吊车梁施工质量控制.docx
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1、浅谈琅琊山蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁施工质量控制摘 要:琅琲山蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁作为本工程土建施工中的重中之 重,其结构较为复杂,规程规范及设计要求均比较严格,且地质条件较差,有大量蚀 变岩出露,为保证施工质量,监理工程师对开挖、锚杆施工和混凝土浇筑等关键工序 进行了严格控制,以确保工程质量满足规范及设计要求。关键词:琅琲山岩壁吊车梁 施工质量 监理 控制一、工程概况琅琲山抽水蓄能电站位于安徽省滁州市西南郊,距离市区约3km,距合肥市公路 里程125km,距南京市公路里程56km。电站总装机容量600MW,装机四台,单机容量 150MW。电站枢纽主要由上水库、水道系统、地下厂房系统及地
2、面开关站等组成,工 程等级为二等。电站建成后接入华东电网,在系统中担负调峰填谷、调频调相和紧急 事故备用等任务。工程总工期为5年。主厂房长156.66m,宽21.5m,顶拱最大宽度23.1m,最大开挖高度46.17m。副 厂房为9.0X7.97m(宽x高)的城门洞型断面,长度为30.17m。地下厂房原设计石方暗 挖总量 136125m3,锚杆(6 25,0 28,0 32,L = 3.1 10.1m) 14667 根,预应力锚索 412根,喷砼137 m3,挂网130t。岩壁吊车梁位于地下厂房II层上下游边墙的EL8.95高程,桩号为厂右0 + 015.780厂左 0+116.780,全长 1
3、32.56X2m。梁顶宽 1.65m,轨顶高程为 EL11.50。 由于受到厂房内岩脉影响,上游侧梁砼施工由原来的10段改为11段,下游侧仍为10 段,其中进厂交通洞洞顶的吊车梁段与两端设有伸缩缝,伸缩缝间设有止水。其它梁 间均设施工缝,施工缝设有梯形键槽,梁下设有结构柱。岩壁吊车梁主要工程量为: 石方开挖8396 m3,锚杆1036根(其中0 36, 706根;0 28, 330根),混凝土浇筑858m3, 钢筋制安89.5t。岩壁吊车梁作为琅琲山蓄能电站土建施工中的重中之重,为保证施工质量,监理 中心加大人员投入,严把质量关,现场监理对开挖、锚杆施工和混凝土浇筑等关键环 节进行了严格控制,
4、下面将对此作以简单介绍。二、岩壁吊车梁的开挖1、施工过程概述地下厂房沿高度分六层开挖,岩壁吊车梁位于II层开挖区内,11层开挖高程为 EL14.20EL6.23,吊车梁底线距II层开挖底板为2.4m, II层开挖采用中心拉槽超前, 两侧保护层开挖跟进的施工方法,中心拉槽钻孔采用TAMROCK R600潜孔钻机,沿厂 房纵轴中心线进行深孔梯段爆破开挖,靠上、下游侧岩壁预留3.5m吊车梁保护层, 沿保护层外线采用预裂爆破。保护层开挖全部采用手风钻造孔,光面爆破,以确保吊 车梁开挖体型及减轻对围岩的扰动。出碴机械采用4.0m3液压正铲和3m3装载机配合 15T自卸汽车,施工通道前期主要采用通风洞,后
5、期利用交通洞和主变运输洞。开挖施工工艺流程如下:开挖准备测量放线钻孔装药爆破通风散烟、洒 水除尘f安全处理f出碴下一循环。吊车梁最低点距下层(厂房第III层)开挖顶面高度的确定:吊车梁最低点至地 面的高度,即要方便吊车梁的开挖,又要尽量减小下层开挖对吊车梁的影响。根据类 似工程经验,选定为2.4m,即EL6.23高程。选这一高度既可保证吊车梁的施工质量, 又可加快吊车梁及厂房第III层开挖施工进度。中心拉槽开挖超前50m,厂房上、下游两侧预留保护层的开挖开始跟进。保护层 开挖是吊车梁开挖成型成功与否的关键所在,为确保开挖面平整,控制超欠挖,尽量 减少钻爆对岩壁的扰动,保护层宽度取3.5m。吊车
6、梁保护层开挖采用光面爆破技术, 光面爆破半孔率不小于80%,遵循“密打眼,少装药,多循环,短进尺”的施工原则, 并严格控制瞬时起爆药量,爆破参数如下表所示:光面爆破参数表名称孔径孔距孔深堵塞长线装药密度第I区0420.42.00.2150g/m第II区0420.41.80.2第III区0420.43.80.2第IV区0420.31.90.2100 g/m各区开挖爆破参数表部位名称孔径孔距孔深排距药卷直径药卷数第I区0421.221.00327第II区0421.21.81.00326第III区0421.24.11.003214岩壁吊车梁保护层开挖分四区进行(如下图所示),为确保岩壁成型,施工中精
7、雕 细凿,整个开挖全部采用手风钻钻孔,首先开挖I区、II区垂直孔光面爆破,循环开 挖长度1012m。I区光爆层开挖时有意在I、II区分界处向岩内超挖15cm,以备II 区光爆层的铅直进钻。II区光爆层开挖进钻时,钻孔底距II、W分界的上拐点留有10 15cm的欠挖,以防爆破裂隙延伸至岩台内。I、II区开挖完后开始挖III区、W区;W 区开挖为吊车梁岩壁斜面岩台开挖,对吊车梁整体成型至关重要,施工中严格控制钻 孔角度及装药量,进钻时同样欠挖1015cm,一次循环开挖长度控制在1012m左右。 钻孔点位通过测量定位,几何方法放样,孔底应落在同一高程上。吊车梁保护层开挖完成后,对岩壁成型进行修整,岩
8、面修整不放炮,全部采用人 工进行修整。岩壁吊车梁保护层开挖分区示意图EL12.E0IELI 二 W二IIEL.33ELC.23IVIII2、岩脉段岩锚梁开挖根据揭露的地质情况,在厂左0+8.29厂左0+28.29之间出露的闪长玢岩岩脉横 穿上下游边墙,由于岩脉段岩石破碎,在开挖过程中极易产生失稳破坏,裸露在空气 中容易风化蚀变,为此必须采取分层开挖分层支护的原则。开挖遵循短进尺、弱爆破、 密打孔的爆破原则,并及时进行喷砼和安全锚杆支护。根据地质情况,设计对该部位的开挖断面进行了调整,要求向原设计边线内扩挖 以形成岩锚梁基座,开挖和临时支护完成后先进行基座混凝土浇筑,最后完成岩锚梁 混凝土浇筑。
9、据此,施工方案也相应做了如下调整:岩脉段岩锚梁基础开挖分基座以 上边墙开挖、基座部分开挖及基座以下边墙开挖三部分,开挖高度分别为2.0m、4.37m、 1.6m。基座以上边墙开挖利用前期完成的边墙预裂,采用手风钻水平打孔,孔深2.0m 均匀间隔装药,为避免局部药量过大扰动周围岩石,要求线装药量控制在110g/m以 内,完成该部位开挖后对松动岩石进行处理,用高压风吹面,然后喷5cm钢纤维砼封 闭岩石。基座部分的开挖结合岩脉以外岩锚梁保护层的开挖分两层进行,第一层开挖高度 为1.86m,第二层开挖高度为2.51m,两层开挖均采用水平打孔光面爆破,孔深2.0m, 线装药量75g/m,爆破孔采用均匀间
10、隔装药。开挖完成后及时处理岩面再喷5cm砼封 闭。基座以下边墙开采用垂直打孔边墙光面爆破,由于此部分涉及到后续砼施工,要求开挖必须到设计高程,然后喷5cm砼将岩石封闭。3、岩壁吊车梁岩台开挖质量控制程序3. 1质量控制流程图岩台开挖质量控制流程图3. 2质量依据标准a)施工合同、设计图纸及技术要求b)SL52-93水利水电工程施工测量规范c)GB6722-86爆破安全规程d)GB8958-88缺氧危险作业安全规程e)DL/T5099-1999水工建筑物地下开挖工程施工技术规范f)GBJ86-85锚杆喷射混凝土支护技术规范g)SDJ57-85水利水电地下工程喷锚施工技术规范h)水工建筑物观测工作
11、规程D岩石试验方法标准3. 3主要质量控制点3. 3. 1施工控制网及施工放样的控制对施工单位的施工控制网及导线点进行复测,保证测量放样的正确性和精度,及 时检查施工开挖断面,避免出现严重的超欠挖。3. 3. 2爆破效果控制a)通过爆破振动试验,测算k值、a值,控制最大单响药量;b)在进行梯段爆破时,在距边墙3m位置布置预裂孔,先进行预裂爆破,再进行 梯段爆破。为减小爆破对岩台的扰动,沿厂房边线布置一排浅孔预裂孔,阻隔震 动波。岩台保护层开挖一律采用光面爆破;c)确保钻孔工艺合理,严格控制孔位、孔斜偏差,光爆孔孔距应控制在4050cm 内,拐角点孔应视具体情况确定装药或不装药;d)为避免超挖过
12、大,每排进尺应控制在200250cm内,岩台以下部位第13个 孔可布置在设计线外510cm;e)及时总结每次爆破效果,测量半孔率和轮廓的不平整度,及时调整光爆参数。3. 4监理预检项目3. 4. 1施工组织设计a)工程概况;b)施工布置及辅助设施;c)施工方法;d)施工进度;e)劳动力、材料和设备的需要量;f)安全和质量技术措施;g)监测及事故应急方案。3. 4. 2测量a)施工控制网;b)洞内导线点、轴线、高程;3. 4. 3其它a)爆破试验成果分析;b)爆破振动测试成果分析。3. 5实测抽查与试验项目3. 5. 1实测抽查项目a)开挖测量放样:符合设计要求及规范;b)孔位、孔数、装药量:符
13、合设计要求及规范;c)光爆效果:岩壁上半孔率80%以上,岩壁上无明显爆破裂隙;d)开挖断面:符合设计要求及规范;e)开挖面:符合设计要求及规范;f)安全支护锚杆:孔位、孔向、孔深及注浆:符合设计要求及规范;g)观测仪器埋设:符合设计要求及规范。3. 5. 2试验项目a)爆破试验b)爆破振动测试c)爆破松动圈测试d)锚杆拉拔试验3. 6承包商应提供的资料a)施工组织设计;b)洞内导线点测量资料;c)爆破试验及爆破振动测试报告;d)开挖断面测量资料;e)隐蔽工程验收单;f)开挖竣工图;g)事故处理报告。三、岩壁吊车梁锚杆的施工根据设计图纸,吊车梁在岩壁共布置三排锚杆,其中两排为悬吊锚杆,均为6 3
14、6, 长975cm,间距75cm,入岩800cm,孔径80mm,角度分别上倾25、20 ;受压锚杆 为6 28,长 715cm,间距 75cm,入岩 600cm,孔径 64mm,下倾 26.57。岩壁梁锚杆是吊车梁巨大荷载的主要承受体,因此对锚杆施工质量要求特别严 格,按照设计要求,岩锚梁的深孔锚杆的造孔角度偏差不得大于1,且孔位偏差不 得大于5cm。施工从2003年8月1日开始,2003年10月10日完成,历时71天。锚 杆施工采用先注浆后插杆的方式施工,其工艺流程图如下:1、施工方法1. 1锚杆加工吊车梁锚杆采用20MnSi钢筋,锚杆在钢厂定尺制作加工。在使用前进行钢筋调 直、并将表面油脂
15、、漆污、锈皮清除干净,用皮尺量取入岩长度,并在孔口范围内100cm 长度涂抹沥青并用塑料皮包裹(除岩脉段锚杆以外)。为了保证锚杆安装时伸入梁内 长度达到180cm,提前从外露段量取设计锚固长度,作明显标记。加工好的锚杆用20t 板车经交通洞运至工作面。1. 2测量放锚杆点位锚杆孔位正确与否直接关系到锚杆能达到设计承载力及梁内部应力是否均衡。由 于各种原因可能造成岩壁凸凹不平,为保证三排锚杆与岩壁达到设计角度,测量放点 必须以锚杆的设计角度和实际开挖边线为基础,按三角函数关系求出锚杆在设计边线 上的位置,并按设计角度投影到实际开挖轮廓线上。具体方法如下:在同一排锚杆的 设计高程上打两个直径42m
16、m的水平孔,孔深为1m,将两个1.5m长的钢筋(32)插 入孔中,将设计开挖边线在两根锚杆上标示,然后在两个锚杆标注的设计边线点上拉 一横线,线一定要拉直,然后将点位按设计距离及角度投影到岩壁上,并标出开口中 心位置。1. 3锚杆造孔锚杆造孔质量在很大程度上影响锚杆整体质量,根据设计要求,上倾角度的锚杆 孔径必须达到80mm以上,钻孔要顺直,因此给施工带来了很大困难,为了保证施工 质量,达到设计要求,钻孔采用353E型三臂液压凿岩台车,钻头76mm。钻孔前按照 锚杆的角度,用木板制成三个相应角度的大直角三角尺,开口打在点位上。开口 510cm 时用相应角度的木制三角尺的斜边靠在钻杆上检查、调整
17、角度,当三角尺直角边所挂 垂球线与三角尺直角边重合时,即达到锚杆孔的设计角度。钻孔达到80100cm时, 用木制三角尺重新校核角度,如果角度改变则重新调整。由于多臂钻钎杆直径较钻头 直径小,在钻孔过程中可能出现孔轴线呈曲线,在钻进过程中每钻进100cm时来回抽 动钻杆使其趋于顺直,深度达到450500cm后重新校核钻进角度。为保证钻孔角度的 准确性,钻孔开始时应采用轻冲击造孔,准确无误后再全速钻进。每个孔造孔完毕后,必须加大水量将孔内岩粉冲洗干净,边冲洗孔壁边退杆。对 于向下倾斜的锚杆孔,造孔时应不断突然加大水量,边钻边冲,逐步把岩粉冲出孔外, 冲洗后,用木塞临时封闭孔口,以免杂物掉入。在不良
18、地质段,预先进行固结灌浆,以增强围岩承载力和防止塌孔、卡钻等现象 发生;若施工过程中出现塌孔现象,应进行固结灌浆,压力控制在0.20.5Mpa,根据 地质条件可适当调整,但应避免压力过大造成局部岩壁的松动或崩塌。灌浆结束七天 后,在原位重新钻孔。1. 4注浆及锚杆安装注浆前检查注浆机的性能,用水或稀水泥浆润滑注浆管路。并按照实验室的配比 拌制水泥砂浆。注浆前先将注浆管端头削成斜口,在注浆管上按锚杆的入岩深度标明 注浆管插入岩石的长度,以检查注浆管是否送到孔底。由于三排锚杆孔口距地板高度 较大,孔直径达到80mm,为了防止砂浆自然流出孔外,影响注浆饱满度,注浆人员必 须边注浆边用水泥袋纸或塑料布
19、堵孔口,在注浆过程中,利用作业平台车配合施工。 注浆时,注浆管应插入距孔底510cm,当手感到注浆管有往外推的作用时,便可开始 往外慢慢抽管,直至浆液从孔口溢出,以确保注浆饱满。对于向下倾斜的锚杆孔注浆, 注浆管必须反复往管底送,使砂浆将渗水挤出孔外,直至孔口外溢的砂浆浓度与注浆 浓度相同时方可停止注浆。注浆后,用最快的时间将已制作完的锚杆插入孔内,由于杆体较重,插杆采用装 载机和作业平台车配合人工进行,插杆时先将锚杆锚入端插入孔内80100cm,调整杆 体与孔轴线一致,用WA470装载机缓慢推入孔中,在插杆过程中用平台车配合人工用 水泥袋纸或塑料布临时封堵孔,以免砂浆外溢太多,如中途锚杆送不
20、进,可稍转动一 下锚杆,插入深度达到设计要求后,调整杆体,使其位于孔轴线位置,在孔口处用木 楔固定并保证锚杆的设计角度。插好锚杆后,用水泥袋纸临时封堵孔口,待砂浆初凝 后除去。1. 5锚杆拉拔实验锚杆达到一定强度后,按照设计要求对锚杆进行随机抽检其抗拉强度,锚杆检查 数量控制在设计数量的5%左右。上两排受拉锚杆最小抗拔力不小于31.5t ,受压锚杆 最小抗拔力不小于20t,试验结果均符合设计要求。1. 6验收和旁站锚杆的验收主要是锚杆孔的检查,为保证岩锚梁的质量,现场监理对锚杆孔逐个 进行检查,检查项目包括孔位、孔距、倾角6、水平角度偏差a、孔深和孔径,其中 重点控制的是孔距、倾角6和孔深,凡
21、不满足设计要求的一律返工处理。为防止锚杆 混淆,保证每次验收的连续性,对锚杆进行了逐个编号。岩锚梁的1#、2#锚杆由于外 露较长,无法进行砂浆密实度检测测试,为保证锚杆施工质量,现场监理轮流值班, 对安装全过程进行了旁站。2、锚杆施工质量控制程序2. 1质量控制流程图流程图请见下页。锚杆施工质量控制流程图主要检查内容:人员、机械、设备到位材料试验、准备砂浆配合比其它相关项目主要内容:施工放样检查锚杆孔角度、孔深检查孔内清洗检查锚杆砂浆拌制检查注浆饱满情况检查锚杆拉拔检查主要内容:最终孔位检查(测量资料)最终孔角度、孔深检查砂浆配制、锚杆注浆检查最终拉拨试验成果锚杆竣工图2. 2质量依据标准a)
22、施工合同、设计图纸及技术要求b)SL52-93水利水电工程施工测量规范c)DL/T5099-1999水工建筑物地下开挖工程施工技术规范d)GBJ86-85锚杆喷射混凝土支护技术规范e)SDJ57-85水利水电地下工程喷锚施工技术规范f)SDJ105-82水工混凝土试验规程2. 3主要质量控制点2. 3. 1施工控制网及施工放样的控制对施工单位的施工控制网及导线点进行复测,保证测量放样的正确性和精度,对 锚杆孔位放样进行跟踪测量,保证符合设计要求。2. 3. 2钻孔质量控制a)钻孔应采用多臂凿岩台车,孔径必须符合规范要求;b)钻孔时台车臂的角度、方位必须精确测量定位,保证偏差在设计要求范围之内;
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