自进式中空注浆锚杆施工试验.pdf

预应力技术
自进式中空注浆锚杄施工试验
赵永红/(中国水利水电第三工程局有限公司)
摘要】通过对云南龙陵腊寨水电站右岸高边坡陈旧性滑蹋体采用自进式中空注浆锚杆支护处理的工程试验
和总结,论述了自进式中空注浆锚杄在破碎岩石边坡和土石堆积体中的应用。对不适应岩石杆和土锚杆支护
的边坡,采用自进式中空注浆锚杆支护,可将钻孔、注浆及锚固等功能一体化。施工结果表明,这种较少应用
于水电站边坡支护的自进式中空注浆锚杆,可使边坡开挖范国大大缩小,并能减小国岩较差的高边坡支护施工
难度,较好地改良围岩,达到理想的支护效果,对指导同类工程施工有重要意义
【关键词】边坡支护中空注锚杆注桨改良围岩
难题,取得了部分施工经验。下面将详细介绍工程试验
1前言
与应用情况,供同行参考。
在水电站高边坡开挖、支护施工中,为了加快工程2自进式中空注浆锚杆试验与施工
进度,减小边坡开挖范围,缩短施工工期,较好地保护
植被适应环保要求,对地质不良的边坡采用尽量减小开2.1自进式中空注浆铺杆简介
挖工程量、加强边坡支护的处理方式,已成为水电站边
根据厂家提供的资料,自进式中空注浆锚杆适用于
坡施工的主导思路。但采用何种边坡支护方式较为经济
软弱围岩、断层破碎带、高地应力、大变形等复杂地形
合理,必须结合工程的地质情况确定支护方案,达到既
条件,在隧洞超前支护、径向支护及各类边坡处理,高
经济合理又能满足工程需要的效果。
云南腊寨水电站右岸边坡最大开挖高度238m,此处
地应力、大变形等病害的整治工程中均能很好地改良围
岩,达到理想的支护效果。
为斜向谷,出露高黎贡山群下段片麻岩、混合岩夹石英
自进式中空注浆锚杆由杆体、锚杆螺母、锚杆垫板、
岩、石英片岩,片麻理倾向上游偏右岸,倾角23°~25°。
止浆塞、钻头、锚杆连接套组成
因此,左岸为顺向坡,右岸为逆向坡。岸坡陡峻,坡度
型号规格:R25X2000-600om、R32X2000-600om、
一般为60°~75°。坝顶以上边坡最高170m,其中从坡顶
至1191m高程84m高度范围岩石破碎并有部分土夹石堆
R38×20006000m也可根据用户需求提供特殊型号
规格。
积体,设计锚杆钻空深度为6~15m。经现场试验,钻孔
过程中塌孔、卡钻严重,不适宜岩石锚杆施工。为加快
力学性能:拉拔力150kN、250kN、320kN
施工进度、确保施工质量、减少植被破坏,经方案比较
屈服力150kN、230kN、280kN。
选用自进式中空注浆错杆进行支护。从目前国内已有的
螺纹方向可根据施工需要改变;标准长度可以根据
文献资料得知,自进式中空注浆锚杆多用于隧洞围岩支
现场要求确定尺寸。
护,且钻孔深度一般在6m以下。大于6m的自进式中空
腊寨水电站右岸护坡选用的自进式中空注浆错杆直
注浆锚杄施工资料匮乏,施工机具、施工工艺、质量控
径为32mm。
制等多方面需进行现场试验方能确定。因此,为了提高
2.2钴具试验及选择
效率、控制施工质量,首先在增加钴孔深度的同时确定
在腊寨水电站右岸边坡的施工中经现场试验进行了
施工机具。随着钻孔深度的增加,保证杆体中孔畅通至如下的钻孔机具选择
关重要。笔者通过腊寨水电站右岸高边坡开挖支护的工
(1)YT28手风钻在岩石破碎或土夹石等不良地质条
程试验研究,解决了6m以上的自进式中空注浆锚杆施工件的施工中适用于钻进深度小于6m的自进式中空注浆锚
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水利水电施工2011?第5期总第128期
杆的施工,大于6m后钻进效率降低且成孔后不能保证注
上部锚杆。
浆效果。
(2)通过快速注浆接头将锚杄尾端与注浆泵相连,待
(2)液压钴在试验中钴进速度较快,并能保证钴进滌注浆饱满且注浆压力达到设计值时停机。此间注浆压力
度。但与开挖干扰较大,开挖与错杆钻进需逐层施工
较难控制,对于地质条件较破碎的岩石,吃浆量较大,
每层开挖高度需控制在2~3m。由于液压钻推进压力较
易堵塞周边锚孔;注浆压力过小,孔口不易返浆,达不
大,施工中需密切注意孔口的石粉吹出情况,以免杆体
到理想的支护效果。在腊寨水电站右岸边坡的支护施エ
中孔堵塞,影响注浆效果。
中,根据实际地质情况选用的注浆压力为:土石体注浆
(3)MAI80型错索钻机为厂家推荐钻具,是厂家自
压力0.5MPa,破碎岩体注浆压力1.0MPa。并在注浆过
行研制的一种适用于自进式中空注浆锚杆施工的专用钻程中对吃浆量较大的地段采用了间断注浆的施工方法,
具,经试用钻进深度可达12m左右,钻进速度一般。该间断时间控制在0.5~1h之间,重复注浆直至孔返浆或
钻生产数量较少,配件不易购买,且配件生产、供应周加大注浆压力至注不进为止。由于该参数是根据腊寨水
期较长,易因配件影响工期。
电站的实际地质情况经与设计代表共同协商确定的,因
(4)将100B简易潜孔钻改装后用于自进式中空注浆错
此,其他工程应根据具体的施工情况进行确定
杄施工。经腊寨水电站试用的结果表明:在较破碎的岩体
(3)锚杆注浆浆液配合比的确定。厂家提供参考灰砂
中,钻孔深度在12m左右较为适用;对较为完整、坚硬的比为1:0~1:1,水灰比为(0.45~0.5)。腊寨水电站
岩石,钻进深度在9m左右。腊寨水电站为花岗岩。
设计锚杆注浆浆液为C30无收缩早强水泥浆,采用的水
根据以上的现场钻孔试验,腊寨水电站右岸边坡自
灰比为0.4~0.5。实际施工过程中如注浆量过大,可采
进式中空注浆锚杆的施工主要使用了YT28手风钻和
用砂浆进行灌注,但砂子粒径不应大于1.0mm。
100B简易潜孔钴改装的结机,液乐钻和MAI80型績索钴2.4自进式中空注浆杆的拉拔试验
机作为补充。
由于自进式中空注浆錯杆在水利水电工程中仅用于
2.3施工工艺控制
部分隧洞围岩支护,边坡支护施工中也采用的不多,且
钻孔工艺控制
大部分自进式中空注浆锚杆为L≤6m的锚杆,査阅现有
腊寨水电站右岸高边坡的支护,依据地形、高程及规范无自进式中空注浆锚杆的拉拔力值。腊赛水电站在
层面结构从上至下共分为四个区、四种钻孔深度的铺杆
实际操作中,主要是由业主、设计代表、监理工程师
进行支护。I区铺杆钻进深度为6~9m,Ⅲ区锚杆钻进
施工单位四方共同旁站拉拔试验,设计再根据现场测定
深度为9~12m,Ⅲ、Ⅳ区铺杆钻进深度为12~15m。在
的实际拉拔力经计算确定。腊寨水电站自进式中空注浆
自进式中空注浆锚杆钻进过程中,严格控制钻孔工艺是锚杄最终确定的拉拔力值为12MPa,其最大拉拔力不应
保证锚杆钻进和注浆一体化的关键工序。
大于杄体强度。
(1)采用钻具进行钻孔前检査锚杆体中和钻头上的孔
是否畅通,若有异物堵塞,及时清理干净,之后将自进3试验成果应用情况
式锚杆安装就位。
(2)洗孔及护孔:由于自进式中空注浆锚杆施工区域
腊寨水电站高边坡防护采用自进式中空注浆铺杆,
均为破碎岩体或土夹石松散体,钻进过程中产生的岩屑
在施工过程中严格控制各道施工.工序,经多次钻具选择
不易吹出孔外,所以除用钻机的高压风进行吹孔外,必
试验、钻进试验、注浆试验、浆液配合比试验等工序