1 工程概述

溪洛渡水电站右岸4^＃、5^＃导流洞下闸室段，分别布置在4^＃洞身0+168.0～0+248.0段，5^＃洞身0+233.866～0+313.866段。导流洞开挖分上、中下三层进行开挖，导流洞洞身闸室段在上层和中下层开挖后将分别形成14.5×34m（高×宽）、30×34m（高×宽）的特大跨度开挖断面。

导流洞洞身闸室段顶拱及边墙岩性为含斑玄武岩、角砾集块熔岩。层内错动带及高、中、缓倾角裂隙较发育，部分岩性稍好，裂隙闭合、无充填、微风化，腰线以上围岩完整性及稳定性稍好，腰线以下围岩完整性及稳定性较差，局部部位沿长大裂隙渗、滴水。总体上4^＃、5^＃导流洞洞身闸室段属Ⅱ、Ⅲ₁围岩。

由于闸室段洞径特大，部分位置岩性偏差，洞室结构安全至关重要，为确保右岸闸室段在施工期岩体稳定及建筑物结构安全，避免发生重大地质灾害，设计在原有锚喷支护的基础上，对闸室段顶拱共增设了460根15t预应力锚杆进行加强支护。

预应力锚杆沿闸室段顶拱梅花型布置，间排距长9m，材料采用精轧螺纹钢筋，直径φ32mm。锚杆孔设计钻孔直径为φ48mm，锚固段长3.0m，锚固段灌浆采用水泥浆、水泥砂浆或树脂材料，要求水泥浆或水泥砂浆抗压强度不小于M35,树脂材料抗压强度不小于50Mpa，锚杆孔口承压垫座尺寸为150mm×150mm×10mm，高强螺栓锁定。预应力锚杆采用自由段无套管预应力筋，灌浆分两次进行，锚固段灌浆及张拉锚固后，再对自由段进行二次灌浆。

2 施工手段的选择

预应力锚杆在导流洞洞身闸室段上层底板平台上进行，同时，要求必须在导流洞中层开挖推进至闸室段前，全部完成预应力锚杆施工，总工期要求在35天以内，以免影响导流洞中下层开挖；另外，预应力锚杆施工期间，闸室段交通不能中断。

预应力锚杆均布置在闸室段顶拱部位，距底板高差9.5～14.5m,若按常规采取搭设脚手架施工平台，排架搭拆周期长，对闸室段交通干扰大，快速钻造孔洞内环境污染严重，且效率低下，工期不能确保。若现场临时加工简易移动式平台，成本增加，搬移不便，不能形成规模化施工，同样效率低下。经综合比较，决定采用现场已有的大型液压凿岩台车造孔，利用吊车液压升降平台作为锚杆安装、张拉等作业施工平台，省略了固定施工平台，顺利解决了施工手段问题，灵活方便，实现了规模化施工，并确保了洞内交通畅通。

3 设计的优化调整

预应力锚杆施工结构图如图1所示。

图1 预应力锚杆施工结构图 （尺寸单位：cm）

首先，设计要求锚杆钻孔直径为φ48mm，而锚杆直径就达φ32mm，造孔直径仅大于锚杆直径16mm，进浆管与回浆管无法埋设；另外，三臂凿岩台车钻杆最大长度为6m，造9m深孔必须进行钻杆套接后才能完成，钻杆安装连接套后，造孔直径不能小于φ65mm，为了满足施工要求，在征得监理工程师与设计同意下，将孔径优化调整为φ65mm。

锚固段若采用水泥浆或水泥砂浆锚固，施工难度大，不易控制，锚固段张拉前待凝时间长，无法实现快速施工。为此，借鉴龙滩及拉西瓦等工地预应力锚杆施工成熟经验，锚固段采用速凝型锚固药卷，在确保设计要求强度的情况下，锚固段在灌浆完毕24小时后即可进行张拉，实现了快速施工。www.tmgc8.com

孔口承压钢垫板为张拉的主要承力部件，张拉时承压高达6.5Mpa以上,为了防止张拉过程中或张拉后承压垫板发生变形、扭曲等，在征求设计同意后，将原设计承压钢垫板尺寸150mm×150mm×10mm调整为200mm×200mm×20mm，施工更加方便，确保了张拉施工顺利进行。

4 施工过程简述

4.1 施工程序

预应力锚杆主要施工程序如下：施工准备®钻孔®清孔®内锚段速凝型锚固药卷灌注®杆体安装®封口®孔口垫座安装®张拉®自由段注浆®外露锚杆杆体保护

4.2 机械化造孔

预应力锚杆采用现场正在进行导流洞开挖支护施工的H175三臂液压台车造孔，造孔前应根据设计图纸要求对锚杆孔孔位测量放样，定出孔位，并用红油漆标识。钻孔时要求钻杆垂直岩面，钻孔平直，孔轴方向偏差不大于1°～3°。由于多臂钻钻杆仅6m长，钻杆钻进5m深左右时，安装钻杆连接套，再连接一根3m长钻杆继续钻进至终孔，多臂钻钻进速度为0.5～0.8m/min, 造孔完成后，加大钻臂水阀，边冲边退钎，冲洗钻孔。钻机就位后，在15分钟左右，就可以完成单孔造孔，造孔效率相当高，

4.3 内锚段灌注及锚杆安装

利用吊车液压升降平台作为内锚段灌浆及锚杆安装作业平台，速凝型水泥锚固剂药卷使用锚固剂风枪将锚固剂打入内锚段，锚固剂药卷经锚固剂风枪打入输送管（1〃PE管），再经输送管打入内锚段孔底（锚固剂输送管插入孔内距孔底50cm左右），每打入一卷锚固剂，输送管向孔外拉出 5cm左右，直至打入锚固剂药卷60支左右或孔内锚固剂距离孔底3.0m处（内锚段长度为3.0m）结束。

锚固剂药卷在打入前现在水中浸泡，浸泡时间控制在2.5分钟左右，浸泡直观效果原则上以药卷中心留有黄豆颗粒大小的白蕊，或药卷在水中不冒或冒少量气泡为止。锚固剂风枪工作风压控制在0.5～0.6MPa左右，在风枪的风管输入端安装压力表进行风压控制。

在锚固段速凝水泥药卷打入结束后立即进行预应力锚杆杆体安装，采用吊车液压升降平台上人工插杆，可利用人工扶杆的情况下，吊车液压升降臂将锚杆缓慢顶入，减轻了作业人员劳动强度，锚杆杆体端部加φ40mm钢管辅助送杆。

插杆前对锚杆杆体加工：预应力锚杆朝向孔底的一端应削尖。在距锚杆底部3.0m处设止浆环，每3m设对中环一个,对中环采用φ6.5mm圆钢与锚杆杆体焊接。外露端长度50cm，端头用砂轮切割机切平（套丝长度50cm），以便于安装与精扎螺纹钢筋配套的螺母。在锚杆杆体自由段安装进浆管（内径φ15mmPVC管）和回浆管（内径φ8mm硬质塑料管），回浆管应牢固绑扎在杆体上，管口端部距止浆环15cm处。进回浆管在孔口通过钢垫板预留孔口引出。

锚杆杆体插入内锚段后,立即采用木楔（长度6～10cm）进行锚杆孔口封口,防止锚杆从孔内滑出。木楔应完全打入孔内，不得留出孔外，以免影响锚杆孔口钢垫板安装和锚杆张拉。

孔口承压垫座钢垫板面与锚孔轴线垂直，承压垫座必须平整、牢固。若钢垫板面与锚孔轴线不垂直，孔口外侧可用快凝砂浆找平，砂浆强度增长应满足12小时承载15t张拉力的要求。

在充分利用吊车液压升降平台的情况下，内锚段灌浆及预应力锚杆安装，在15～20分钟即可完成单根锚杆施工，工效较高。

4.4 张拉与锁定

在内锚段锚固剂灌浆完毕后24小时左右开始进行锚杆张拉。www.tmgc8.com

张拉设备采用TG－2000型扭力扳手。锚杆张拉前，对扭力扳手进行率定。施工中扭力扳手易损坏，要求每周率定一次。

张拉前将钢垫板套入锚杆，调整垫板与锚杆垂直后紧锁螺帽。锚杆正式张拉前，取20％的设计张拉荷载（即3t），对其预张拉1～2次，使其各部位接触紧密。

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