预应力锚固在蠕滑变形边坡加点固中的应用.doc
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1、预应力锚固在蠕滑变形边坡加固中的应用第37卷第1期2011年3月江西水利科技JIANGXIHYDRAULICSCIENCE&TECHNOLOGYVo1.37No.1Mar.2O11DOI:10.3969/j.issn.1004-4701.2011.01.14预应力锚固在蠕滑变形边坡加固中的应用田艳艳,张扞平(1.江西省赣西土木工程勘测设计院,江西宜春336000;2.中国水利水电第八工程局有限公司,湖南长沙410007)摘要:论述了预应力锚固技术在蠕滑变形堆积体边坡抢险加固综合治理工程中的应用,对其在蠕滑变形堆积体抢险加固工程实践中遇到的一系列技术难点的解决办法进行了系统的阐述,并提出
2、了一些建议供类似的抢险加固综合治理_I_I程参考.关键词:蠕滑变形体;预应力锚固技术;抢险加固工程;高边坡深厚堆积体中图分类号:TV554+.13文献标识码:B文章编号:10044701(2011)010043051工程概况小湾水电站位于云南省西部南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段,系云南省澜沧江水电开发的骨干工程,属大(1)型一等T程,其大坝为混凝土双曲拱坝,坝顶弧长892.8Ill-,最大坝高292m,建成后水库库容149.14x10nl,电站总装机容量4200MW.坝址地段地貌沟梁相间,地形狭窄成V形河谷,岸坡陡峻.边坡高差大.开挖后将形成约700m的高边坡.岩性为黑云花岗片麻岩和角闪斜
3、长片麻岩,主要成横河构造,构造面属压扭性质,基本倾向上游;大,小断层及软弱夹层分布广泛,且常有蚀变现象发生.其中级断层F7宽度1520nl.位于坝肩槽上游约150131处,穿过左岸饮水沟堆积体横跨澜沧江:顺河向张拉和顺坡中缓倾角剪切裂隙发育,不利于边坡稳定:天然山体风化,卸荷,崩塌及岩体蚀变等物理地质现象较发育.特别是边坡岩体风化,卸荷严重,山脊部位卸荷深度一般为4090lq.边坡地下水以基岩裂隙潜水为主,埋深2090m.坝前左岸饮水沟及2山梁分布着规模达数百万方深厚堆积体,基本处于临界稳定状态.左岸2山粱及饮水沟堆积体边坡开挖至1245m后,其堆积体上游边线沿F7断层及其下游与基岩分界线附近
4、产生纵向裂缝,并伴有喷射混凝土隆起脱落破坏特征,1245l580Ill高程堆积体的喷射混凝土表面出现不规则的纵横向裂缝,1420ITI高程处裂缝监测点收稿日期:20101029作者简介:田艳艳(1980一),女,大学本科,工程师的最大缝宽达46.63mm,l400111高程裂缝变化速率最大达4.82lnm/d.1400nl高程C2Al一IN一13测斜孔孑L口位移变化速率最大达10.37mmM,孑L深36nl处相对位移变化速率达0.25mm/d,其变化速率有不断增大趋势,且l396m高程的监测锚索测力计监测荷载呈线性递增至设计值的1.23倍达1227.7kN,最大变化速率达4.7kN/d.堆积体
5、边坡多处出现局部失稳坍塌,所有这些征兆均揭示左岸饮水沟堆积体边坡已出现蠕滑变形失稳迹象,需迅速及时对其进行综合治理.2预应力锚索布置及技术参数根据左岸蠕滑变形堆积体裂缝,变形监测成果,排水洞开挖及锚索钻孔施工揭露的地质资料,并经综合分析比选,最终选择预应力锚同为主,结合削头,抗滑桩支挡压脚,内外排水的综合治理方案,该方案在原有系统支护措施基础上增加布置1226束l800kN及140束1000kN级预应力锚索,共1366束.总共增加3.6xlOkN设计锚固力,单束预应力锚索张拉锁定吨位为设计吨位的100%115%,预应力锚固型式为普通拉力型全长无粘结预应力锚索.锚拉板及网粱锚索布置于124516
6、00In高程2山梁及饮水沟堆积体内.锚索问排距为5rex4Ill,矩形布置,加密区锚索间排距为5rex2m,梅花型布置;另1245m高程平台的钢筋砼抗滑桩上布置26排预应力锚索110根,间排距(27.5)mX(28)1TI(见冈1);根据堆积体厚度及滑移面深度,锚索江西水利科技2011年3月设计孑L深为5075m,内锚固段长度为8m或10m.并保证锚固段处于稳定的弱风化岩体内,其方位均为垂直边坡走向或蠕滑变形堆积体滑移结构面,倾向SE.水平下倾10.(遇排水洞等地下洞室时调整为5.或15.);采用(/915.24mm(7(/)5),高强度(1860MPa),低松驰无粘结预应力钢绞线及HVM标准
7、系列外锚具.3预应力锚固施工图1左岸饮水沟堆积体预应力锚索布置示意图3.1施工方法及工艺流程左岸2山梁及饮水沟蠕滑变形堆积体锚索均为普通拉力型全长无粘结预应力锚索,单束预应力锚索设计吨位为1800kN及1000kN,终孔直径160mm,150mm.一般采用YG一80,YG一60,EYDM一100(80)等工程锚固钻机及atlasA66,KM8031等履带式工程地质钻机配置偏心冲击器采取冲击回转,跟管钻进工艺造孔穿透堆积体:钻孔时,如实地做好孔内漏气,掉块卡钻,塌孔位置,岩粉岩性等各项原始记录.为地质缺陷处理及锚固段判断提供依据,若钻孔已达设计孔深,仍未穿过软弱破碎结构面或不稳定岩体时,会同地质
8、,设计,监理共同分析钻孔地质记录及孔内摄像资料,确定修正钻孑L深度及其它技术处理措施.并保证内锚固段穿过地质构造带并锚固于较好的弱风化岩体内.钢铰线采用砂轮片切割机切割下料.除去内锚固段范围内钢铰线外的PE塑料管并清除清洗干净钢铰线上的油脂:PE塑料管端部均用胶带缠封密闭,以免漏油及浆液侵入.卷盘后,人工搬运至编索平台上编制.l000kN级和1800kN级锚索锚固段沿锚束的轴线方向均每隔1m设置一个对中隔离环,自由段间距2m.隔离环外缘与钢绞线最小距离大于5mm,并用12无镀锌铁丝捆扎固定,使整个内锚固段呈一串枣核状.每根钢绞线保持顺直不交叉.并在锚索的中心布置两根q)25mm塑料灌浆管和一根
9、排气管.止浆塞长0.8111,使用细帆布和土工布制作.自由段包裹一层400g/m的长丝土工布及细帆布并可靠缝制.经检验合格后,采用人工下索安装,并保持各钢绞线顺直,不出现纽结.锚同段灌浆材料采用P.0.42.5普通硅酸盐水泥,水泥结石强度等级不低于M35.锚固段灌浆压力为第37卷第1期田艳艳,张扞平预应力锚固在蠕滑变形边坡加固中的应用450.3MPa0.5MPa,浆液水灰比O.320.45,并掺加适量的高效减水剂.按地基承载力0.8MPa1.0MPa确定锚墩尺寸,砼网格梁及锚墩采用混凝土搅拌车配HB60混凝土泵输送入仓或溜槽往下输送人仓,小型振动棒振捣浇筑锚墩混凝土待锚同段水泥浆液结石强度及外
10、锚墩混凝土强度达到设计强度的75%后,按单根预紧整束分级原则,采用YC一200D,YCW150B或YCW250B型千斤顶配置ZB4/500型电动高压油泵进行张拉:整束锚索张拉采用超载持荷稳压及超载安装锁定相结合的张拉施工方法.张拉程序为:预紧一50%P一75%P完成网板梁混凝土浇筑并待强75%100%Pll5%P.每一级张拉力均持荷稳压5min,直到1.15P最大张拉力,持荷稳压30rain后锁定,在各级持荷稳压后量测并校核其钢绞线的伸长值.锚索监测采用北京基康产的BGK一4900型振弦式锚索测力计(灵敏度O.025%F.S,线性精度0.5%F.S.耐水压15kPa)及美国Geokon公司生产
11、的GK一403读数仪进行观测读数:且在同部位锚索施前完成,以便观测其它锚索张拉时的影响及边坡稳定情况.并指导锚索施丁.预应力锚索验收试验在张拉合格并锁定后,根据监理工程师的现场指令,在间隔1d3d内按5%的比例随机抽样锁定张拉力张拉及补偿张拉工作结束后采用水灰比为0.4:1或0.5:l的水泥浆液对自南段进行回填灌浆封孑L.并使全孑L充填密实,封孔灌浆水泥均为P.O.42.5普通硅酸盐水泥.用手持式切割机将工作锚具外的超长部分钢铰线切除,留存长度不小于100mm,浇筑C20混凝土保护.3.2堆积体预应力锚固施工难点及特点(1)堆积体厚度大,成因及组成复杂,钻孔深度大,造孔时,塌孔,卡钻,跑风,漏
12、风,掉钻,埋钻现象严重,造孔二r艺复杂多样,成孑L困难,钻具消耗量大(2)堆积体边坡高且陡,施工场地狭窄.大型吊装设备难到位,施T期山体边坡处于蠕滑变形状态.人工下索安装施工难度大(3)堆积体下伏基岩卸荷严重,裂隙发育,自由段堆积体局部松散并伴有架空,锚同段固壁灌浆,自由段回填灌浆吸浆量大(4)施工期堆积体边坡仍处在蠕滑变形状态,要求实现快速施_丁,快速增加堆积体锚同力.(5)随边坡变形监测成果资料及边坡排水洞开挖,锚索钻孔施下过程中揭露的工程水文地质条件出现的新变化,不断地对左岸蠕滑变形堆积体边坡抢险加固综合治理工程的设计方案进行多次调整与优化,充分体现了岩土工程设计就是信息化设计的本质.(
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