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第十章 支护工程施工

10.1 主要工程项目及工程量
本标段支护工程项目包括锚杆、喷混凝土（素砼、钢纤维砼、挂网砼）、砂浆锚杆束和预应力锚束。主要工程量见表10.1-1。
表10.1-1 主要工程量表
序号
项目部位
项 目 名 称
单位
工程量
备 注
1
导流隧洞
进出口喷素混凝土（C20）
m2
650
厚10cm
2
导流隧洞
进出口挂网喷混凝土（C20）
m2
210
厚10cm，钢筋网Φ6@20
3
导流隧洞
洞身喷素混凝土（C20）
m2
4960
#厚15cm
4
导流隧洞
洞身挂网喷混凝土（C20）
m2
440
厚15cm，钢筋网φ6@20
5
导流隧洞
锚杆
根
430
φ22 L=3.0m
6
导流隧洞
锚杆
根
460
φ22 L=2.5m
7
混凝土拱坝
砂浆锚杆
根
100
φ22 L=4.5m
8
混凝土拱坝
砂浆锚杆
根
599
φ25 L=6.0m
9
混凝土拱坝
砂浆锚杆
根
100
φ28L=8.0m
10
混凝土拱坝
砂浆锚杆束
根
30
3φ28 L=10m
11
混凝土拱坝
砂浆锚杆束
根
30
3φ28 L=15m
12
混凝土拱坝
预应力锚束
根
15
150t
13
混凝土拱坝
预应力锚束
根
10
200t
14
混凝土拱坝
喷素混凝土（C25）
m2
3196
δ=10cm
15
混凝土拱坝
挂网喷混凝土（C25）
m2
1000
δ=10cm钢筋网φ6@20
16
混凝土拱坝
喷钢纤维混凝土（C25）
m2
100
钢纤维掺量60kg/m3
17
水垫塘
砂浆锚杆
根
200
φ25 L=6.0m
18
二道坝
砂浆锚杆
根
100
φ22 L=3.0m
19
二道坝
砂浆锚杆
根
100
φ25 L=6.0m
20
灌浆洞及排水
砂浆锚杆
根
200
φ22 L=2.0m
21
喷素混凝土（C25）
m2
430
δ=10cm
22
两岸坝肩
砂浆锚杆
根
300
φ25 L=4.5m
23
两岸坝肩
喷素混凝土（C25）
m2
1000
δ=10cm
24
两岸坝肩
挂网喷混凝土（C25）
m2
300
δ=10cm钢筋网φ6@20

10.2 锚杆施工
开挖边坡的锚杆施工拟在分层开挖过程中逐层进行，上层的支护须确保下一层的开挖安全顺利进行。导流隧洞及排水洞的锚杆施工在洞挖过程中逐段进行。
10.2.1 施工主材和机具
10.2.1.1 主要材料
⑴ 锚杆：选用Ⅱ级螺纹钢筋或施工图纸要求的材料；锚杆直径为Φ22、Φ25、Φ28钢筋。
⑵ 水泥：主要用于注浆水泥砂浆，选用强度等级不低于32.5Mpa的普通硅酸盐抗酸水泥。砂浆强度不低于20MPa。
⑶ 砂：采用最大粒径小于2.5mm的中细砂。
⑷外加剂：按施工图纸要求添加不含有对锚杆产生腐蚀作用成分的速凝剂和其他外加剂。
10.2.1.2 主要机具
⑴ 钻机：锚杆直径为22mm、25mm、28mm，孔深为3.0mm4.5m、6m、8m和10.0m，因此，拟选用手风钻和MGJ-50锚杆钻机造孔。
⑵ 灌浆设备：孔道灌浆采用2SNS砂浆泵和MZ-1注浆机，JJS型拌浆机制浆。
10.2.2 锚杆施工
10.2.2.1 施工程序
锚杆拟采用先安装锚杆后注浆的程序施工。施工流程如图：
孔 道 注 浆
锚杆制作
安装锚杆
注浆锚杆施工工艺流程图
冲 洗 孔 道
钻 孔
搭 设 排 架
测 量 放 线

10.2.2.2 施工方法
⑴ 钻孔
① 钻孔前，采用经纬仪进行孔位放样。
② 孔道开孔偏差不大于150mm。锚杆的孔轴方向满足设计要求；对于存在地质缺陷的部位，及时报告监理工程师后，按照设计及监理工程师的指示进行施工。
③　钻孔完成后对孔径规格及分布情况进行抽查。
⑵ 锚固和安装
① 在安装锚筋之前，采用压力风、水将锚杆孔彻底清洗干净。
② 锚杆插入孔内后，必须及时在孔口将锚杆临时固定，并将孔口作临时性堵塞。
⑶ 注浆
在正式灌浆之前，注浆锚杆的水泥砂浆配合比经过试验室试验确定。注浆工作拟在移动式注浆平台上完成。
① 采用MZ-1注浆机注浆。
② 注浆之后，在砂浆凝固前，严禁敲击、碰撞和拉拔锚杆。
⑷ 拉拔试验
① 按作业分区，在每300根锚杆中抽查3根进行拉拔力试验。
② 砂浆锚杆灌注砂浆达到设计强度后，即可进行拉拔试验。试验时，逐级加载至拔出锚杆或将锚杆拉断。喷锚支护中抽检的锚杆，当拉拔力达到规定值时，立即停止加载，结束试验。
10.3 喷射混凝土施工
10.3.1 主要材料和机具
10.3.1.1 主要材料
⑴ 水泥：优先选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于32.5Mpa。
⑵ 骨料：细骨料拟选用质地坚硬、耐久的粗、中砂。细度模数大于2.5，粗骨料选用耐久的卵石或碎石，粒径不大于15mm。
⑶ 外加剂：速凝剂的初凝时间不大于5min，终凝时间不大于
10min。
⑷ 钢筋网：采用屈服强度不低于240MPa的光面钢筋网。
⑸ 钢纤维采用抗拉强度不低于380Mpa的普通碳素钢，直径为0.3-0.5mm，长度为20-25mm。
10.3.1.2 主要机具
拟采用0.35m3自落式搅拌机在现场拌制混凝土，1m3翻斗车运送，HPJ-1型混凝土喷射机喷射混凝土。
10.3.2 配合比
喷射混凝土的配合比按施工图纸要求，通过室内试验和现场试验选定。
10.3.3 喷射混凝土施工程序
开挖边坡的喷射混凝土施工紧跟开挖工作面，在分层开挖过程中逐层进行，上层的支护须确保下一层的开挖安全顺利进行。混凝土终凝至下一循环放炮时间，控制不小于3h。具体时间间隔需待喷射混凝土试验来确定。其主要施工程序为：坡面清理→设立喷厚标志（挂网喷砼铺挂钢筋网）→喷砼机具设备试运行→喷射砼→养护
10.3.4 喷射混凝土施工
喷射混凝土采用湿喷工艺，拟采用移动式排架进行喷射施工。
工艺流程如图10.3-1。
砼喷射 机
砼拌和 机
图10.3-1 喷护工艺流程图
压缩空气
空压机
喷护面
喷 嘴
运输
喷射机
拌拌拌和拌合计和机
水
水泥
细骨料
粗骨料

10.3.4.1 准备工作
⑴ 测量放点后，清理受喷面。将开挖面及坡脚的松动土石清理干净。并用高压风水枪冲洗受喷面。部分遇水易潮解的泥化岩层，采用压力风清理岩面。待受喷面验收合格，在锚筋上设立喷厚标志(在锚筋稀少处，可采用砂浆或另设锚筋喷厚标志)。喷厚标志设置时，其外端头宜低于喷射混凝土表面3～5mm，待混凝土喷射完毕，其喷面可保证较为平整。对受喷面滴水部位，采用埋设导管、盲管；对较大的淋水处，设置截水圈排水处理。
土质边坡在混凝土支护作业前，需将边坡整平、压实。
⑵ 直径为6mm钢筋网拟在钢筋加工车间加工。网格间距为20mm×20mm。钢筋网与预埋筋连接处以电弧焊接为主，局部采用扎丝绑扎。
10.3.4.2 喷射混凝土
⑴ 首先检查喷射混凝土施工机械及风水管路等设施并试运行。待拌和、运输喷射系统准备完毕后，即可进行喷射砼施工。
混合料采用自落式拌和机拌和，斗车运输，混合料要求即拌即用。
⑵ 采用HPJ-1型砼喷射机喷射混凝土的喷射方向大致垂直于岩面，喷嘴保持与岩面距离0.6m～1m。喷射混凝土采用自下而上，分层分区的方式进行。完成第一层喷射后，清理回弹混合料，然后进行下一层喷射施工。下一层喷护在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后1h喷护，需用压力风水清洗喷面。
⑶ 养护：喷射混凝土终凝2h后，要及时对混凝土进行洒水养护。养护时间不少于7天；气温低于＋5℃时，拟采用保温材料覆盖等措施加以养护。
10.4 预应力锚束施工
10.4.1 施工主材及机具
10.4.1.1 施工主材
⑴ 钢绞线：锚束由钢绞线集束组成。采用符合国标GB5223-85、GB5224-85规定的低松弛钢绞线，其级别拟选用极限抗拉强度为1860Mpa。

⑵ 水泥：主要用于孔道灌浆及垫座及封锚混凝土。拟采用强度为42.5 Mpa的早强抗酸水泥。
⑶ 掺合剂和外加剂：由试验室试验后确定并经监理人批准。
⑷ 锚具拟选用OVM锚固体系。锚具型号为OVM15-6。
10.4.1.2 主要施工机具
⑴拟采用YCW150型千斤顶和ZB4×500型电动油泵及其配套机具进行锚束张拉，单根预紧采用YC18型千斤顶。施工前，锚束张拉机具须进行配套率定。除配套张拉机具外，尚需将测力压力传感器一道配套率定，率定成果作为正式施工依据。
⑵ 孔道灌浆采用SGB-1型灌浆泵灌浆，JJS型拌浆机制浆。
⑶ 钢绞线断料、切割采用砂轮切割机。
⑷ 多点照相测斜仪用于孔道测斜。
⑸ 钻机：拟选用YQ-100潜孔钻和XU300-2A工程地质钻。
10.4.2 施工程序
预应力锚固工程工序繁多、工艺复杂、技术要求严格。为确保工程施工质量，必须严格按施工程序施工，每道工序验收合格或经监理人签验后方可进入下道工序施工。施工程序见图7.4-1。
张拉台砼垫浇筑
内锚段灌浆
灌浆材料配比试验
穿 束
锚束制作

造 孔

外锚头保护
张拉段灌浆
张拉、测试、锚固
千斤顶、油表率定

图10.4-1预应力锚束施工程序图

钢绞线加工在加工车间专用生产线上完成，部分锚束按照设计长度断料后，将钢绞线卷盘运至现场工作平台上进行锚束编制。
10.4.3 施工方法
10.4.3.1 钻孔
⑴用YQ-100潜孔钻或XU300-2A工程钻机造孔。锚束孔位按设计图纸定位放线。锚束孔开孔偏差控制在10cm以内。在钻进过程中，对其进一步检查，随时调整钻具支点并采用钻孔专用辅助工具——钻孔对中器以保证钻孔精度，并记录钻进速度、回风、排碴等情况。

⑵ 锚孔钻进过程中，若出现不回风、塌孔、卡钻现象或因地质条件复杂节理裂隙发育，岩石破碎等情况，应进行孔道固结灌浆处理。
灌浆前，用0.5～0.8Mpa的高压风清理孔道，然后灌浆。为保证安全钻进，拟采用分段灌浆的方式进行，内锚段一次灌完。灌浆压力控制在0.3～0.5Mpa之间，灌浆24小时后即可进行扫孔。
⑶ 钻孔结束后，采用高压风、水轮换冲洗孔道，直至孔内返出清水为止。达到设计要求后，进行孔道测斜，测斜采用多点成像测斜仪，检查合格后临时封孔保护。
10.4.3.2 锚束制安
⑴ 断料：钢绞线加工在后方基地的专用生产线上完成。部分锚束按设计长度断料后，将钢绞线圈盘存放待运。钢绞线断料前，应按规定要求对其进行抽样检查，不合格的钢绞线坚决予以剔除。
⑵ 锚束制作：由于钢绞线集束后，束体较重，且因施工现场的具体条件限制，部分锚束拟在现场临时工作平台上进行锚束编制。
锚束编制前，对锚束附件进行检查；编制时，将钢绞线与各种进、回浆管，平行堆放于施工平台上，钢绞线按顺序用铅丝编帘，对进、回浆管加以标识，然后安装架线环等附件。
锚束张拉段，每隔1～2m安装一个架线环；内锚段每隔2m设置一块隔离架，两个架线环中间采用铅丝进行绑扎，使锚根段形成枣核状。锚束绑扎时保证钢绞线进回浆管平行，并不出现交叉现象。为便于穿束，在每束锚束端头安装一个导向帽。
锚束制作完毕后，挂牌标识妥善存放，存放时采用架空、覆盖等防潮、防污损措施。
⑶ 锚束采用10t加长平板车运输。运输过程中，采用隔离覆盖等措施对锚束进行保护。
10.4.3.3 锚束灌浆
⑴ 灌浆分内锚段及张拉段两部分。内锚段灌浆在锚束入孔后进行；张拉段灌浆在锚束张拉完毕，锚头封裹之后进行。
灌浆胶凝材料采用42.5抗酸水泥，水灰比为0.4～0.45。灰浆由JJS灰浆搅拌机拌制，SGB灌浆机灌注。在灌浆前，须经试验室进
行配合比试验浆液中掺入一定量的微膨胀剂和早强剂。
⑵ 为避免其它因素的影响，内锚段灌浆拟采用压力灌浆的施工方法进行施工。锚束制作时，阻塞器的位置需准确。灌浆前，必须将锚束临时固定，以防注浆时锚束体产生滑移。灌浆自下而上一次施灌，进浆必须连续进行。
在灌浆过程中按要求制作砂浆试样。
10.4.3.4 垫座及锚头砼浇筑
⑴ 内锚段灌浆结束后，即可进行张拉垫座砼浇筑。
在砼浇筑前先清理岩面，使外露岩面清洁，然后安装孔口垫板套管及网片钢筋等，二期灌浆管留置于混凝土垫座顶面，并预埋1.5″钢管作为回浆排气管，斜插与锚孔相通。待支好模板并润湿砼接触面后即可浇筑垫座砼。
锚垫板安装时要保证与孔道轴线垂直，套管与孔道轴线对中。并将套管与孔道间的孔隙加以密封。
垫座砼标号不低于R28300#，采用早强42.5抗酸水泥配制，其配比由试验室确定，砼采用人工入仓，插入式振捣器振捣。砼浇筑完毕后及时养护。
⑵ 待锚束张拉结束后进行外锚头砼浇筑，首先切除锚板外多余的钢绞线，只留长3～5cm。清理钢绞线及锚头，将垫座砼端面凿毛，然后浇筑封锚砼。外锚具或钢绞线端头混凝土保护层厚度不小于10cm。
10.4.3.5锚束张拉
⑴ 张拉设备及锚头具：根据锚束的张拉力，张拉千斤顶采用YCW150和YC18型千斤顶及其配套的ZB4×500电动油泵。锚具采用自锚体系、夹片式锚具。
⑵ 张拉准备：张拉前须对千斤顶、压力表等张拉机具与压力传感器按要求进行配套标定并绘制其标定曲线，以作为锚束正式张拉的依据。之后，按规范要求定期进行标定。
⑶ 锚束张拉程序
待内锚段浆材及砼垫座达到设计要求的张拉的强度后，即可进行
锚束张拉。锚束张拉前，先用18t千斤顶进行初始应力调整，然后，用YCW150型千斤顶进行整束张拉。具体是：
① 解除锚束尾端包裹物，清除锚束及垫座周围的杂物，并将锚束擦拭干净；
② 安装工作锚夹具，进行初始应力调整；
③ 安装限位板、张拉千斤顶及工具锚；
④ 准备程序检查合格后，即可按设计张拉程序进行锚束张拉；
⑤ 张拉按设计要求分级进行。张拉过程要缓慢、连续、匀速，张拉过程中，采用应力应变的双控措施对其进行监控；
⑥ 锚束锁定48小时内，若锚束应力下降到设计值以下时，对锚束需进行补偿张拉。
另外，为了补偿预应力损失，可适当提高锚束的超张拉力。以减少二次张拉的消耗。
10.4.3.6 张拉段灌浆
⑴ 补偿张拉锁定后，按设计要求进行自由段灌浆。灌浆材料与锚固段灌浆材料相同。
⑵ 封孔回填灌浆采用二期进浆管进浆，排气（回浆管）回浆，灌浆自下而上连续进行，压力不小于0.8Mpa。
为保证所有空隙都被浆液回填密实，在浆液初凝前，必须进行不小于2次补灌。当浆液凝固到不自孔中回流出来之前，应保持不少于0.4Mpa的压力进行灌浆。
10.4.3.7 质量控制
⑴ 开工前，对施工材料进行到货后的材质检验；之后，对各工序进行逐项检查。
⑵ 验收试验和抽样检查
验收试验：按图纸和监理人指示随机抽样进行验收试验。抽样数量不少于3束。验收试验必须在张拉后及时进行。
完工抽样检查：可与验收试验合并进行。此时，两项试验的数量为锚束总量的5%。