鋼墊板錨墩在長河壩地下洞室錨索支護中的應用

金曉彬

(浙江華東工程咨詢有限公司，杭州，310000)

鋼墊板錨墩在長河壩地下洞室錨索支護中的應用

金曉彬

(浙江華東工程咨詢有限公司，杭州，310000)

鋼墊板錨墩 錨索支護 長河壩水電站 地下洞室

1 工程概況

長河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內，為大渡河干流水電梯級開發(fā)的第10級電站。電站采用水庫大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)，總裝機容量2600MW，水庫正常蓄水位1690m，具有季調節(jié)能力。

引水發(fā)電系統(tǒng)主要由引水建筑物(電站進水口、壓力管道)、地下廠房(主副廠房、主變室)、尾水建筑物(尾水調壓室、尾水洞和尾水洞出口等)、GIS樓及地面副廠房、防滲排水系統(tǒng)、出線系統(tǒng)(出線豎井及出線平洞)、永久通排風系統(tǒng)(進風洞及通風洞、廠房排風洞、排風豎井及排風平洞等)、左岸消能防沖及霧化邊坡處理工程、交通設施(進廠交通洞、尾調交通洞及主變交通聯(lián)系洞)等組成。主、副廠房按“一”字型布置，縱軸線方位N82°W，安裝間和副廠房分別布置在主機間的兩端。

2 工程布置與特征

廠房(含安裝間、副廠房)開挖尺寸為228.8m×30.8(27.3)m×73.35m(長×寬×高)；主變室開挖尺寸為150.0m×19.3m×25.7m(長×寬×高)；尾調室開挖尺寸為162m×22.5m×79.5m(長×寬×高)。主副廠房、主變室、尾調室三大洞室之間巖壁厚度僅45.3m～30.8m。以下幾個部位開挖穩(wěn)定是施工中的重點:(1)尾水管擴散段與廠房連接部位挖空率較大(45%)，廠房下游高程1457.55m平臺與尾水管之間巖體僅 6.7m～10.6m，尾水管擴散段及尾水連接段上方層疊布置母線洞，開挖后易產生較大圍巖變形，甚至掉塊；(2)主廠房高邊墻形成后，下游邊墻母線洞口附近，易產生較大變形，對巖錨吊車梁產生不利影響；(3)尾水調壓室下部兩條尾水連接洞與之交匯，平洞開口面積大、挖空率較高，調壓室開挖過程中尾水連接洞與尾調室交叉口段平洞圍巖及尾調室邊墻易產生較大變形。

為此，合理安排主體三大洞室的開挖支護程序和方式，保證大跨度、高邊墻洞室圍巖穩(wěn)定和洞室群整體穩(wěn)定，確保施工安全是地下洞室施工的重點。

在以往水電站地下廠房錨索外錨墩的鋼錨墩結構中，多采用立柱式鋼錨墩，結構復雜，安裝困難并且焊接工程量大。在廠房系統(tǒng)工期較緊的情況下，為便于施工、加快進度及提高高邊墻施工過程中的穩(wěn)定性，長河壩水電站借鑒已有成功經驗，采用了優(yōu)化型的鋼墊板錨墩。

3 鋼墊板錨墩施工工藝

3.1 鋼錨墩鋼材選用Q235，嚴格按照設計圖紙進行鋼錨墩加工，加工完成的鋼錨墩必須經過嚴格檢查后方可使用(主要檢查鋼錨墩大、小墊板規(guī)格尺寸；各焊接縫的密實度及高度；鋼錨墩的整體規(guī)則性等)。

3.2 鋼錨墩制作時，兩塊鋼板接觸處的環(huán)縫采用全部焊接，焊縫高度不小于1.5cm，使大小墊板孔口對中。導向鋼管與大墊板焊接牢固，不能出現(xiàn)漏焊情況，并保證導向鋼管與大墊板垂直，起到固定和對中的作用。

3.3 鋼錨墩安裝時，必須保證墊板與錨索孔垂直。鋼墊板應緊貼巖面或噴混凝土面，鋼墊板與巖面或噴混凝土面之間采用C35細石混凝土或M35砂漿找平，并保證鋼墊板與找平層之間緊密接觸，使受力均勻。鋼錨墩安裝時一定要控制好整體的平整性及對中性，安裝過程中嚴格檢查鋼墊板外側面是否與索體軸線垂直，杜絕出現(xiàn)安裝完成后鋼絞線與墊板直接接觸造成張拉損壞。

3.4 鋼錨墩安裝前，在大墊板位置四周打設四根固定限位插筋。鋼錨墩安裝，先采用兩個1t手拉葫蘆提升至距巖面約100cm處，確認對位準確后，用千斤頂推至設計深度，并立即用四根限位插筋固定大墊板。

3.5 針對上仰孔鋼錨墩安裝，施工難度大，安全隱患較大。安裝前，鋼墊板與巖面或噴混凝土面之間采用C35細石混凝土或M35砂漿找平，并保證鋼墊板與找平層之間緊密接觸，使受力均勻。安裝時，采取在大墊板預留位置下方打設兩根帶彎鉤的插筋(大墊板剛好可以穿過)，保證鋼錨墩安裝的平整性及對中性，然后利用就近打設的錨桿與大墊板焊接，確保穩(wěn)固，再用千斤頂對錨索進行預緊。

4 鋼墊板錨墩與立柱式鋼錨墩對比

4.1 工期。鋼墊板錨墩在C35細石混凝土或M35砂漿找平施工完成7d后，即可進行張拉施工，而普通立柱式鋼錨墩需在混凝土強度達到設計要求(即28d)后方可進行張拉。因此，采用鋼墊板錨墩對縮短支護工期效果顯著，從電站整體工期考慮，采用鋼墊板錨墩加快了開挖支護整體施工進度，從而可以達到提前發(fā)電的目標，隱形效益極為可觀。

4.2 安全性。采用鋼墊板錨墩加快了整體支護施工進度，可以提前對地下廠房、主變室、尾調室高邊墻巖體進行預應力加固，減小圍巖變形，提高開挖期高邊墻整體穩(wěn)定性與安全性，確保施工期人員與設備的安全。長河壩水電站地下廠房、主變室、尾調室最大位移分別為 128.68mm、118.70mm、170.43mm，目前均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.3 成本。鋼墊板錨墩在原材料上所花費用較立柱式鋼錨墩多，但由于立柱式鋼錨墩在立模澆筑混凝土方面消耗的人工較大，就整體施工成本而言，鋼墊板錨墩與立柱式鋼錨墩施工費用大體相當。

5 結語

長河壩水電站地下廠房、主變室、尾調室均采用鋼墊板錨墩，在很大程度上提高了整體開挖支護施工進度，節(jié)省了工期，并有效控制了各層開挖完成后的巖體應力釋放及圍巖變形，提高了高邊墻的穩(wěn)定性，在安全、進度及成本控制上均有較好的效益，在同類工程中具有推廣價值。

圖3 大壩心墻測斜管VE2孔深與位移圖(高程1532m～1598m)

4 結語

采用滑動式測斜儀監(jiān)測礫石心墻水平位移，是目前最常用的監(jiān)測手段，由于受測斜管接長、心墻沉降、儀器自身計算方法等因素影響，在填筑期監(jiān)測成果誤差較大，可信度不高，建議在填筑完成后再進行測讀。

填筑期觀測時，為盡可能的消除觀測和計算誤差，需進行初始值和測點間距的調整，以期達到或接近監(jiān)測成果能夠反映心墻的真實變形情況。

TV554.12

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2095－1809(2016)05－0070－02

金曉彬(1988－)，男，浙江東陽人，工程師。主要從事水利水電工程施工管理工作。