主井永久锁口施工技术安全措施

篇2：永久船闸高强锚杆施工技术质量安全控制措施

1工程概述

三峡永久船闸,主体段全长1657m,最大开挖深度170m,双线闸槽间保留宽约56~60m,高45~68m的直立岩体中隔墩,形成4个直立墙面。

永久船闸岩石以闪长花岗岩为主,岩性很好,但是由于受断层裂隙切割、开挖后应力释放等因素影响,边坡稳定存在很大隐患。为改善高边坡岩体及薄衬砌混凝土墙的稳定,设计采用了高强锚杆加固方式,使混凝土墙通过高强锚杆与岩体连接共同组成结构,保障今后船闸安全运行。

永久船闸高强锚杆施工技术复杂,其主要特点是:

(1)地质条件复杂。永久船闸开挖完成后,暴露出较明显的断层、裂隙,特别在闸首交角附近及边坡顶层松动岩体较多,钻孔时易塌孔,注浆时易漏浆,施工起来困难。

(2)边坡高度大。在直立墙45~68m高的排架上施工,造孔设备吊装及安装时操作人员安全难以保障。

(3)工程量大,工期短,施工强度高。永久船闸的4个直立坡面,总面积达25.6万m2,优化后高强锚杆设计总量为9万余根,平均每100m2约38根。月最高强度达13000多根。

2高强锚杆的布置与结构设计

2.1布置

高强锚杆主要分布在4个直立坡衬砌段、机房小平台、闸首底板及陡坎处,呈上疏下密、下短上长规律分布,共9万余根。锚杆长6~13m,最顶上一排距闸顶1~2m,最底下一排距建基面1.5m,孑L距1.2~2.1m,排距1.5~2.0m。

2.2结构设计

高强锚杆采用φ32mmⅤ级精轧螺纹钢筋,锚杆结构分为内锚段、外露段、自由段三部分。

内锚段设半圆形托架,规格φ12mm,用钢筋钳夹紧,距离自由段、底端部1m处各一个,内锚段中间段所设托架间距不大于2m。外露段长1.05~3.0m,端部锚垫板由钢垫板(200mm×200mm×20mm)、螺母(长72mm)、弹簧垫圈、螺帽等组成。自由段经喷砂除锈,热喷锌200μm,涂层封闭200μm橡胶套管保护,防腐长度有50cm、100cm、150cm三种。

3设计要求

3.1钻孔

钻孔孔径应不小于φ76mm,孔斜偏差应小于2°~4°,孔位误差应小于100cm,孔深误差应小于10cm。

3.2高强锚杆材质及自由段防腐处理

采用φ32mm精轧螺纹钢筋,尺寸符合设计要求;表面干净、无锈、无油污;喷锌均匀,无起皮、鼓包;涂层光滑、平整、无针孔、气泡缺陷;外套橡胶管无划痕破损,两端绑扎结实。

3.3砂浆强度要求

砂浆强度标号采用R7=300#,砂浆原材料和配比符合设计要求,检验强度合格,注浆饱满密实,灌入量不小于理论值,灌浆压力满足设计要求。

4施工工艺

4.1高强锚杆施工艺流程

搭设排架→钻孔、冲洗,同时锚杆加工→验孔→插杆→校核安装线→封孔→外露段保护→灌浆→岩面冲洗→浇筑拉拔检测墩头(大于安装数的10%)→单元验收评定。

4.2搭设排架

高强锚杆孔位高度最高达到68m,须搭设排架进行造孔、安装。排架必须保征自身安全和稳定,钢管最小搭接长度为20cm,抗冲击、不摇晃,能满足承重要求。施工排架采用直径48mm,壁厚3.5mm的钢管。立杆基础固定在基岩面上,排架距岩壁30cm,立杆间距2.0m,横杆间距1.5m,架体与岩壁用插筋连接固定,插筋与岩壁成30°角,深入岩体50cm以上,按5m×6m(高×宽)布置,采用350#速凝早强砂浆固结,在排架外侧每隔6m设立斜支撑。每层铺设跳板,架体外侧设安全网,内侧设上下爬梯等应符合有关安全管理规定。

4.3钻孔及冲洗

钻孔机具采用宣化100B型水平孔机或改装的四平钻机,钻进方法采用全断面风动冲击法;造孔完毕后,孔内要清洗干净,无杂物、岩屑、积水。

4.4锚杆加工

采用车间生产方式,经防腐后的锚杆平放在车间工作台上,对单根锚杆用电动刷进行除污、除锈并按设计要求安装托架、绑扎进回浆管,在插杆前进行验收。

4.5验孔

按总造孔量的20%进行抽样测量,孔斜采用经纬仪测量,孔深用竹杆插入孔内量测。

4.6插杆

采用人工配以滑轮组相结合的施工办法。加工好的锚杆运输到需要安装的相应部位,用滑轮组把锚杆吊装到相应孔位的排架上,再用人工推送进孔。

4.7校核安装线

锚杆离模板间距采用测量仪器放样控制:底部第一台阶5~10cm,第二台阶5~10cm,第三台阶5~20cm。对于超挖大于30cm的部位,其自由段安装在孔内外的长度按原设计要求,端部采用冷挤压接长办法达到设计安装线;对于超挖大于10cm而小于30cm的部位,调节其自由段的孔内外长度,保证自由段在孔内10cm以上且使锚杆端部在设计安装线上;对于超挖小于10cm的部位,自由段位置按原孔内外长度设计安装。孔口用麻丝和水泥砂浆封堵,要求严密、不漏水。

4.8外露段保护

采用软橡胶套管,在混凝土开仓前取下,然后作除锈处理并安装锚垫板。

4.9制浆与灌浆

砂浆原材料按配合比称量好后,送入C232砂浆泵搅拌桶,每次搅拌3分钟以上,经网筛进入下层搅拌桶。采用挤压式灰浆泵或泥浆泵进行施灌,灌浆压力0.2~0.3MPa。灌浆时,认真做好灌浆记录,并有终检人员和现场监理工程师监督检查,采取自下而上的灌浆顺序,可以防止因浆液由于自重作用串至下部锚杆孔中,堵塞其它孔。回浆管管口应高于孔口2.0m,挂于上一层排架,灌浆出浓浆一分钟以上,结束灌浆,绑扎回浆管,为提高灌浆密实性,须继续压浆3~5s后绑扎进浆管。每根锚杆灌浆完毕后必须用清水冲洗岩面,保证岩面锚杆外露部分清洁、干净。

表1为南线二闸室南坡相邻两排高强锚杆灌浆情况记录表(随机抽取)。

表1高强锚杆灌浆情况记录表

编号123456789设计*15475..315479..315483.815485.115486.4孔位Y7934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.5桩号Z114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25114.25

锚杆长度(m)

888888888

自由段长度(m)

0.50.50.50.50.50.50.50.50.5自由段孔外长度(cm)设计实际.342.541.941.542.242.742.942.543.1编号123456789设计*15475..315479..315483.815485.115486.4孔位Y7934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.57934.5桩号Z115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6115.6锚杆长度(m)888888888自由段长度(m)0.50.50.50.50.50.50.50.50.5自由段孔位

长度(cm)设计实际灌浆量(L)42.742.341.541.842.341.742.642.342.8

理论灌浆量:[π(D/2)2×h-π(φ/2)2×h]/1000=[3.14×(76/2)2×6.5-3.14×(32/2)2×6.5]/1000=24.2L

其中:π取3.14;D为锚杆孔直径,单位mm;φ为锚杆直径,单位mm;h为孔深(注:8m长的高强锚杆内锚段长6.5m),单位m。

结果表明实际耗浆量一般为理论需浆量的1.8倍左右。

4.10拉拔检测

为了检测灌浆的质量,采用YQT600-B型千斤顶单根拉拔检测,抽检数达设计安装量的10%以上,分5级,加压至450kN。

4.11单元验收

根据结构混凝土分区划分单元,每单元各工序要符合设计要求且施工记录完整,检测资料齐全才准予验收。每天每一灌浆区必须取一组砂浆试样。随机抽取两相邻区试样检测结果如表2。

实际结果表明锚杆砂浆强度均达到设计要求且优良。

5施工中的问题及解决方法

5.1钻孔深度控制

高强锚杆钻孔除了孔位、孔斜要严格控制外,孔深也是重要一项。高强锚杆外端受模板及孔内外自由段搁置长度的双重限制,钻孔深度不能小于设计孔深,但也不能超钻太多,一般控制在20cm以内。

表2

工程部位桩号高程设计标号水泥品种取样日期检验日期抗压强度(MPa)北线*=15714~1572493.7~132.71999-9-241999-10-132.91999-9-251999-10-246.3三闸室R7=300#普硅525#1999-9-171999-9-2456.7*=15724~1573493.7~132.71999-9-251999-10-246.3北坡1999-9-261999-10-339.1

5.2钻孔粉尘控制

钻孔施工为避免干钻法粉尘严重超标,湿钻法钻孔效率低的弊端,采取了喷水除尘干钻法,在干钻法施工的基础上,孔口处另设一个高压雾状水喷头,粉尘降低了98%左右。

5.3注浆密实性控制

采取锚杆上安装两根φ25mm的塑料进、回浆管办法,进浆管离孔底20cm左右,回浆管离孔口20cm左右,先插杆、封孔后,再注浆,保证孔内浆液是在一定压强下回浆。

5.4断层、裂隙的处理

岩体断层、裂隙发育较明显的地方,高强锚杆灌浆时易产生漏浆而导致不密实,为解决此类问题,应先进行固结灌浆处理(对地质条件特别差的地方,先对岩面喷护处理,再进行固灌),然后再造孔、安装。实践证明,此种方法起到了事半功倍的效果。

篇3：主井永久锁口施工技术安全措施

一、概况

主井于2004年7月套砌内壁结束,现井底车场已基本结束,副井提升运输系统基本形成,主井井架由于井口不均匀下沉,造成井架变形,影响安全提升,现已全部拆除。2006年4月29日~5月7日副井进行排水泵运输与提升,无法进行下料及车皮供应。我部计划利用这段时间进行主井永久锁口施工,为保证安全施工,特编写本措施。

二、永久锁口技术参数

永久锁口净直径4.5m。壁厚1.4m,钢筋砼结构,永久锁口上口标高+0.000m相当于绝对标高27.5m。锁口钢筋ψ20mm@150mm,搭接40d,

内壁保护层35mm,外壁保护层50mm。拉钩钢筋ψ8mm@600mm。预留梁窝侧钢筋ψ12mm@200mm,搭接40d,保护层35mm。锁口处设计预埋ψ159mm钢管1根,管底标高-2.0m。预埋ψ219mm钢管1根,管底标高-1.5m。预埋ψ80mm钢管5根,各管之间不小于20mm,预埋前用钢筋连接成整体,井筒外侧管中心标高-0.4m,井筒内侧管中心标高-1.4m。锁口预留梁窝4个。预埋ψ32mm螺栓共32个。螺栓规格ψ32mm×1300mm,螺栓长度300m。砼标号C30。配合比水泥:砂:石子:水=1:1.51:2.44:0.4。详见附图。

三、永久锁口施工准备

1、加工制作一个直径4.2m临时吊盘。2、把主井井口临时建筑物及围墙全部拆除,运至指定位置。3、主井口全部清理干净。在适当位置安装照明。4、准备搅拌机一台,溜灰系统2套。5、浇注砼材料准备到位。6、施工用机具准备齐全。紧固件核对规格数量及尺寸并检验合格。

四、施工方案

1、施工方案

先做一个ψ4.2m临时吊盘,利用井口钢梁配ψ15.5mm钢丝绳把吊盘悬吊于永久锁口适当位置,把吊盘封闭后在永久井壁上安设2根Ι45工字钢梁及4根Ι32工字钢梁,Ι45工字钢梁应嵌入永久井壁。在上下粱之间用8根工字钢连接形成整体套架,在排水管及压风管悬吊钢丝绳上,另卡2根ψ18.5mm钢丝绳固定在新安装钢梁上,拆除临时锁口,在井口适当位置安设临时搅拌系统、拌料,按设计立模浇注永久锁口。

2、施工工序

做临时吊盘→用井口钢梁悬吊临时吊盘→用架板及铁皮封临时吊盘→在永久井壁上安设钢梁→把压风管排水管固定于新安装钢梁上→拆除临时锁口→立模浇注锁口砼。

五、施工方法及步骤

1、?临时吊盘安装及固定

临时吊盘用原井筒施工用吊盘改装,由三部分组成。用螺丝连接在现场组装并用ψ12mm钢丝绳加固。

先在主井筒内壁上口均匀放置4根ψ108mm钢管,用8吨吊车把临时吊盘下放至井筒内ψ108mm钢管上并组装。用4根ψ15.5mm钢丝索及5吨千不拉悬吊在临时锁口钢梁上,把吊盘下的钢管用钢丝绳锁住后,用4个千不拉同步吊起并把吊盘外的钢管割除。把吊盘下放至主井筒内壁上口向下1.5m处,用架板及铁皮等对工作盘进行封闭。开挖I45工字钢梁窝,安装钢梁套架。钢梁布置见附图。

2、立模

工作盘安装封闭后,在原永久井壁上口向下400mm~500mm周圈均布8个孔,孔深200mm,Φ42mm,孔应在一个水平上。安装长400mm铁道橛子。支生根圈一道,放置导向板,支第二道井圈,放钢模板,按设计找线加固。

2、?砼搅拌及浇注

在主井北侧安装一台卧式搅拌机进行拌料。利用人工手推车运料。在上井口搭工作台并安装两套溜灰系统进行下砼。浇注砼应对称入模。采用电动高频振捣器振捣。

六、劳动组织及工期安排

1、?吊盘安装及夺钩钢梁安装

(1)、班长1人,电焊工1人,起重工2人,机修工4人,电工2人,计10人。(2)、负责人:曹玉喜(3)、工期:2天。

2、锁口施工

(1)、队长1人,技术员1人,机修工1人,搅拌司机1人,振捣2人,运料工6人,立模工扎筋工及浇注工8人,计20人。(2)、负责人:葛家专(3)、工期:临时锁口拆除2天,永久锁口施工3天。

3、合计工期7天

七、施工安全技术措施

1、永久锁口施工作业人员必须配戴安全帽。

2、井筒内作业人员必须配戴安全带。在井口钢梁上悬吊6根ψ12mm钢丝绳索,以便于安全带生根,安全带必须做到高挂低用,生根牢固可靠。

3、严禁酒后、高血压、心脏病及不适宜高空作业者进行井筒作业。井筒内吊盘下放及组装必须指定专人指挥。

4、临时吊盘组装必须紧固可靠。

5、临时吊盘在井筒内组装后块与块之间必须用ψ12mm钢丝绳加固,每组加固点不少于3个。

6、吊盘起吊与安装必须由专业起重工及机修人员负责并持证上岗

7、井圈采用I18槽钢加工,钢模板规格1200╳300╳50mm。导向板采用2400╳100╳50mm加工。

8、严格按测量中线进行立模,立模半径2230mm,并保证牢固可靠。

9、生根圈及第一节模板必须采取可靠措施,保证稳固可靠。

10、浇注砼必须对称入模,采用电动高频插入式振动器振捣密实。

11、工作盘必须封闭严密,严禁坠物。

12、在井口附近设井筒十字中线点,在井筒中心线处下放垂线,以便于立模。

13、电气焊作业前应做好防火工作,井口附近应配备灭火器。

14、起吊用索具要绑扎牢固,起吊物下严禁站人。

15、非施工人员严禁进入井口。

16、工具材料要集中存放,工作结束后,要清理现场,做到工完料净工地清。

17、原砼接茬处应凿毛清洗,保证接茬严密。

18、预留梁窝底板标高应比设计低10mm,不得高于设计。

19、支模时,模板应固定牢固,防止跑模,铁模板要清理上油、整形,有损伤变形模板不得使用。

20、拆模时间不少于12小时。