拱架安装完成之后需要在钢支架之间，使用钢筋网进行格挡防止石块掉落。通过使用焊机或者其他的解决方法，将钢支撑结构充分衔接牢固，在喷混凝土覆盖钢支架结构工作中，需要先喷射钢支架位置然后再喷射钢支撑之间的混凝土，直到满足施工设计厚度，将钢支架完全覆盖2cm厚度以上，并且使用锤击法来进行检查。