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水工隧洞锚喷支护的质量控制分析

2021-06-11刘利伟

锦绣·中旬刊 2021年1期
关键词:质量控制

刘利伟

摘要:伴随着锚喷支护技术在水工隧洞工程中的广泛应用,锚喷支护施工的质量控制也需要进行及时的总结和完善。文章对锚喷设计、原材料、施工工序等多方面进行质量控制分析,进而提高锚喷支护项目的施工质量。

关键词:水工隧洞;锚喷支护;质量控制

一、锚喷设计的质量控制

锚喷支护设计是水工隧洞工程施工的基础,相关研究结果表明,围岩变形对于锚喷支护设计的方式和参数有着十分重要影响。设计科学合理的支护方式和参数,是保证锚喷支护施工质量的重要手段。

1.1现行規范推荐的方法

在《喷射混凝土支护技术规范》和《水利水电锚喷支护技术规范》中都使用了工程类比法来选择支护方式和参数。根据岩体的地质特征把围岩划分成5种,在进行锚喷设计的过程中需要结合项目的围岩类型以及隧洞跨度,对锚喷支护的方式和参数进行设计。

1.2松动圈理论

“松动圈理论”在采煤巷道设计中有着广泛的应用,根据相关研究表明,围岩松动圈与支护之间有着以下关系:松动圈越大,收敛变形就越大,支护作业的困难程度也会相应有所提高。具体情况如下:第一类,当松动圈厚度L=0,且围岩状态相对完整时,则没有必要进行支护;第二类,松动圈厚度L处于0-40 cm时,只需要进行单一的喷混凝土支护就可以达到目标效果;第三类,松动圈厚度L处于40-150 cm,一般这种情况被称之为中松动圈,必须使用锚杆对围岩变形进行一定的控制,并辅助喷混凝土支护;第四类,松动圈厚度L大于150 cm时,称之为大松动圈,需要采用与钢筋网、钢拱架进行联合支护。

二、施工准备及原材料质量控制

2.1施工准备的质量控制

施工准备工作不仅能够对锚喷施工的经济性和稳定性造成影响,同时也是影响其工程质量的主要因素之一。在实际的施工过程中可以从以下几点进行质量控制;第一,结合设计标准和工程实际情况选取合理的施工设备,例如,根据喷射工艺选用合适的喷射设备,结合使用锚杆的类型选用合适的钻孔机具;第二,明确施工工艺并进行相应的工艺试验,按照工艺进分类,喷射混凝土包括干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种喷射方式。在明确喷射工艺后,按照工艺要求对配合比进行试验,在明确最终的配合比和速凝剂掺量的前提下,进一步确定喷射的厚度、间隔时间以及养护周期等参数;第三,制定各个施工工序的质量控制计划、质量检验计划以及检验作业指导书。

2. 2原材料的质量控制

锚喷支护施工需要的原材料包括:钢筋、水泥、砂、锚固剂以及速凝剂等,需要对原材料的整个使用周期进行质量控制。首先,采购部门需要选择质量过关且能稳定供货的供应商,并制定合理的供货计划;其次,按照规定对于原材料进行使用前检验,检查原材料合格证,并对检查结果进行及时记录和保存,坚持质量第一的基本原则,对于不合格的原料,严格执行退货处理。

三、主要工序的质量控制

锚喷支护单元工程主要包括锚杆和喷混凝土两个工序,锚杆是其中的关键工序。相关的质量评定标准和规范中对其质量控制进行了详细规定。

3.1锚杆工序的质量控制

3.1.1锚杆工序主控项目

第一,在隧洞开挖之后,需要及时安设锚杆,通常情况下需要先进行喷射一层封闭混凝土,再进行安设锚杆作业,锚杆突出岩面的部分长度不得大于喷混凝土的厚度。第二,施工中使用的注浆锚杆,杆体应进行调直、除锈和除油作业,当使用缝管式摩擦锚杆时,需要对管径进行检查,同批次原料的管径偏差不得大于0.5mm;第三,对于锚孔孔深的规定,注浆锚杆误差控制在±5cm以内,缝管式锚杆需要大于杆体长度。

3.1.2锚杆的一般项目

第一,对于钻孔方向的规定,最好与周边孔的径向平行,且最好不平行与岩层层面;第二,对钻孔直径的规定,采用注浆锚杆时的钻孔直径必须要大于锚杆直径15mm以上,采用缝管式摩擦锚杆时,需要结合锚杆管径、长度以及工程围岩的软硬程度等情况,来确定钻孔与缝管直径之差。

3.2喷射混凝土的质量控制

相对与其他喷射方法而言,湿喷混凝土更容易实现质量控制,一般情况下只要不是喷层较厚的软岩或者渗水隧洞的情况,水工隧洞大都采用湿喷法,速凝剂也多选择无碱速凝剂。

3.2.1喷混凝土的主控项目

第一,喷混凝土的强度不能低于其设计标号,并且其中任一组的强度不能低于设计强度的85%;第二,在作业过程中遇到结构接缝、墙角及洞轴线急变等情况时,喷混凝土喷层应有良好搭接效果;第三,需要测试喷混凝土的厚度,且合格率要不得低于80%。

3.2.2一般控制项目

第一,对隧洞岩面的浮石、岩粉、岩渣以及其它堆积物进行清理,检查作业面尺寸是否符合设计要求。第二,需要在混凝土终凝2h后对其进行喷层养护,其中石质隧洞宜采用喷雾的养护方式,土质隧道宜采用养护液的养护方式。养护时间不得低于7d,并且温度低于5℃的情况下不能进行洒水养护;第三,在进行成品钢筋网的安装过程中,需要在喷射一层混凝土之后,才可以进行安装,搭接长度必须大于200 mm,并且还要保证锚杆、钢拱架之间进行牢固连接。

3. 3 钢拱架的质量控制

相关水利规范没有关于钢拱架质量控制的明确规定,参考其他建设项目的经验,钢拱架制作质量控制包括其加工尺寸是否符合设计要求、钢支撑强度和刚度和焊接质量是否合格。钢拱架安装质量控制包括安装尺寸、安装倾斜度是否符合设计要求。此外,拱架安装应该有牢固的基础,并且还要和锚杆、钢筋网进行焊接形成一个承载整体。

结语:

新世纪以来,我国水利工程建设得到了快速发展,出现了大量的长距离、大洞径水工隧洞,通过不断地引进新技术、新设备,水工隧洞项目的设计、施工水平得到了明显的提升。但是,水工隧洞工程质量控制还存在很大的提升空间。在充分考虑水利工程特点的前提下,借鉴国内外的相关的质量控制经验,研究其质量控制要素,提高水工隧洞项目施工质量。

参考文献

[1]黄亚斌.锚喷支护在水利枢纽工程引水隧洞施工过程中的应用[J].黑龙江水利科技,2019,47(10):162-164.

[2]宋建华.井子水库导流输水洞锚喷支护质量控制[J].山西水利,2020,36(05):45-46.

(沈阳利鑫土木工程有限责任公司 辽宁 沈阳 110000)

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