白鹤滩水电站左岸水垫塘上部强卸荷发育区边坡锚索施工

白鹤滩水电站左岸水垫塘上部强卸荷发育区边坡锚索施工

谢自然

甘肃省兰州市730070

摘要：白鹤滩水电站水垫塘上部强卸荷发育区由多个块体组成，自然状态下处于临界稳定状态，其工况稳定性差，整个边坡为斜顺向坡，岩体埋深浅，风化严重、卸荷水平深度较大，预应力锚索快速施工关系到白鹤滩水电站整个工程安全。

关键词：白鹤滩水电站强卸荷区锚索施工

1概述

1.1工程概况

白鹤滩水电站位于金沙江下游四川省宁南县和云南省巧家县境内，水电站的开发任务以发电为主，兼顾防洪，并有拦沙、发展库区航运和改善下游通航条件等综合利用效益，是西电东送骨干电源点之一。电站装机容量约16000MW。

白鹤滩水电站左岸下左岸水垫塘上部强卸荷发育区施工范围为：0+250.00～0+751.0，高程954.00～730.00，全长501m，高差224m；支护形式主要为系统锚杆、网喷混凝土、锚筋桩、预应力锚索、钢筋贴坡混凝土、排水孔，主要工程量：土石方202.62万m3，锚杆2.25万根，预应力锚索1318根，贴坡钢筋混凝土5.6万m3.；工期9个月

1.2工程地质

⑴地形地貌

左岸水垫塘区域边坡为一SN向陡壁加缓坡相间的地形。高程680～740m为一坡度约70°的陡壁。高程740～780m为一坡度35°的斜坡地形，坡缘距陡壁40～50m。高程780～860m为一坡度为64°的陡壁。谷肩以上为2号斜坡，为一沿层间错动带C4剥蚀而成的宽缓斜坡。

2复杂地质条件施工措施

㈠深厚覆盖层

⑴主要特征

由于覆盖层地层结构松散锚索造孔过程中容易出现：垮塌、架空、漏风严重，夹泥、渗水、护壁排碴困难等。

⑵处理措施

①根据不同的情况分别采用分体式无锁对心跟管钻机、无锁自锐式对心跟管钻具、电动拨管机等设备和机具。

②覆盖层较厚、碎石较多、锚索孔较深的采用异径跟管，跟管到底，锚索安装完成后再拔出套管。

㈡地下水和承压水

⑴主要特征

在锚索造孔过程中孔口有水流出、排粉效果较差等特征。

⑵处理措施

①施工过程中加入一定的泡沫剂，同时增大风量强行吹孔如果及不能解决正常钻进，可提高钻具、下栓塞、钻杆注浆处理理层，侍凝后继续扫孔钻进。

②渗水严重的区域先施工排水孔泄水，再进行锚索的施工。

3施工异常问题的处理措施

㈠锚索在张拉时钢铰线的实际伸长值小于理论计算值的原因分析与处理措施

⑴原因分析

锚固段内的岩石裂隙与张拉段内的岩石裂隙相连通，随着往锚固段内不断注浆，当锚固段内注满浆液后，浆液通过岩石裂隙通道进入张拉段内；

⑵处理措施

①在岩石破碎、节理裂隙发育部位设置无粘结式锚索；

②在钻孔过程中，通过灌注浓浆处理堵塞住串、漏浆的岩石裂隙通道，在锚索下入孔内之前，对全孔进行一次灌浆，直至孔内不再存在较大的漏浆或串浆通道；

③不设置止浆塞，对锚固段定量注浆，以防出现绕塞返浆。

④通过自由段灌浆管检查锚固段是否已经注满浆液，当发现所灌浆液已经灌入自由段内时，通过自由段灌浆管对自由段进行清洗，以将自由段内的浆液清洗出孔外，不使之握裹住张拉段内的钢铰线，切实保证锚索自由段的长度符合要求。

㈡锚索在张拉时钢铰线的实际伸长值大于理论计算值的原因分析与处理措施

⑴原因分析

地质方面的原因，当岩石抗压强度较低、岩石破碎、节理裂隙密集，岩石空隙率大，岩石受压后产生较大的压缩变形量；表层岩石抗压强度低，外锚墩受力后出现位移下陷，致使钢铰线的实际伸长值大于理论计算值。

⑵处理措施

对锚固段先行灌浆处理，消除漏浆通道。

经常清洗工具锚夹片，保持其齿槽内清洁，当夹片出现磨损时及时更换夹片。

㈢岩体破碎、裂隙特别发育，岩溶洞穴

⑴主要特征

经常出现相邻锚孔漏气，串浆，冒水现象，排碴困难，卡钻，退钻困馺等现象

⑵处理措施

钻孔过程中出现无返风或串气的现象时立即停止钻孔（拨出钻杆），采用注入带有速凝剂膏状浓砂水泥砂浆（水灰比为0.38：1：1）并在规定的压力下进行固壁，当一浓度吃浆量无改变或改变不显著时，加浓一级，当注浆速率≥30L/mim时，可进行跳级变浓。侍水泥砂浆达到一强度后（一般间隔12小时），重新钻进，若孔内还出现坍塌现象，重复以上过程，直至终孔（缺点：注浆后不能马上成孔，浆一次性注不满，须多次补，浆耗时又浪费材料；由于同径造孔，真正起到护壁作用的水泥砂浆厚度很薄，冲击器振动后，护壁的水泥浆很容易振碎，失去作用）。

（四）张拉锚索时压力表反映出的张拉力与应力计反应的张拉力出入较大的原因分析与处理措施

⑴原因分析

主要是系统误差原因造成的，尽管张拉设备、仪表、测力计均已经过了率定，但其自身误差是始终存在的，也是不可避免的，如当测力计安装不平，未与锚垫板紧密结合，未对中孔口中心，气候温度变化，张拉设备未与测力计配套率定，当多种误差出现叠加时，就会出现测力计反应出的锚索拉力与张拉设备反应的锚索拉力不一致，甚至两者差距较大。

⑵处理措施

①张拉前对张拉设备与所使用的测力计联合率定。

②精心安装测力计，减小测力计的安装误差。

③力求使反映张拉力的压力表的安装位置与锚索孔口在同一高程位置上，或尽量减小两者的高差，也可根据压力表与锚索孔口的高差经过换算增大或减小压力表的指示数值。

（五）张拉过程中锚固段被拉松的原因分析与防治措施

⑴原因分析

锚固段被拉松动主要有五个方面的原因：

①a锚根段内的水泥结石与孔壁的粘结力小于锚索的张拉力，当锚索的张拉力大于浆液结石与孔壁的粘结力时，锚根段内的水泥结石产生破坏，锚根便会被拉出；b水泥浆液结石对钢铰线的握裹力小于张拉力，当张拉力大于水泥浆液结石对钢铰线的握裹力时，钢铰线便会从水泥浆液结石内被拉出

②锚固段内存在宽大的裂隙通道，当锚固段内灌浆时，水泥浆液被灌入裂隙内，即出现漏浆现象，所灌入的浆液量不能完全充满锚固段，所形成的锚固段长较小，较小的锚固段长内的水泥结石与孔壁的粘结力也较小，当张拉力大于锚固段长内的水泥结石与孔壁的粘结力时，便可将锚根拔出。

⑵处理措施

①使用能够满足张拉所需强度要求的高标号水泥；

②严格按照试验室提供的配方配置水泥浆液；

③水泥浆液灌入孔内后，再未凝固之前，不得人为扰动锚索；

④锚索孔全孔钻完之后，在锚索下入孔内之前，对全孔进行一次固结灌浆，减少孔内渗水，以防止灌入孔内的水泥浆液被稀释；

⑤在钻孔过程中，当遇到宽大裂隙或断层破碎带时，应停止钻进，对钻孔固结灌浆之后再行钻进，以防浆液漏掉；

⑥在钻孔过程中，当遇到塌孔、掉块时，应停止钻进并对钻孔进行固结灌浆处理，待凝之后再扫孔钻进，既可减小钻孔施工难度，也可避免因塌孔掉块而导致锚索下不到孔底，防止掉块滚落孔底使锚固段钢铰线得不到水泥浆液的有效握裹而起不到锚固作用；

⑦锚固段钢铰线不能捆扎过紧，当使用无粘结钢铰线时，锚固段内的钢铰线上的油脂应清洗干净。

参考文献：

[1]唐君，邓雨露，陈翔.白鹤滩水电站左岸尾水调压室穹顶开挖技术创新应用[J].水利水电技术，2017，48（S2）.

[2]阳小东，黄宏伟，龚华.白鹤滩水电站左岸地下厂房压力分散型锚索张拉工艺[J].水利水电技术，2015，46（S2）.