[发明专利]一种地下厂房顶拱预应力锚杆施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，尤其涉及水电站引水发电系统土建工程技术领域，具体涉及一种地下厂房顶拱预应力锚杆施工方法。

背景技术

贵州北盘江流域马马崖一级水电站引水发电系统土建工程，该电站为地下厂房，厂房宽24.9m、长140.5m，地质条件较差，顶拱为缓倾角薄层，原方案针对该地下厂房顶拱采用无粘结预应力锚索与砂浆锚杆支护，锚索容易安装，且不对锚固段进行止浆，只需一次注浆完成，但锚索成本高，造孔深、孔径大、施工工期长，严重影响厂房开挖与支护进度。经测量和讨论后，将地下厂房顶拱支护由原来的锚索支护改为预应力锚杆与砂浆锚杆后，由于预应力锚杆长(长度12m)，施工工序复杂、难度较大，特别是锚杆注浆施工工艺；顶拱锚杆为永久支护，为了确保锚杆注浆密实，要求采取全砂浆锚固施工工艺，需分为锚固段与张拉段两次注浆，施工难度大；由于顶拱为缓倾角薄层，为了防止顶拱出现垮塌，必须及时跟进支护，但预应力锚杆施工工序复杂，特别是锚固段注浆与张拉施工；目前国内承建的地下厂房顶拱采用的预应力锚杆长度均未达到12m，没有可借鉴的经验，为了确保地下厂房顶拱锚杆施工质量与支护进度，只能通过研究、摸索，总结出一套合理的施工方案。

发明内容

本发明旨在提供一种地下厂房顶拱预应力锚杆施工方法，以解决现有地下厂房采用锚索支护所存在的成本高，造孔深、孔径大、施工工期长等问题；同时解决传统预应力锚杆支护所存在的造孔深、杆体长，安装与注浆施工难度大的问题。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

一种地下厂房顶拱预应力锚杆施工方法，该方法包括以下步骤：

(1)施工准备：对锚杆热轧螺纹钢、连接套筒、水泥进行检测，并按设计要求制作锚杆和锚垫板，锚杆前端削尖后端开螺纹，锚垫板中部开通孔；

(2)校正位置：在拱顶标记出钻孔的孔位，孔位经测量人员放点并用油漆标识；

(3)钻孔及清洗：采用多臂钻造孔在标记处进行钻孔，钻孔完成后来回抽动钻杆将孔内岩粉、石渣清洗干净；

(4)注浆准备：将锚固段注浆管、锚固段排气管、自由段注浆管和自由段排气管一同绑扎在锚杆上，然后在锚杆上套上一个止浆袋，并在位于止浆袋范围内的锚固段注浆管上开设一个缺口；

(5)安插锚杆：将锚杆插入孔内并使得锚杆前端与孔内底端相抵，然后在孔口用木楔打入孔内对锚杆进行固定，木楔末端与孔口齐平，固定后采用锚固剂对孔口进行封堵密实；

(6)一次注浆：通过锚固段注浆管向孔内注入混凝土，混凝土通过缺口首先将止浆袋注满，然后再通过管口注入孔底，当止浆袋以上的孔内注满后形成锚固段并停止注浆，注浆过程中孔内空气通过锚固段排气管排出；

(7)待凝：注浆后待凝3-5小时，直至锚固段注入的混凝土达到设计强度的75％；

(8)二次注浆：通过自由段注浆管向孔内注入混凝土，注浆过程中孔内空气通过自由段排气管排出，混凝土涌至孔口形成自由段后停止注浆；

(9)装锚具：二次注浆完成后1min内在锚杆后端套上开孔的锚垫板，并在锚垫板与孔口基岩之间设置棉布止浆，然后在锚杆后端的螺纹段上套接螺母固定锚垫板；

(10)张拉：根据锚杆设计最大张拉预应力选择匹配的千斤顶对锚杆进行张拉；

(11)锁定：张拉完成后拧紧螺母锁紧锚垫板，将外露的棉布撤除并喷混凝土将锚垫板覆盖即完成单根锚杆施工；

(12)无损检查：对施工完成后的锚杆进行检查，对有缺陷的位置进行补救处理直至达到设计要求。

所述锚杆长12m、直径32mm，前端3m为锚固段，后端9m为自由段，所述钻孔孔径为70mm。

所述步骤(1)中锚杆后端采用钢筋剥肋滚轧直螺纹机加工长25cm的螺纹，锚垫板为长20cm、宽20cm、厚2cm的钢板，锚垫板中部通孔孔径为35mm。

所述步骤(4)中锚固段排气管和锚固段注浆管穿过止浆袋，且锚固段排气管管口与锚杆前端齐平，锚固段注浆管管口距离锚固段排气管管口0.5-1m；自由段排气管管口距离止浆袋20cm，自由段注浆管管口距离自由段排气管管口0.5-1m，锚固段注浆管上开设的缺口尺寸为10mm×20mm。

所述止浆袋为直径7.5-8cm、长20-22mm的圆柱形布袋，所述锚固段注浆管和自由段注浆管的管径均为16mm，所述锚固段排气管和自由段排气管的管径均为8mm。