边坡支护方案

边坡支护方案

尾水出口边坡主要有尾水洞出口洞脸边坡和尾水渠岸边边坡，洞脸边坡最大开挖高度152m，为正交坡，坡面高程260m以上为强风化，单级坡比1：1～1：1.25，属公路边坡，已开挖完成。高程260m以下为弱风化或微风化，开挖坡比1：0.3～1：0.5，部分坡段为垂直坡。根据地质报告，出口开挖边坡有断层通过，设计支护措施包括喷锚、预应力锚索等，为保证开挖边坡的稳定，开挖边坡的支护在分层开挖过程中逐层进行，上层的支护应保证下一层的开挖安全顺利进行。根据现场情况，岩石好的部位支护可滞后一个开挖台阶，岩石差的部位应及时支护。

一、尾水出口明挖支护类型

（1）锚杆；

（2）挂网、喷混凝土；

（3）预应力锚索。

二、支护工程量

尾水出口明挖支护工程量见表1。

尾水出口明挖支护工程量表

三、锚杆、锚喷施工

1、施工工艺流程

2、施工方法

2.1 准备工作

准备工作包括平台搭设、施工水电、孔位放样等。

（1）平台搭设

平台搭设主要考虑钻机的重量、钻机移动、下锚杆等。坡面采用φ48排架管搭设，平台面局部铺设5cm厚木板，用8#铁丝固定，对5m以上长度的锚杆孔位两侧的平台长度为2m，平台宽度4m；5m以下锚杆在满足施工安全的前提下，搭设简易施工排架进行钻孔。

（2）施工用水、用电、用风

锚杆和锚喷分布在不同高程、不同部位，部分设备施工完毕必须转移。所以，就近使用开挖时的水、电、风，风量不足时另配置移动空压机。

（3）孔位放样

孔位放样根据设计图用经纬仪和钢尺进行孔位放样，用油漆标识桩号、孔号等。

2.2 钻孔

（1）开孔偏差小于10cm，有效孔深的超深小于20cm，端头锚固孔的孔斜率小于孔深的2%。

（2）对8m~12 m深度的锚杆孔采用MGJ—50锚杆钻机进行钻孔；对5m以

下深度的锚杆孔，采用风钻和电钻进行钻孔。

（3）如遇地质条件较差，对抗滑、抗倾覆稳定极其不利，此时采用自钻式锚杆，连续钻进，不起钻直到设计孔深，钻孔结束，钻杆留在孔内，利用钻杆冲洗钻孔，然后进行灌浆。

（4）钻孔完毕，将孔内冲洗干净。

（5）下锚杆前，钻孔孔口用木塞保护。

2.3 锚杆、挂网钢筋加工

锚杆、挂网钢筋加工在加工厂进行，其工艺流程如下：

（1）材料试验

所购买钢筋必须满足设计要求；有出厂质量证明书、标牌、说明书等。

钢筋进厂后，先进行外观检查，外观无锈蚀、扭结、划伤刻痕等；然后按规定的数量和方法取样进行有关试验，试验合格后，方可用于锚杆、挂网钢筋加工。（2）下料

按设计长度采用切割机、钢丝钳等进行分段切断，挂网钢筋网块尺寸一般为200*200cm。锚杆切断后挂牌编号分类堆放，并做好锚杆加工记录，记录内容包括加工日期、长度等，由加工人、值班班长签字；挂网钢筋编网完成，分类堆放，并标明网块尺寸规格等。

2.4 注浆、下锚杆

下锚前，通过灌浆管用风将孔内积水吹干，8m以下的锚杆孔先注浆、后下锚杆；8m以上的锚杆孔下锚杆后，再利用下到距孔底约50cm的灌浆管进行注浆。

水泥砂浆的配比通过试验确定，28d的结石强度大于25MPa。

2.5挂网钢筋安装、喷混凝土

喷3~5cm混凝土后进行钢丝网和挂网钢筋的安装，挂网钢筋周边的搭接长度一般为20cm。

喷砼采用PZ—5B小型砼喷射机按湿喷工艺喷射。同一梯段坡面喷砼时，采取分片分层依次喷射，喷射顺序由下而上，一次喷射厚度按GBJ86—85表6.5.1规定数据选用；分层喷射时，后一层应在前一层砼终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射，应先用风水清洗喷射面。

2.6锚杆、喷混凝土验收

锚杆按1%的施工数量进行抽样抗拔试验，达到设计抗拔力且原材料检验合格则认为合格。喷混凝土厚度平均≥设计厚度，且检点60%≥设计厚度，最小≥0.5设计厚度，且≥60mm；混凝土取样试验合格则认为合格。

3 质量检查与验收

（1）质量检查

质量检查包括预应力锚杆、水泥等材质出厂合格证书、抽检试验成果；钻孔、加工、下锚杆、张拉等原始记录。

（2）验收

验收必须进行验收试验和抽样检查，抽样数量不得少于3根，高边坡锚杆验收试验在张拉完毕后立即进行；完工抽样检查的实测应力大于设计值的5%，不小于规定值的3%；当验收试验的完工抽样检查合并进行时，其试验数量为锚杆总数的5%；当完工抽样检查的锚杆中有一根不合格时，要加倍扩检，如扩检不合格则按监理工程师指示进行处理。

四、预应力锚索施工

1、施工工艺流程

2、施工方法

2.1 准备工作

准备工作包括平台搭设、水电安装、孔位放样等。

（1）施工平台搭设

施工平台搭设主要考虑钻机的重量、钻机移动、下锚、张拉千斤顶等。

坡面预应力锚索施工平台根据坡面采用φ48排架管搭设，平台面局部铺设5cm厚木板，用10#铁丝固定，端部锚索孔位两侧的平台长度不小于5m，平台宽度3~5m 不等，以利各孔长短锚索下锚，保证索体转弯半径和施工安全。（2）施工用水、用电、用风

预应力锚索分布在不同高程、不同部位，施工完毕设备必须立即转移。所以，就近使用支护的水、电、风，风量不足时另配置移动空压机。

（3）孔位放样

孔位放样根据设计图纸用经纬仪进行复核孔位桩号，用油漆标识孔位、孔号等。

2.2 钻孔

（1）钻孔孔径1000KN锚索为130mm；开孔偏差小于10cm；有效孔深的超深小于20cm。

（2）采用MD—50锚杆钻机和SGZ—1A地质钻机，硬质合金钻头或金刚石钻头进行钻孔。

（3）预应力锚索的锚固段应位于稳定的基岩中，若孔深已达到设计孔深，而锚固段仍处于破碎带或断层等软弱岩层内时，请示监理工程师，经监理工程师签字同意后，继续钻进，直到进入稳定的基岩中。

（4）为了确保锚固段的锚固质量，对于破碎带或渗水量较大的钻孔，采用自下而上分段灌浆工艺进行固结灌浆处理，灌浆段长一般为8m。如遇地质条件较差，发生严重串浆孔时，将会形成大面积承受灌浆压力的危险局面，对抗滑、抗倾覆稳定极其不利，此时采取钻一段灌一段，灌完一孔后，再钻相邻孔。

（5）若灌浆效果不能达到设计要求时，应采用其它补救措施。

（6）扫孔在灌浆结束1~3d后进行，扫孔不得破坏缝内充填的水泥结石；扫

孔后应清洗干净，孔内不得残留废渣、岩芯等。

（7）钻孔时应记录钻孔的孔径、回水颜色、进尺和岩性等。

（8）钻孔完毕后，用风水连续不断地冲洗钻孔，孔内冲洗干净才能下锚。

（9）下锚前，钻孔孔口用木塞保护。

（10）通过新浇筑混凝土的锚索孔，采用预埋钢导管形成。

（11）开孔时，严格校验钻具的倾角及方位角。

（12）钻孔过程中，加强钻具的导向作用；及时检测孔斜误差，根据钻孔需要，合理采用纠偏措施。

2.3 锚索加工

锚索加工在简易加工厂进行，其工艺流程为：

（1）材料试验

所购买材料必须满足《预应力混凝土用钢绞线》GB5224-85；有出厂质量证明书、标牌和说明书。

预应力材料进厂后，先进行外观检查，钢材无锈蚀、扭结、划伤刻痕等；然后按规定的数量和方法取样进行有关试验，试验合格后，方可用于锚索加工。

预应力材料进厂后，应架空存放，不得露天堆放；仓库内增加防潮、防腐蚀措施。

（2）下料

本工程锚索为端头锚，其下料长度按下列公式计算：

L=l s+1.2m 钢绞线锚索

式中：L——预应力钢绞线下料长度；

l s————锚索实际孔深(含承压垫层厚度)；

钢绞线采用砂轮切割机按下料长度进行切断。

（3）编束

锚索按束下料，下料完成后，按一定规律编排每隔2m用16#铁丝绑扎；编

束时锚固段每隔1~2m设置隔离架1个；锚索编束完成，还应进行外观检查，检查合格后，签发加工合格证，挂牌编号，标明日期、束号、长度等；按锚索规格分层堆放在干燥、通风的支架上，支架支点间距小于2m。

锚索加工记录，包括加工日期、束号、下料长度等，由加工人、值班班长签字。

2.4 下锚、锚固段灌浆

钻孔冲洗干净经监理工程师验孔后，用风将孔内积水吹干，然后下管灌入纯水泥浆液立即进行下锚，也就是把锚索放入孔内。下锚前，根据孔深从加工厂运来相应规格的锚索，待下锚使用。视具体情况考虑人工和机械相互配合进行下锚。

纯水泥浆液，水灰比采用0.38~0.45:1，浆液中掺入适量的膨胀剂和早强剂；但所形成3d的水泥结石强度大于35MPa。

按设计锚固段长度进行水泥浆液的灌注，确保锚固段的有效长度符合要求。

2.5 承压垫座混凝土浇筑

承压垫座的几何尺寸、结构强度满足设计要求。承压面与锚孔轴线保持垂直，其误差小于0.50；垫座孔道中心线与孔道轴线重合。

2.6 锚索张拉

采用油泵、千斤顶、锚具、夹片等进行锚索的张拉施工。

在锚固段的灌浆工作结束后，尽快进行锚索的张拉施工。

锚索张拉工艺流程：

（1）准备工作

准备工作包括工作锚具安装、张拉机具检查率定、张拉人员培训等。

张拉前必须对千斤顶、张拉油泵、压力表等进行配套率定，绘制“压力表读数~张拉力关系曲线”。张拉机具率定间隔期不得超过六个月；经拆卸检修的张

拉机具或经受强烈撞击的压力表，都必须重新率定。

经配套率定的张拉机具，用油漆进行编号，防止张拉过程中，张拉机具混乱使用，而影响张拉的质量，严重时会造成事故。

张拉前必须对参与锚索张拉的人员进行专门的培训，使每个参与锚索张拉的人员从理论上懂得锚索张拉的分级吨位大小、张拉工艺流程，在张拉过程中，要注意哪些些问题；从操作上熟悉张拉机具的具体操作。

（2）预紧

在正式分级张拉前，对每小束锚索进行预紧，确保正式张拉前在锚孔内的钢丝或钢绞线顺直，以提高锚固效果。

（3）分级张拉锁定

在张拉过程中，配套的张拉机具专人专用，定期保养维护和率定。

锚索张拉力逐级增加，其最大值为锚索设计荷载的1.05倍，加荷流程：预紧0.5设计荷载 1.0设计荷载 1.05设计荷载。每级稳压3~5min，进行下一级的张拉，到达最后一级稳压10~20min后，进行锁定。

张拉时，升荷速度每分钟不超过设计应力的1/10；卸荷速度每分钟不超过设计应力的1/5。

锁定后48h内，若锚索张拉应力下降低于设计值以下时进行补偿张拉。

按监理工程师指示进行锚索张拉试验，试验束数和位置待定；试验时，记录压力传感器的读数、千斤顶的读数及试验锚索在不同张拉吨位下的伸长值。

2.7 张拉段灌浆

张拉段灌浆在锚索张拉工作结束3d后进行。通过预埋的灌浆管进行灌浆；在第一次灌浆浆液初凝前，进行第二次补灌，灌浆压力为0.3Mpa。

2.8 锚头保护

张拉段灌浆结束后，锚具外的钢绞线除留存5cm外，其余部分割除。外露锚具及钢绞线，浇筑混凝土进行保护，保护层厚度为5cm。

3、质量检查和验收

(1)质量检查

质量检查包括预应力钢绞线、水泥等材质出厂合格证书、抽检试验成果；钻孔、加工、下锚、张拉等原始记录。

（2）验收

验收必须进行验收试验和抽样检查，抽样数量不少于3束，高边坡锚索验收试验在张拉完毕后立即进行；完工抽样检查：实测应力不得大于设计值的5%，也不得小于规定值的3%。当验收试验和完工抽样检查合并进行时，其试验数量为锚索总数的5%。当完工抽检查的锚索中有一束不合格，加倍扩检，扩检不合格按监理工程师指示进行处理。

五、主要设备配备

尾水系统出口支护与尾水隧洞出口段（12m）支护施工机械相互协调使用，尾水出口支护主要施工机械设备见表2。

尾水系统出口支护主要施工机械设备表

六、施工进度计划

根据尾水系统施工总进度安排及尾水土石方明挖进度安排，尾水系统边坡支护工期安排如下：

（1）2002年11月~2003年4月，进行尾水出口Ⅰ区开挖边坡的支护；

（2）2003年11月~2004年1月，进行尾水出口Ⅱ区、Ⅲ区高程215m以上开挖边坡的支护；

（3）2004年2月~2004年4月，进行尾水出口Ⅱ区、Ⅲ区高程215m以下

开挖边坡的支护；

（4）2006年12月，进行尾水出口Ⅳ区开挖边坡的支护。