本文著重?cái)⑹鲆S入晉工程總干6#—7#—8#洞N2土洞管片襯砌段壓力注漿錨桿設(shè)計(jì)、施工工藝與質(zhì)量控制的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).同時(shí)探討一下紅粘土段采用壓力注漿錨桿支護(hù)成功的實(shí)踐
關(guān)鍵詞：紅粘土段鉆孔壓力注漿錨桿施工工藝質(zhì)量控制
1．概述：山西省萬家寨引黃入晉工程位于山西省西北部，由總干線、北干線、南干線三部分組成，經(jīng)黃河萬家寨水利樞紐取水，建成后向太原、大同、平朔三地供水，年引水量為12億M3�？偢�6#—7#—8#引水隧洞采用全斷面、雙護(hù)盾TBM掘進(jìn)機(jī)施工，預(yù)制混凝土管片式襯砌，襯砌由4片混凝土管片組成。由于6#—7#—8#引水隧洞部分經(jīng)過紅粘土、黃土地段，所以須對(duì)此不良地段進(jìn)行灌漿和錨桿支護(hù)處理。
2.加固段工程地質(zhì)條件：
2.16#隧洞
樁號(hào)9 208—9 648段，隧洞圍巖為第三系上新統(tǒng)N2紅粘土及亞粘土，含有少量鈣質(zhì)結(jié)核和灰?guī)r礫石或碎塊。開挖期間無地下水活動(dòng)，圍巖有一定自穩(wěn)能力，隧洞上覆土層厚50—150米，主要為Q3黃土狀亞砂土圾少量Q2亞粘土夾層。
樁號(hào)10 006—10 388段，隧洞圍巖為第三系上新統(tǒng)N2紅粘土偶含灰?guī)r及砂巖碎塊，開挖期間樁號(hào)10 059—10 224段有地下水滲出，圍巖穩(wěn)定性差。其余無水洞段穩(wěn)定性好隧洞上覆土層厚15—65米，最厚處近90米，主要為Q3黃土狀亞砂土及少量Q2亞粘土夾層。
2.27#隧洞
樁號(hào)11 065—11 203段，隧洞圍巖為第三系上新統(tǒng)N2紅粘土及亞粘土含有少量鈣質(zhì)結(jié)核及灰?guī)r礫石或碎石。開挖期間巖土漸變段有地下水滲出，圍巖穩(wěn)定性差。隧洞上覆土層厚25—95米，主要為Q3黃土狀亞砂土及Q2亞粘土夾層。
經(jīng)勘察及施工期間取樣試驗(yàn)成果表明：N2紅粘土粘粒含量因?yàn)榉N種原因較高（20—40），有效蒙脫石含量達(dá)10—15，具有弱—微膨脹性。若隧洞運(yùn)行期內(nèi)水外滲，將極大地惡化其工程性質(zhì)。
3.對(duì)N2土洞段錨桿加固的目的
通過對(duì)壓力注漿和系統(tǒng)錨桿擠壓粘結(jié)的作用，加固洞周以外一定范圍內(nèi)的土體，提高其自身彈性抗力及改善防滲體并形成一定的連續(xù)承載圈。同時(shí)，錨桿體作為支撐和拉桿與隧洞襯砌的四塊管片鑲嵌的機(jī)動(dòng)結(jié)構(gòu)可有機(jī)地結(jié)合，形成共同工作體。
4.壓力注漿錨桿設(shè)計(jì)、施工工藝
施工工藝流程；鉆孔→錨桿埋設(shè)（注漿及排氣管）→注漿→閉漿→養(yǎng)護(hù)→拉拔試驗(yàn)。
4.1鉆孔
鉆孔采用SGZ—ⅢA型地質(zhì)鉆機(jī)，鉆孔孔深3.3米,其中外部錨固長(zhǎng)3米,孔徑為Ф75,孔底擴(kuò)孔為0.3米,擴(kuò)孔孔徑為Ф100.鉆頭視不同情況采用金剛石鉆頭、硬質(zhì)合金鉆頭、麻花鉆頭等。鉆孔要求保證長(zhǎng)度、方向、傾斜度。擴(kuò)孔采用偏銑鉆進(jìn)行擴(kuò)孔。為加快進(jìn)度，節(jié)約鉆頭，當(dāng)全孔為紅色粘土的孔段，鉆機(jī)破孔后，用焊接的掏鏟進(jìn)行人工掏孔，人機(jī)共用，加快了施工進(jìn)度，提高了工作效率。鉆機(jī)安放在鋼管焊制的臺(tái)車上，從洞口開始逐環(huán)沿頂拱和側(cè)拱原管片灌漿孔進(jìn)行鉆孔，每鉆孔一環(huán)，移動(dòng)臺(tái)車進(jìn)行下一環(huán)鉆孔。
4.2錨桿的制作和安裝
錨桿桿體材料采用20錳硅鋼筋,錨桿直徑為18mm,錨桿桿體3.3米,錨桿的外露段要有絲扣,或焊接帶有絲扣的接長(zhǎng)拉桿(焊口強(qiáng)度要大于桿體的抗拉強(qiáng)度).鋼筋加工前應(yīng)進(jìn)行調(diào)直、除油、除銹、去污等處理，沿桿體軸線方向每隔1米設(shè)置一個(gè)對(duì)中支架，排氣管和進(jìn)漿管與桿體結(jié)合要牢固。錨桿安裝采用先安錨桿后注漿的程序，將一根與錨桿長(zhǎng)度相同的Ф18鐵管和錨桿焊接在一起，下到孔底，底部鐵管距孔底不大于0.5米,然后在孔口安裝一根1米長(zhǎng)的Ф18鐵管,孔口0.5米長(zhǎng)的孔內(nèi)用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿封堵,孔口封堵砂漿待凝3天后進(jìn)行錨桿注漿.對(duì)于仰角孔,短管為進(jìn)漿管,長(zhǎng)管為排氣管;對(duì)于下傾孔和底板,進(jìn)漿管和排氣管好相反。錨桿安裝前，檢查注漿器具的工作性能，在注漿前用水或稀水泥漿潤(rùn)滑管道，并將鉆孔吹凈。4.4注漿注漿水泥廠為普硅425號(hào)水泥，砂子用質(zhì)地堅(jiān)硬的天然砂，注漿用水為拌制混凝土用水，外加劑用XPM高效減水劑。注漿壓力一序孔為1.5Mpa二序孔為2Mpa。施工時(shí)視現(xiàn)場(chǎng)具體情況及洞壁變形觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。漿液配比為：水：灰：砂=0.5:1:1,外加劑為水泥重量的5。注漿順序：①壓力注漿均按環(huán)間分序，環(huán)內(nèi)加密的原則進(jìn)行。②壓力注漿采用單孔或左右成對(duì)稱上升注漿的方法，同一環(huán)上的注漿孔進(jìn)行并聯(lián)灌漿，孔數(shù)為2個(gè)。壓力注漿采用全孔一次純壓完成。4.4閉漿排氣孔出漿后封閉,當(dāng)吸漿小于0.4L/分時(shí)續(xù)灌10分鐘。1、壓力注漿錨桿施工質(zhì)量控制要點(diǎn)（1）檢測(cè)原材料對(duì)水泥、砂子、外加劑，鋼筋抗拉強(qiáng)度、錨桿體部件性能等進(jìn)行檢測(cè)、試驗(yàn)，其中水泥、外加劑，鋼筋必須有出場(chǎng)合格證。（2）檢查中間產(chǎn)品（全套錨桿）錨桿直徑為18mm,錨桿桿體3.3米,錨桿的外露段要有絲扣,或焊接帶有絲扣的接長(zhǎng)拉桿(焊口強(qiáng)度要大于桿體的抗拉強(qiáng)度).排氣管和進(jìn)漿管與桿體結(jié)合要牢固。墊板（20cm×20cm×1cm）和螺帽齊備。制成的錨桿在放置和運(yùn)輸過程中不得有明顯變形。（3）檢查鉆孔孔徑75—80mm,孔底擴(kuò)孔（φ100長(zhǎng)30cm）孔位（頂拱和側(cè)拱原管片灌漿孔）孔向?yàn)閺较�，排�?.6m,孔深為3.3m,鉆孔成好,孔壁光滑,孔眼直,鉆孔終點(diǎn)偏差不應(yīng)大于1.5cm,鉆孔終點(diǎn)偏差不大于25cm，實(shí)際孔位要有記錄。（4）注漿設(shè)備首先重點(diǎn)檢查壓力表。每?jī)砂啻涡Ｕ淮�，不合格的禁用。其次是要求注漿管路暢通，使用前作耐壓試驗(yàn)。（5）檢查漿液和砂漿檢查配合比，采用比重計(jì)檢驗(yàn)漿液比重，檢查水、水泥、砂、外加劑重量比是否符合設(shè)計(jì)要求，砂漿強(qiáng)度能否達(dá)到C20。(6)檢查錨桿安裝和注漿吹孔后安插錨桿，砂漿封孔0.5米深(保證注漿時(shí)不使?jié){液鼓出)3天后開始注漿,排間分序,排內(nèi)加密。（7）閉漿標(biāo)準(zhǔn)排氣孔出漿后封閉,當(dāng)吸漿小于0.4L/分時(shí)續(xù)灌10分鐘。（8）錨桿端頭處理待注漿強(qiáng)度達(dá)到手70后，切割鑿除注漿管和排氣管到管片內(nèi)側(cè)5cm處，用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿將孔口抹平，錨桿外露部分用防腐漆涂上。（9）檢查安全監(jiān)測(cè)周邊收斂監(jiān)測(cè)：5米一個(gè)測(cè)量斷面，3個(gè)測(cè)點(diǎn)，施工期每天測(cè)量?jī)纱危ú捎檬談τ?jì)）用水平儀測(cè)量頂拱不沉，每20米設(shè)3個(gè)測(cè)點(diǎn)。施工期每天測(cè)兩次。（10）拉拔試驗(yàn)（28天齡期0）每300根錨桿取6根作拉拔試驗(yàn)，3.3米長(zhǎng)錨桿拉拔力要求達(dá)到7噸.2、小結(jié)經(jīng)過拉拔試驗(yàn)得出：6#、7#洞壓力注漿錨桿抗拉拔力均達(dá)到7噸。實(shí)踐表明對(duì)于不良地段N2土洞段，壓力注漿錨桿可以作為拼裝式管片襯砌結(jié)構(gòu)的一種加固手段。通過對(duì)N2土洞管片襯砌段回填、固結(jié)灌漿，加上壓力注漿錨桿的施工，達(dá)到加固洞周以外一定范圍內(nèi)的土體之目的，同時(shí)可以形成防滲體，可較有效地防止隧洞滲漏和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用。
