锚喷支护技术在青居航电工程中的应用

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摘要：本文通过对青居航电工程边坡喷锚支护所采用的工艺和参数进行分析和研究，说明了施工过程的质量控制关键环节，对类似工程的喷锚支护作业具有一定的参考价值。

关键词：喷锚支护 航电工程 应用

1、工程概况

青居航电工程位于嘉陵江干流上，是一座利用河道裁弯取直的混合式开发电站，以发电为主，兼有航运等综合利用的水利水电工程。

2、工程地质情况

由于工程地质情况，岩石极易风化，须及时采取边坡支护措施，要求对引水渠、尾水渠左右岸边坡275.45高程以上至开口线进行钢筋网锚喷支护，并做为永久支护。锚喷支护作为永久支护的优点在于可以减小开挖轮廓线，减少开挖工程量；用锚喷支护可以加快进度缩短工期；锚喷支护作为柔性支护可与岩石边坡共同承担荷载，充分发挥边坡承载力和提高施工安全性。

3、钢筋网喷混凝土施工工艺

3.1锚杆支护

工程使用的锚杆主要为砂浆锚杆,砂浆锚杆为全长粘结式锚杆，沿锚杆全长灌注水泥砂浆，靠砂浆与锚杆和砂浆与孔壁的粘结提供锚固力，使边坡达到稳定。

⑴所使用的砂浆锚杆中砂浆配合比为:水灰比W／C＝0.38、灰砂比C:S＝1：1.水泥优先选用新鲜水泥,标号为425#的普通硅酸盐水泥.骨料采用嘉陵江流域的中细砂,最大粒径小于2.5mm.

⑵锚杆施工时应满足下列规定:

①根据设计要求和边坡地质情况，锚杆分为系统加固锚杆和局部加固锚杆，系统加固锚杆为梅花形布置,孔、排距均为2m，局部加固锚杆由监理工程师会同地质设代根据边坡实际地质情况现场指定孔位。现场施工时由测量放线确定孔位，锚杆孔开孔位置偏差应小于10cm。

②系统加固锚杆的孔轴方向垂直与开挖轮廓面，局部加固锚杆的孔轴方向一般与可能滑动面的倾向相反并约成45度的交角。

③电站系统砂浆锚杆有φ20、φ22、φ25、φ28四种类型，采用“先安锚杆后注浆”的程序，因此采用手风钻钻孔，钻头直径比锚杆直径大25mm以上。

④施工时先将锚杆插入孔中，检查注浆器工作性能，并用水或稀水泥浆管路，拌匀砂浆应防止石块或其他杂物混入，随拌随用，初凝前必须使用完毕，安装后孔内必须填满砂浆，孔口采取临时固定措施。

砂浆锚杆支护参数见下表：

砂浆锚杆位置 锚杆直径

（mm） 钻孔直径（mm） 锚杆长度

（m）

引水渠左边坡引0+0.00～引0+121.54 22 50 4.5

引水渠左边坡引0+121.55～引0+220.71 28 60 8.0

引水渠左边坡引0+220.72～引0+493.12 25 50 10.0

引水渠右边坡引0+0.00～引0+89.36 20 45 2.0

引水渠右边坡引0+89.37～0+275.45 28 60 12.0

引水渠右边坡引0+275.46～0+493.12 25 50 10.0

尾水渠左边坡厂0+567.55至尾水渠出口 20 45 4.5

尾水渠右边坡厂0+567.55至尾水渠出口 22 50 4.5

⑶砂浆锚杆质量控制

①原材料质量控制

用于锚杆的钢筋符合GB1499Ⅱ级钢要求，运到工地的锚杆钢筋中，每类每60t选出 2根作为试样，按SDJ207要求完成材料的各项试验，如果任一试验结果不满足规定要求，将另选择4根进行试验，如果这4根中的任一试验结果仍不满足规范要求，则该批材料应从现场撤掉。

②现场试验

每种类型的锚杆选择10根，在与将要使用岩石条件相同的部位进行现场试验，试验锚杆分别安装成与岩面垂直或与岩面呈45度角，用液压千斤顶进行张拉，并用百分表观测锚杆的变形。

若连续10根的锚杆加载超过了控制荷载，则认为此种锚杆是合格的，可以在现场中使用。

锚杆控制荷载见下表：

锚杆直径（mm） 要求的抗拔力（KN）

20 60

22 80

25 100

28 120

3.2喷混凝土

该电站为钢筋网喷混凝土，钢筋网使用φ6钢筋，钢筋网间距为20*20cm,钢筋网与岩面距离为4cm,采用干喷法喷射混凝土。

3.2.1喷混凝土配合比

喷混凝土应尽量采用坚硬耐久、细度模数较大的细骨料，粗骨料采用坚硬耐久的卵石、碎石，粒径不大于15mm,使用前过筛。配合比为水泥：砂：石＝1：1.89：1.90，掺入5％国产FND速凝剂。

3.2.2喷混凝土施工工艺

⑴喷射混凝土前要清除喷射面的回弹物、污物、泥浆、石屑、冰块、油脂、松散的及其有害物，先前喷射的混凝土表面及软弱破碎的岩面，用喷气枪清理。与喷混凝土不能粘结的光滑面进行凿毛或喷砂处理。

⑵扣料含水量后的全部用水量从喷头处加入，从喷射嘴喷出的材料应连续均匀，在稠度最湿时喷射没有下陷点，喷出的材料以尽量接近90度角到喷射面上，喷射距离0.5～1.0m。

⑶喷射的喷头应是螺旋形移动，按照自下而上。先凹后凸的顺序进行喷射。分2层或2层以上进行喷射，每层最小喷层厚度为25～50mm。在前一层开始初凝时马上开始下一层混凝土的喷射。在多层喷射混凝土施工时，如中断施工，在后续喷混凝土施工前要清除原混凝土表面的浮浆、散物和回弹物等，前一层混凝土保持湿润，直至后一层混凝土喷射完毕。

⑷钢筋网喷射混凝土时，必须填满钢筋与岩面之间的空隙，喷射时使喷头具有一定的倾角，喷头不得正对钢筋，并减少工作压力和缩短喷射距离，保证喷射后满足保护层尺寸的要求。如发现脱落的喷层或大量回弹物备钢筋网“架住”，必须及时清除，不得包裹在喷层内。

3.2.3喷混凝土质量控制

⑴喷混凝土质量控制环节如下：

①定期率定计量设备，水泥和速凝剂重量允许偏差为2％、砂和石料允许偏差为5％。

②干拌喷混凝土预湿料在初步拌和后60min内未使用作废料处理。

③当环境温度低于5℃或高于35℃时不得进行喷混凝土。

④喷混凝土表面出现第一批干斑点后，喷混凝土表面喷水养护，在14d之内使混凝土表面经常处于湿润状态。

⑤用风水枪清理要喷混凝土面上的回弹物，回弹不能重新利用。

⑵现场质量控制

①喷混凝土强度检查。每喷100m3混合料至少取2组试件，每组3块150*150试块，一般只测定喷混凝土28d龄期的抗压强度，同批试件为3～5组时，平均抗压强度低于设计标号的组数不得多于一组；当试件为6～16组时，不得多于2组；当试件为17组以上时，不得多于总组数的15％。

②喷混凝土厚度检查。一般边坡每隔20m设一个检查断面，每个检查断面沿周界任意钻取5个φ45的芯样作厚度检查。特殊边坡应增加或减少取芯个数。

③喷混凝土补救措施。以喷层最小厚度达到设计值为评价标准，喷层厚度不够的部位进行补喷。喷混凝土强度以现场喷混凝土试块强度作为评价标准，如果强度不合格，则在不合格的部位钻取φ45的芯样做强度试验，如仍不合格则需采取补救措施。

4、结语

锚喷支护是一种刚柔适度的薄层支护，在边坡防护工程中适时进行锚喷支护既可抑制边坡有害的变形，又可适应边坡的变形。利用锚喷混凝土早期强度的特点，可对岩石边坡及时提供一定的支护抗力。根据地质条件采用不同的锚喷支护参数，不仅使施工安全得到保证，而且可以缩短工期。

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