洞库工程

2024-11-06

洞库工程（精选7篇）

洞库工程篇1

1洞库的潮湿问题

1.1洞库潮湿的原因

在山体洞库和地下建筑中经常遇到的问题有外来渗漏水, 盐类物质析出, 空气潮湿、霉变和墙面凝露, 这些都给工程带来了巨大的经济损失。出现这些问题的原因主要有以下几点:

自然因素:气候、降雨、山体运动。

设计因素:规范的适时性、对地理环境的掌控程度。

施工因素:专业水平、经验、敬业精神。

材料因素:针对性、质量、配套性。

使用因素:强震动、碰撞、通风设施等。

1.2洞库结构潮湿的原因

洞库结构潮湿的原因主要有以下几点: (1) 裂缝。由变形缝、施工缝、混凝土贯穿缝等造成的明水流出。 (2) 砂眼。盐类物质不断析出, 二次膨胀破坏产生砂眼, 山体水不断析出。 (3) 湿差、温差。墙面常产生大量凝露。洞库潮湿问题会进一步表现为墙壁上的水珠、潮湿、霉斑、霉变、地上淌水和污浊气体等。

2 洞库潮湿问题的分析和解决

要解决山体洞库外来渗漏水, 盐类物质析出, 空气潮湿、霉变和墙面凝露这些问题, 就要针对不同的问题采用不同的方案予以解决。解决方法可分为以下两个部分: (1) 堵漏和防盐。堵漏措施用于裂缝漏水、变形缝漏水和砂眼渗漏水问题的解决;防盐措施用于密封盐类物质析出问题的解决, 并提高基面的抗压、抗拉强度。 (2) 防凝露。防凝露用于山体洞库的内部防凝露处理。

2.1 堵漏和防盐

在山体洞库和地下建筑中, 漏水问题主要是由裂缝、变形缝和结构体上的砂眼造成的。裂缝是混凝土在水化固化过程中形成的;变形缝是在混凝土浇灌过程中考虑到混凝土的收缩和建筑的沉降, 为避免破坏性裂缝的出现而设置的;施工缝是在混凝土施工过程中, 每一工作班完成后在结构中留下的缝。在建筑物完工的初始阶段, 这些缝隙对建筑物的使用并不会造成影响, 但随着时间的推移、山体的变化和使用过程中库内器械的震动, 山体内的微量腐蚀性介质, 例如盐类物质等, 会沿着混凝土里边的缝隙侵蚀结构。外来水先是以滴状的形式滴入洞库, 久而久之, 便形成水流。伴随着季节的变化, 这些裂缝的漏水程度和裂缝的宽度也在不断地变化。

环境水中含有较多的硫酸根离子, 这些硫酸根离子会与混凝土中的某些组分发生一次膨胀反应, 即由氢氧化钙变成硫酸钙, 最后造成混凝土的破坏。硫酸钙继而与水泥中的铝酸三钙发生反应, 生成硫铝三钙, 并产生了二次膨胀反应。反应的结果轻则盐类物质析出, 使得混凝土结构疏松, 重则造成混凝土胀裂, 甚至会导致结构彻底崩毁。

结构上的砂眼是造成山体洞库和地下建筑渗漏水的另一个主要原因。这些部位没有明显的裂缝, 但这些部位的内部结构疏松, 容易形成大面积的滴水。

对于裂缝、变形缝和砂眼等问题, 可以选用注入型防水产品, 并通过注浆密封的方法来解决。施工时, 尽量在缝隙两侧交替错开钻孔, 孔间距保持在10~20 cm之间, 钻孔深度以不破坏混凝土后的防水材料为限, 钻孔方向与施工表面呈45°角。注入头的排列位置由裂缝的走向决定, 孔洞的直径要根据所用注头的大小而定。注入时可使用常规注入设备, 例如手动泵等, 注入顺序应自下而上。注头取出后, 使用速凝水泥密封处理钻孔口。

2.2 防凝露措施

由于洞库工程在山区, 且相对海拔较高, 因此在雨后, 洞外经常大雾弥漫, 致使洞库外部的潮气不断渗入。潮气的不断深入会使洞库内的空气湿度过大, 加上洞体里外的温差较大, 导致了洞库内结露现象的出现。结露现象对构筑物、各种设备和人的危害是巨大的, 主要表现在以下几个方面: (1) 破坏构筑物。由于构筑物长期处于潮湿的环境中, 构筑物内的墙面涂料、吊顶、照明灯具、通风管道等容易发霉、变质。 (2) 发霉不仅会使墙面出现污斑, 而且还会传染真菌性疾病, 使房间的卫生条件恶化, 进而会严重危害人体健康。 (3) 加快建筑物中的设施和金属物品的锈蚀, 进而造成很大的经济损失。

为了有效解决洞库内的结露现象, 可以在洞库内使用防霉涂料, 具体的施工顺序为:墙面检查→墙面清理→刮腻子→打磨→刷防霉底漆→刷防霉面漆→清理。

墙面清理。清洁基层有利于涂料的黏结, 因此要将基层表面的分离浮浆、尘土、油污等清除干净, 将硬化不良、分离脱壳的空鼓部分全部铲除, 并用水泥砂浆进行修补。如果要清理旧墙面, 则应该用铲刀或钢刷清除霉斑和污物, 然后用热水冲洗, 并用质量分数为5%的碱水揩擦, 最后用清水漂洗。在处理含有霉菌的旧墙面时必须做到一丝不苟, 以免留下霉菌隐患。由于霉菌的生命力较强, 铲除霉斑后, 其基底仍有可能留有霉菌的残余, 因此必须将其清除干净, 以保持涂面基底的清洁, 防止霉菌继续在基底处蔓延生产。一般杀菌处理用质量分数为7%~10%的磷酸三钠水溶液涂刷一两遍, 就能起到杀菌作用。

用抗开裂柔性耐水腻子批刮三道。施工时将搅匀的腻子在托板上进行刮涂, 先上后下, 腻子干后用砂纸打磨, 不能磨出波浪形, 也不能留下明显磨痕, 打磨完毕后扫去浮灰。

涂刷防霉底漆。将搅匀的底漆用滚筒均匀涂刷一遍, 要注意的是, 不要漏刷, 也不要刷得过厚而造成流挂现象。底漆料干后, 如果有必要, 可进行局部补腻子, 干后砂平, 然后再补刷一遍底漆。

第二次涂刷防霉面漆, 此时要注意以下几点: (1) 用长毛滚筒把搅匀的面漆均匀涂刷一遍, 同样要注意不要漏滚, 也不要滚得过厚。滚涂面纹路必须保持均匀、一致, 也可用无气喷涂。 (2) 派专人值班看护, 防止他人摸碰、靠墙或放置任何工具, 以免面层出现破损。 (3) 对施工中遗留下的垃圾、纸带等物体进行清理, 并对成品进行保护。

还可以通过以下几种方法来解决库洞内的结露问题, 包括: (1) 在洞库的出入口设置较密闭的大门, 减少大雾与洞内空气的流动。可以增加进出入洞的小门的转弯次数, 进而减少内外空气的直接对流。 (2) 在洞口增设除湿机, 以去除洞内的湿气, 防止结露现象的出现。同时, 利用通风设备将洞内设备产生的热空气及时排除, 减少洞内外的温差。 (3) 在洞口一定范围内的洞墙下设置坡向洞外的、坡度较大的排水沟, 及时排除结露生成的水。

3 结束语

通过以上措施, 在建的洞体工程经过施工后一年的实践检验, 发现其效果达到了防水、防渗、防霉和防结露的基本要求。

储油洞库除湿技术研究篇2

关键词：洞库,通风,相对湿度,除湿

油料洞库作为我军重要的战略油料储备场所,大部分建于20世纪六七十年代。在经历了多年的使用后,一些油罐、管线等设备已出现腐蚀,罐室贴壁层渗水严重,尤其在夏秋雨季。夏季洞内相对湿度可达90%以上,给洞库罐室的除湿工作带来了许多棘手问题,给油料洞库的管理和设备设施的维护保养带来了一定的安全隐患。

1.湿度对油库的影响及降湿方法

相对湿度与钢铁腐蚀比速度有直接的关系。洞内潮湿的空气,不仅会加剧油罐、管线、阀门等金属设备的腐蚀,还会使金属表面具有防腐作用的漆膜起泡、软化、脱落,扩大了金属的锈蚀面,而生成的锈皮又容易吸湿,进一步加速了对漆膜的破坏和金属设备的锈蚀。潮湿的空气通过各种渠道与油料接触,会加速油料的氧化变质,缩短储存期;与库内电气设备接触,会使其非金属部分霉烂、老化、分解,破坏电气设备的绝缘层,导致漏电、短路、跳火,直接影响电气设备的正常运行[1,2,3]。

如表1所示,随着相对湿度的增大,钢铁腐蚀比速度呈加快趋势。当相对湿度为100%时,钢铁腐蚀比速度达到最大。当相对湿度低于75%时,由空气湿度引起的钢铁腐蚀可忽略不计。

常用于洞库的空气降湿方法有升温通风降湿、冷却除湿、液体吸湿剂除湿、固体吸湿剂除湿及这些方法的联合使用。每种方法都各有特点,应根据当地自然条件、工程特点、造价和运行费等进行综合技术经济比较后选用。用升温通风减湿方法,在一定范围内,空气含湿量不变,温度提高1℃,相对湿度可降低4%~5%,但加热后的空气容纳水汽的能力较原来的空气有所提高。而冷冻除湿是利用专门机器将空气温度降低至其露点温度以下时,空气中水分凝结,含湿量下降,并将干燥后的空气送入地下空间内,从而达到降低地下空间内空气湿度的目的。冷冻除湿机通常由制冷系统和送风系统组合而成,在以除湿为主的地下空间采用冷冻除湿机是一种比较有效的除湿方法[4,5]。

2.某洞库除湿技术探讨

2.1某洞库基本情况

该洞库属于下坑道式洞库,仅有一条主坑道并由支坑道与罐室相连通,工艺流程图如图1所示。具体参数如下:主坑道宽2.35m,高3.40m,总长为386m。从入口到第一道门长度为15.4m,第一道门到第二道门长度为14.75m,第二道门到第三道门长度为5.2m。主坑道容积约为2855m3。支坑道宽2.45m,高3.40m,长8.4m,单个支坑道容积为62m3,洞库内油罐数量17个,支巷道总容积1056m3。油罐室参数:油罐周长47.9m,高度为12.63m,罐室周长52.6m,高度为13.38m,单个洞室容积为574m3,罐室总容积为9764m3。洞库总容积(不包括通风管道,进出油管道及一些相应设备所占的容积)为13676m3。

洞库通风系统工艺设备由通风机、通风管道、隔离蝶阀、排风口、防雨帽、配电系统及防雷防静电装置等组成。通风机为离心式,型号:B4~72~10D;流量:31521m3/h;风压:1321Pa;功率:18.5kW;配套电机功率:18.5kW;通风管直径500~310mm。材料镀锌板风管,管道阀门蝶阀安装在支坑道操作间内,负压通风方式,单根通风管道排风。平时洞库以机械通风为主,洞口自然通风为辅。

根据所提供的资料,洞库内的夏季温度16℃,湿度96%,冬季温度15℃,湿度95%。

2.2某洞库所在地区气象情况

该油库地处黔中腹部,属亚热带季风湿润气候,年平均气温14.1℃,降雨量1305.7mm,平均相对湿度为82%。从2011.01.01到2013.12.01共1039天中,雨天656天,多云304天,阴48天,雪22天,晴9天。其中雨雪天678天,占总天数的65.3%。如图2所示。

图3至图5列出了某油库所在地区6月至9月一些天内24小时的温度及湿度情况。

2013年10月份20天温湿度统计情况。

为便于观察、分析,以某两天为例,其温度、湿度随时刻的变化关系用图8表示。

从图6、图7、图8中可以看出,在每日的8时至20时,湿度较高,温度较低,一般在14时至15时,温度达到一天中的最大值,而湿度达到最小值。从统计结果看,湿度大多数时间内都高于75%,甚至达到95%以上。

通过对两年的天气情况进行分析发现,仅通过通风难以满足洞库的湿度要求,必须进行除湿处理。

2.3除湿量的计算

除湿系统的重要工作是计算湿负荷设计,只有了解湿负荷的大小及来源,才能有效地将其除去。洞库内湿气的来源主要包括以下几部分:一是从门窗空洞缝隙、洞库内墙裂纹、地板及被覆顶渗透,二是人的呼吸与流汗产生,三是补充的新风带入。由于洞库不是人员作业的主要场所,因此由人的因素所产生的水汽可忽略不计。

如果洞库湿度过大是由洞库本身渗漏所造成的,则需对洞库进行防渗处理,最大限度地减少由洞库本身结构所产生的湿度增加量。虽然天气影响是人力所不能改变的,但可以顺应天气的变化规律加以利用。

根据文献资料[6],含水量与空气温度的关系可用下列公式计算:

表2和表3分别给出了温度13至20℃范围和温度21至28℃范围内,不同相对湿度下的每千克干空气的含湿量计算结果。

图9和图10分别给出了温度为13至20℃和温度为21至28℃时,将不同相对湿度下的空气处理至温度16℃、相对湿度为70%状态时所需要的除湿量。

根据图9图10所示的计算结果,结合洞库的总体参数,可计算将洞库不同状态下的空气处理至洞库要求状态(16℃,相对湿度70%~75%)时的总除湿量。洞库内总容积为13676m3,计算时取保险系数为1.1,则除湿容积为15043.6m3。将不同温度、不同相对湿度下的空气处理到空气温度16℃、相对湿度70%时的除湿总量计算结果如表4所示。

图11、图12分别表示将13~20℃和将21~28℃不同湿度下的空气处理至温度16℃,相对湿度为70%时需要的除湿量。

将室外空气处理至温度16℃,相对湿度70%时,从图11、图12中可以得出如下结论:(1)当温度低于16℃,空气相对湿度低于80%时不需要除湿,仅通过通风即可达到洞库温湿度要求;(2)当温度高于16℃,必须通过除湿才能满足要求。

图13、图14分别表示将13~20℃和将21~28℃不同湿度下的空气处理至温度16℃,相对湿度为75%时需要的除湿量。

将室外空气处理至温度16℃,相对湿度75%时,从图13、图14中可以得出如下结论:(1)当温度低于16℃,空气相对湿度低于85%,不需要除湿,仅通过通风即可达到洞库温湿度要求;(2)当温度高于16℃,必须通过除湿才能满足要求。

在符合通风降湿条件的情况下,利用库内外空气对流,将库外干燥新鲜空气引入洞内,排除洞内的潮湿空气和油料蒸汽,达到降低洞库湿度的目的。

2.4除湿机的选择

应根据系统要求的温湿度、所需的总除湿量、除湿机技术经济指标的先进性、设备使用灵活性、维修保养的方便性、设备来源及现场安装条件等因素,通过综合考虑确定合适的除湿机。从除湿量、通风量、换气次数、运行时间上综合考虑。据上述计算结果,可选择除湿机的参数如下:除湿量不低于50kg/h,风量不低于6000m3/h。

3.结论

(1)及时把握通风降湿时机,只要符合通风条件,洞库内相对湿度高于洞库要求的相对湿度时,无论洞库内外的温度如何变化,都可以进行通风除湿。

(2)当洞库外气温低于洞库内气温时彻底通风,冬季前后,由于气温较低,空气中所含的水汽量小,进入洞库的干燥、凉爽空气是一个升温的过程,不会引起结露现象,除湿效果更佳。

大跨度地下洞库施工模板支撑技术篇3

某工程为地下洞库扩建工程, 是国家重点工程项目, 该工程在原有16 m跨, 净高6.8 m的现有小型洞库基础上扩挖净跨为40 m、净高为12 m的大型地下洞库。主洞库全长681 m, 开挖高度为14 m～16 m, 和5个16 m跨支洞相交叉。该工程围岩类别较低, 为中粗式花岗岩, 节理裂隙发育, 挤压破碎带以强风化松散体为主。该工程在施工过程中拱部衬砌混凝土方量大, 每延米为75 m3～200 m3, 每次施工长度不小于7 m, 且必须一次成型, 对于较差围岩必须采取跳格衬砌的方法, 混凝土支撑体系成为施工的难点。

2模板支撑技术

2.1 碗扣式脚手架支撑方案

碗扣式脚手架具有灵活、方便, 不受被覆长度、被覆位置限制的优点。但拆装比较繁琐, 需要平整场地、铺设槽钢、搭设脚手架、安装弧形木、安装模板, 且都需要进行测量放样。由于本工程被覆混凝土设计厚度多为1 m～2 m, 净空为40 m, 净高为7.5 m, 矢跨比较小, 在施工过程中对支撑的压力很大, 为保证支撑体系的稳定, 进行两种模板支撑计算分析。

钢管支撑参数见表1。

第一种方案按钢管间距1 m×1 m满堂红布置, 并适当布置斜向支撑, 得出钢管受力情况为:按强度计算, 钢管支柱的应力为92.9 MPa。

按稳定性计算, 钢管支柱的应力为114 MPa。

稳定性和强度均符合要求。

第二种方案是在第一种方案钢管布置形成中间增加6 m宽, 5 m高的施工通道, 支撑形式、受力情况为:

按强度计算, 钢管支柱的应力为106 MPa。

按稳定性计算, 钢管支柱的应力为131 MPa。

稳定性和强度均符合要求。

根据模拟计算结果, 考虑到混凝土的实际浇筑方量要比设计方量增加及施工中振动等因素, 碗扣式脚手架结构实际采用形式为:横向间距两侧为0.6 m, 中间间距为0.9 m, 纵向间距为0.6 m的满堂红布设形式, 并加设剪刀撑, 底托全部支撑在Ⅰ16的工字钢上, 以保证地基承载力符合要求, 顶托顶在作为拱架的15 cm×15 cm的方木下面, 方木作为6012模板拱架, 形成完整的支撑体系立面及平面图, 其示意图见图1。经过专家的论证, 并经铁道研究设计院有限元模拟计算, 该支撑体系的承载力及结构稳定性均满足要求, 既保证了足够的支撑能力, 又保证了施工便利。

2.2 整体自行式支撑台架支撑方案

根据工期要求, 为实现模架支立、调整、拆除和移动快速的需要, 又自行设计加工了一套整体移动式衬砌台车, 可一次性浇筑混凝土拱节段长8.4 m, 台车净跨度40 m, 高12 m, 为排架柱、折线桁梁结合曲肋拱结构, 外挂拆卸式模板体系, 设计可承受1.0 m～2.0 m两种衬砌厚度的混凝土荷载。台车的承力桁梁选用英式贝雷架拼成, 纵向联系为20号槽钢, 三架在支墩顶刚接形成连续桁梁。台车设有4组支墩, 以承受桁梁支座反力, 支墩选用“八三式”军用墩杆件拼组成排架墩。在起拱以下50 cm高度铺设三道六条钢轨作为台架运行轨道, 下铺道碴枕木, 梁下设两组轨道轮, 行走方便。混凝土浇筑时, 采用两台混凝土泵对称连续浇筑。整体式台架支撑方案经有限元模拟计算, 承载力及结构稳定性均满足要求。被覆台架整体、主架及辅架示意图见图2～图4。

3结语

碗扣式脚手架具有灵活、方便, 不受被覆长度、被覆位置限制的优点。但拆装比较繁琐, 需要平整场地、铺设槽钢、搭设脚手架、安装弧形木、安装模板, 且都需要进行测量放样;整体式台架具有移位快捷、不用拆装、就位迅速的优点, 但不能在曲线使用且被覆长度不易调整, 不能进行跳格施工。本工程在施工期间采用两种支撑体系相互调剂使用, 加快了施工进度, 保证了工期。

摘要：以某实际工程为例, 对大跨度地下洞库模板支撑技术进行了研究, 根据工程特点, 拱部衬砌混凝土采用碗扣式脚手架支撑和现场加工整体自行式支撑台架两种支撑形式, 分别阐述了两种支撑形式的具体方案, 以期加快施工进度, 保证工期。

关键词：洞库,模板支撑,脚手架,台架

参考文献

洞库工程篇4

关键词：洞库,油气排放,数值模拟

1 洞库油气排放数值模拟步骤

研究油料洞库油气排放的数值模拟步骤如下:

1) 确定油料洞库油气排放的安全标准:由于洞口附近为人员的活动区, 所以要使

洞口附近的油气浓度降低到不能对人体造成伤害或爆炸下限以下。

2) 针对油料洞库具体情况建立物理模型:利用AUTOCAD或Design Modeler进行

几何造型。

3) 对流体区域进行网格剖分:利用ANSYS Workbench中的CFX-Mesh对物理模型

进行网格剖分。

4) 定义流体区域, 主要包括物理模型和流体属性;在流动区域的边界面上设定边

界条件, 主要包括进口、壁面和开放边界条件。

5) 设定求解参数, 对模拟结果进行量化和可视化处理。

6) 从模拟结果中分析油气排放扩散情况, 通过不断修正参数, 提出油气排放的改

进方法。

2、洞库油气排放数值模拟模型的建立

南方某洞库, 山体覆有植被, 山坡约为30°, 属于上下坑道式, 坑道长600m, 呼吸管路长645m, 该地区六月份平均温度为25℃, 洞外大气压强为1MPa。

洞口:长160cm, 宽90cm;

通气口:直径15cm, 高出山体160cm, 距洞口2100cm;

排风口:长50cm, 宽50cm, 距洞口1300cm;

树木:直径20cm, 高350cm, 之间平均间距200cm

针对山体实际情况, 设定流动区域在长47m, 宽42m, 高24m的体积内。构建出

物理模型之后, 进行网格的剖分。

网格剖分:对山体的网格剖分采用了整体剖分和局部加密相结合的方法, 参数设置

如下:

其它保持默认参数。网格剖分如图2所示:

3、收油作业油气排放数值模拟

3.1 数值模拟工况说明

此状态油气排放部位只有呼吸系统的通气口处, 油罐处于大呼吸状态。

基本参数设定:

域设置:1atm环境压力, 25℃, 重力浮力模型、RNG k-ε紊流模型

Heat Transfer Model:Thermal Energy

流体列表:25℃空气和摩尔质量为65.5kg/kmol的混合油蒸气

附加变量smoke的KinematicDiffusivity:10-5 m 2/s

通气口Inlet设置:速度0.1m/s, 变量smoke值为2.0kg/m3

Opening设置:相对压力为0, 静态温度25℃, 变量smoke值为0

Wall设置:roughness height为0.35m

迭代次数:为了保证算法充分收敛, 模拟设置迭代次数为100次

迭代精度:为保证计算准确性, 将迭代精度设置为0.0001

3.2 结果分析

通过数值模拟可得到以下结果:

图3显示了通气口排出油气浓度为2 kg/m 3, smoke取值范围为0~2 kg/m3时, 整个山体表面的油气浓度分布, 由图可得大呼吸时通气口处排放的油气在大气作用下的扩散情况, 由于油气重力和树木阻碍的影响, 油气在扩散过程中慢慢沉降到山体表面。

模拟结果显示通气口部位的油气浓度最大, 向四周扩散时, 油气浓度逐渐减小, 当扩散一定距离后, 油气的密度逐渐接近空气密度。

为使达到油气浓度安全边界值0.004 kg/m3的区域在图形中显示更加明显, 设定

smoke取值范围为0~0.004 kg/m3, 图4为通气口排出油气浓度为2 kg/m3, smoke

取值范围为0~0.004 kg/m3时, 整个山体表面的油气浓度分布, 图中显示在通气口附近

的中心区域油气浓度最大, 红色区域内的油气浓度为0.004 kg/m3以上, 范围比小呼吸

时的区域大。模拟结果表明洞口附近为红色区域, 油气浓度达到0.004 kg/m3, 会形成

爆炸危险区域。以洞口为圆心, 在半径为5.0m的扇形半圆内取6点的浓度值, 分别为

6.307×10-3, 6.595×10-3, 6.312×10-3, 6.045×10-3, 5.920×10-3, 6.203×10-3。

取算术平均值r= (6.307×10-3+6.595×10-33+6.312×10-3+6.045×10-3+5.920×10-3+6.203×10-3) /6=6.230×10-3 kg/m3, 即洞口附近油气浓度为6.230×10-3 kg/m3。

4 小结

大型地下洞库监控量测施工技术篇5

大型地下洞库开挖所形成的大跨度、高边墙断面与岩体结构面的组合非常复杂, 因此洞库围岩稳定性也成为业主和承包商共同关注的焦点。其安全问题的解决是依靠监控量测和信息反馈。工程安全情况的判断主要通过工程建设过程中和竣工后的监控量测来保证;并通过监测验证设计, 优化设计和提高设计水平。本文以海南某地下洞库工程施工监控量测为背景, 采用现场监测和数据分析为大型洞库设计、施工提供依据。

2工程概况

2.1 工程地质及水文地质条件

该洞库群所在区域为剥蚀性丘陵地貌, 丘陵形态浑圆, 岩体相对完整, 整体状结构。岩性以中粗粒结构花岗岩为主, 局部可见流动构造, 山体稳定性较好。

2.2 设计支护

主洞最大开挖高度38 m, 最大开挖宽度35 m, 洞内一支洞横跨主洞, 开挖高度60 m, 开挖宽度20 m。采用锚、网、喷支护, 其中主洞边墙支护参数如下:

系统砂浆锚杆ϕ25@1.5 m×1.5 m, L=6 m, 8 m, 梅花状布置;锚索支护采用1 000 kN预应力锚索, 长度25 m, 间距4.5 m×6 m;喷射混凝土t=0.2 m, C20;钢筋网ϕ12@0.2 m×0.2 m。主洞拱部支护参数如下:系统砂浆锚杆ϕ25@1.5 m×1.5 m, L=6 m, 8 m, 梅花状布置;锚索支护采用1 000 kN预应力锚索, 长度25 m, 间距3 m×6 m;喷射混凝土t=0.2 m, C20;钢筋网ϕ12@0.2 m×0.2 m。

2.3 主洞库开挖方法

主洞开挖分部见图1, 图中序号为开挖顺序。

3监控量测项目

为保证施工安全, 指导现场施工, 选定6个监测项目, 见表1。

4传感器

本工程所用的传感器为丹东前阳工程测试仪器厂生产的钢弦式传感器。

5监控量测实施

1) 围岩内部位移量测。断面里程为K46+470。2) 围岩压力量测。断面里程为K46+130。3) 锚杆轴力量测。断面里程为K46+470。4) 锚索张拉力、位移量测。断面在支洞口。5) 渗透压力量测。断面里程桩号为K46+452。6) 围岩松动圈量测。断面里程为K46+094。

6施工过程监控量测成果分析

6.1 围岩变形量测成果分析

从量测数据可以看出, 施工过程中围岩内部位移分布呈现三种类型:整体受压型、整体受拉型、拉压交叉型。其中整体受压型测孔多分布在主洞K46+470断面左侧岩台以上边墙部位, 而整体受拉型和拉压交叉型在各个监测点均不同程度地出现。通过对监测数据的分析, 可以看出洞库尺寸及形状对开挖过程中围岩内部位移的分布情况有很大影响, 主洞K46+470断面岩台以上边墙部位埋设的多点位移计, 左侧主要表现为受压, 右侧则主要表现为受拉。对于岩台以下的高边墙部分, 围岩内部位移沿测孔轴向多表现为张拉位移, 下部导洞出碴过程中各个测点张拉位移的增量均未超过1.5 mm, 且出碴完成后很快趋于稳定;部分测点还表现出压缩型位移, 位移增量同样也在1.5 mm之内, 未出现大的压缩变形, 说明围岩稳定性较好。

6.2 围岩压力量测成果分析

通过考察K46+130断面右侧边墙的围岩压力变化可以发现, 整个施工过程中除浇筑边墙衬砌混凝土引起围岩压力发生一定变化, 左、右侧边墙的跳格开挖对已经支护的右侧边墙的围岩压力的变化影响都不明显。围岩压力的增加远小于支护结构所能够提供的支护抗力, 施工过程中围岩稳定性可以得到充分的保证。

6.3 锚杆轴力量测成果分析

本工程埋设的锚杆轴力计每支6个测点。6 m轴力计测点深度分别为0.5 m, 1.5 m, 2.5 m, 3.5 m, 4.5 m, 5.5 m;8 m轴力计测点深度分别为0.67 m, 2.00 m, 3.34 m, 4.67 m, 6.00 m, 7.33 m。K46+470断面埋设的锚杆轴力计长度均为6 m, 量测成果见图2。其中“+”表示拉应力, “-”表示压应力。

根据图2量测结果来看, 施工中大部分轴力测点都表现为拉力, 只有少数测点在特定时期内表现为压力。从统计结果来看, 开挖后锚杆轴力最大值均未超过100 kN, 与锚杆拉拔试验所要求的150 kN相比, 安全系数在1.5以上, 可见支护结构的安全度较高。

对本工程而言, 这种扰动来自两个方面:1) 高边墙形成后侧墙部位交叉洞库的开挖;2) 锚杆钻孔的施工。锚杆钻孔的施工对围岩的扰动比较明显。

6.4 预应力锚索张拉力、位移量测成果分析

为了对张拉过程进行评价, 我们给出了所有监测锚索初张拉后张拉力与张拉位移的对应关系散点图, 并进行了线性回归, 结果如图3所示。其中“+”表示张力增加, “-”表示张力松弛。

从图3中可以发现, 锚索张拉后基本上呈张力松弛状态, 只有个别锚索爆破后出现一定量的张力增加。通过对施工过程进行分析, 可以得出影响锚索张力变化的几种因素:开挖爆破、施作喷射混凝土支护、浇筑边墙衬砌。表2是支洞开挖爆破作业和施作喷射混凝土支护作业前后部分监测锚索张力变化的对比结果。

爆破对锚索支护的影响则表现在两个方面, 一方面, 由于爆破产生的震动效应的影响, 锚索张力松弛;另一方面, 开挖后释放的地应力一部分作用在原有支护结构上, 锚索张力增加。现有锚索张力量测数据中这两个影响因素都有所反映, 锚索张力的变化比较复杂。

6.5 孔隙水渗透压力量测成果分析

由于建设区域内赋存地下水的残积土层为弱含水层、基岩强风化带及断层破碎带又多属扭性或压扭性, 含水量都较少。其统计结果如表3所示。

6.6 围岩松动圈量测成果分析

K46+094断面的SBR094-1测孔波速分布图见图4。从洞壁向里, 开始的一段波速较低, 表示围岩存在松动区, 松动层厚度在3 m～3.8 m之间。其中靠近洞壁处可能是爆破松动带, 而离洞壁较远处属于应力下降松弛带, 随着向围岩内部逐渐深入波速逐渐升高, 最后基本达到一个稳定值。

由于本工程主洞侧墙的锚杆支护采用梅花状布置的6 m, 8 m长锚杆, 锚杆长度明显大于边墙的松动范围, 再辅以25 m的1 000 kN预应力锚索, 围岩的整体稳定性可以得到保证。

7结语

1) 施工过程中围岩是稳定的。拱部开挖过程中实测拱顶平均下沉量为-9.3 mm, 考虑量测的滞后性, 取掌子面到达量测断面时位移释放率为20%;同时考虑下部开挖时拱顶下沉的变化, 取拱部开挖时拱顶下沉量为总下沉量的90%, 则由拱部实测数据计算所得的拱顶最终下沉量为-12.9 mm, 可见施工过程中围岩的稳定性较好。2) 开挖方法较为合理。采用这种施工方法, 主Ⅱ层岩板开挖后拱部的拉应力区较开挖前减小, 这对拱部围岩的稳定性也极其有利。3) 围岩稳定性和支护结构安全性较好。201洞库岩台吊车梁加载试验过程中, 围岩内部位移和支护结构应力均变化较小, 说明围岩稳定性及支护结构安全性较好。

摘要：以海南某地下洞库工程施工监控量测为背景, 通过描述每个监测项目的实施, 并对其施工过程监控量测成果进行分析, 得出该工程施工过程中围岩稳定性及支护结构安全性较好的结论, 以期为其他类似大型地下洞库监控量测提供指导。

关键词：大型地下洞库,监控量测,围岩,稳定性,位移

参考文献

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[5]熊代余, 顾毅成.岩石爆破理论与技术的新进展[M].北京:冶金工业出版社, 2002.

洞库工程篇6

在1938年,瑞典的哈哥博士提出将石油储备方式由地上储存改为地下储存[1]。20世纪40年代,瑞典在斯德哥尔摩郊区建成了世界上第一座30万m3的试验库,20世纪50年代地下水封洞库储油试验取得了成功。60~70年代,除法国、瑞典等欧洲国家外,美国、日本等地也建设了该类油库,地下油库建设进入发展期。随着地下储油库的发展,各国学者对于地下水水封原理也有了更深的认识,由于在天然情况下,能够满足水封条件的场地较少,因此往往通过设置人工水幕的方式来提供稳定水头[2,3]。

我国在20世纪70年代开始对地下油气库建造技术进行研究,1977年,我国在山东某地修建了国内第一座总库容为15万m3原油地下水封洞库,80年代在浙江象山又建成一座容积4000m3的地下成品油库。90年代,国外公司又先后在汕头和宁波建造了2个地下LPG水封洞库[4]。近年来,随着我国国家战略石油储备的兴起,地下水封洞库以其安全、经济、高效、环保、节约土地等优势,成为了当前国家战略石油储备的主流储存方式[5]。

本文依托笔者参与的国内首座大型地下水封洞库项目,在施工现场开展了大量的水文地质试验,获得了较多的、较为可靠的水文地质参数,利用数理统计的方法,将大量数据进行分类统计,在此基础上利用相关规范上推荐的经验公式进行了涌水量估算,并与实际观测数据进行了对比分析。

1 地下水封洞库存储原理

地下水封洞库是将油气储存在地下一定埋深的人工洞室内,洞室可以专门开挖也可以利用废弃矿井等,在洞室的四周要求地下水充满岩体的连通裂隙,运行过程中要求洞壁上任何一点的裂隙地下水压力大于该点储油洞室的油气压力,使得洞室内保持只有地下水向洞室内渗流的趋势,而没有洞室内油气向洞壁裂隙扩散的风险,然后利用水比油的重度大的原理,裂隙水在洞室底部形成一层连续水垫层,最后汇集到泵坑内,利用水泵定期将裂隙水抽排出去[6]。为维持储油洞室周边稳定的地下水压力,往往会在储库洞室周边设置一个人工补水系统,称之为水幕系统,一般由水幕巷道及巷道内的水幕孔组成,见图1。

2 工程背景

2.1 工程概况

该洞库为国内首座顺利实施的大型地下水封洞库工程,主要由5条水幕巷道、9条主洞室、14条连接巷道组成。9条主洞室轴线呈北西45°方向展布,洞顶标高-20m。

水幕系统由5条水幕巷道及529个水幕孔组成,水幕巷道布置在主洞室正上方,巷道底标高+5m,水幕孔垂直于水幕巷道侧壁布置,即北西45°方向与主洞室轴线方向一致,水幕孔布置在巷道侧壁1.5m高处,即高程+6.5m,孔径120mm,孔长一般在44~105.4m,钻孔间距为5m或者10m。

2.2 工程地质条件

该地下洞库库址区处于低山丘陵地貌中,山体呈近东西走向,山脊北侧为陡崖,南侧为陡坡,山脊南北两侧发育近南北向及北东向冲沟。库址区地形相对高差最大253.4m,地表山体一部分岩石裸露,大部分覆盖有薄层残坡积第四系土层,主要生长植被有松树、槐树及杂树林,下伏基岩主要为晚元古界花岗片麻岩(Pt3gg)及早白垩世煌斑岩脉、闪长岩脉(K1χ、K1δ)。储油洞室埋深均大于120m,主要处于微风化—未风化岩体当中[7]。

2.3 水文地质条件

根据水文地质调查,库址区含水介质为晚元古界花岗片麻岩,主要的地下水赋存类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水,其中基岩裂隙水又可分为浅层的网状裂隙水和深层的脉状裂隙水[8],见图2。松散岩类孔隙水赋存于第四系土层中,浅层的网状裂隙水赋存介质为晚元古界花岗片麻岩,深层的脉状裂隙水深度变化不一,受构造运动和结构面发育的影响,主要分布在离地表80m以下的地方,赋存介质亦为晚元古界花岗片麻岩[9]。

库址区为低山丘陵区。地下水以大气降水为主要补给来源。由于花岗片麻岩裂隙发育,地形较陡,地面坡度大,使大气降水多以地表径流形式排泄,渗入量很小,补给较贫乏。该区多年平均降水入渗补给量为53.8mm,年平均降水量为736.2mm,故该区降水入渗系数为0.073。

库址区地下水以中北部山脊作为分水岭,向南北两侧流动。因地下水水力梯度较大,且风化裂隙和构造裂隙发育,地下水径流通畅。地下水向谷底和山麓流动汇集,并以潜流或下降泉的形式排泄于山沟或山麓残坡积层中。脉状裂隙水循环深度较大,径流途径长,以潜流形式沿节理裂隙排泄于下游残坡积层中。随着地表坡度的减缓,地下水的水力梯度减小,等水位线密度变稀疏,反映了地下水随地形变化的特征。

3 水幕系统内水文试验

水幕系统作为水封洞库水封保证的关键性设施,需在水幕系统内做大量的水文地质试验,以此来分析判断水幕系统的有效性,并对下部储油洞室内涌水量进行估算。本文仅介绍利用水幕系统内进行的单孔注水、长周期注水及全面水力试验来进行初步数据统计分析。

3.1 单孔注水试验

单孔注水试验,即在单个水幕孔内进行时间较短的注水—回落试验,参见图3。通过对压力、流量的测量记录,分析计算水幕孔周围岩体的渗透性。

针对地下水封洞库水幕孔试验数据进行分析,单孔注水试验时注水流量相对稳定,拟采用Moye公式计算单孔试验渗透系数。

Moye(1967)假设钻孔周围地下水流为稳定水流,并且在以钻孔为圆心,试段长度为直径的圆柱体范围内,其流场呈现圆柱状;而在离钻孔较远的位置,流场成球状分布;通过分析注水量与岩体渗透性之间的关系,提出了利用定水头注水流量与压力值求取钻孔周围岩体渗透性的Moye公式。Moye公式如下[2]:

式中:K为渗透系数(m/s);Q为流量(m3/s);g为重力加速度(m/s2);L为试段长度(m);p为附加压力(Pa);Rw为钻孔半径(m);ρ为水的密度(kg/m3)。

将水幕系统中所有单孔注水试验数据代入公式(1)计算渗透系数,对洞库内三组洞罐分别进行统计分析,三组洞罐上覆水幕孔渗透系数统计情况见图4~图6,从图中可知三组洞罐上覆水幕系统渗透系数的中值K50%分别为:3.2×10-8m/s、1.8×10-8m/s和2.5×10-8m/s。

3.2 长周期注水

待水幕孔的单孔注水试验完成以后,该水幕孔就进入长时间的稳压注水状态,持续往水幕孔内注水,这样既维持了库址区周围岩体的保水性,同时也揭露了水幕系统下部主洞室开挖过程中的渗水带,以便对其进行处理,控制储库的最终的涌水量。该水幕系统长周期注水统计结果见图7。

由图7可知,除去这期间供水管路两次故障影响的异常数据,水幕系统总最大注水量753m3/d,总最小注水量498m3/d,平均总供水量690m3/d。

根据每日对单个水幕孔流量的观测数据,以2013年10月30日数据为例进行统计,统计结果见表1和表2。

由上表1、表2可知,水幕孔的注水量分布极不均衡,共380个水幕孔注水量为零,占到总数的71.8%。单孔注入量>104L/d(10m3/d)的水幕孔有19个,这19个水幕孔内的总注水量达534.4m3/d,占到水幕系统总注水量的71.0%。

图8中共60个水幕孔,其中仅8个水幕孔的注水压力为0.3MPa,其它52个注水孔的注水压力≤0.25MPa,多数孔无注入量。说明存在一种可能性,即大部分孔注水压力过小,与地下水压力平衡,以至于水幕水无法注入,这是水幕系统长期注水、地下水运移平衡的结果。

以上统计表明,洞库上覆岩体渗透系数极不均匀,围岩的富水程度及稳定静水压力也极不均匀。而通过水幕系统的串联,则能起到有效的均衡作用。

3.3 全面水力试验

2013年10月31日~11月26日,在水幕系统内进行了全面水力试验第一阶段工作,在水幕巷道口设置了一道量水堰,用来监测水幕供水管路回流至水幕巷道内的水幕注水。从2013年10月31日开始正常供水,至2013年11月13日,三角堰溢流量稳定,具体数据见表3。

注:11-09日供水管路故障,数据不计入统计当中

量水堰采用直角三角形量水堰,流量公式为:

式中:K'为常数,取K'=1.47;h为堰上水头。

表3中水幕系统总注入量Q1与水幕巷道口量水堰的溢流量Q2之差则得出水幕系统的岩体总注水量Q。

表3中部分数据由于管路故障导致数据不真实而不纳入统计当中,最终统计得出水幕系统岩体总注入量Q最大值349.8m3/d,最小值315.0m3/d,平均值333.8m3/d。

4 地下储库涌水量分析

利用前文统计的库址区岩体渗透系数,根据理论公式可计算得出洞室涌水量,然后与后期洞库实际监测涌水量进行对比分析。

4.1 理论公式计算涌水量

(1)经验解析法[10]

式中:Q为涌水量(m3/d);H0为地下水位至洞顶距离(m);r为洞室等效半径;m为转换系数,一般取0.86;Ls为洞室长度(m)。

本洞库对于式(4)取值如下:渗透系数K按照3.1节中三组洞罐分别采取;H0按照洞库运营期水幕系统维持压力来计,取58m;洞室等效半径r换算为13.3m;洞室长度Ls三组洞罐分别为1612.8m、1848m、2223m。将各参数代入式(4)中,计算得出洞库总涌水量为1969.8m3/d。

(2)地下水动力学法[10]

式中:Q为涌水量(m3/d);Ld为洞库长度(m);K为渗透系数(m/d);H'0为计算含水层厚度(即地下水位至洞库底板距离),(m);h为含水层最小厚度(设计最低地下水位至洞库底板距离),(m);R为降落漏斗半径。

本洞库对于式(5)取值如下:渗透系数K按照3.1节中三组洞罐分别采取;H'0按照目前水文监测孔监测的平均地下水位情况,三组洞罐分别取100、150、200m;洞室等效半径换算为13.3m;h按照水幕系统最低维持水位,三组洞罐均为88m。将各参数代入式(5)中,计算得出洞库总涌水量为562.1m3/d。

4.2 实际监测渗漏量

该洞库建成后,在水幕系统维持正常水位高程+38m的情况下,根据潜水泵定期进行抽排水情况统计洞库的涌水量见表4。

由表4可知,该洞库正常运行情况下,主洞室内的涌水量维持在平均514m3/d左右,说明该洞库在建设过程中很好地控制了地下水的渗漏量,有效减少了洞库后期的运营费用。

以上分析计算结果表明,实际监测涌水量数据与经验解析法计算的数据相差较大,而与地下水动力学法计算结果相接近。

全面水力试验测得的注入岩体水量为333.8m3/d,考虑到该阶段试验中水幕系统未能加载到+38m的水头,且水幕巷道内未全部充满水,水的渗透面积小,因此,全面水力试验中测得的岩体注入量较小是正常的,可为后期洞室涌水量估算作参考。

5 结论与建议

通过以上水文试验数据的分析与实际监测数据对比研究,得出如下经验与结论。

通过大量的水幕孔注水试验,能充分了解场地岩体的渗透性,计算出较为合理的岩体渗透系数,为后期估算洞库的整体涌水量提供有效的依据。

水幕孔的长周期注水既有效维持了库址区周围岩体的保水性,同时也揭露了水幕系统下部主洞室开挖过程中的渗水带,以便对其进行处理,控制储库的最终涌水量。

洞库上覆岩体渗透系数极不均匀,围岩的富水程度及稳定静水压力也极不均匀。而通过水幕系统的串联,则能起到有效的均衡作用。

全面水力试验中测得的岩体注水量,可为后期洞室涌水量估算作参考。

实际监测涌水量数据与经验解析法计算的数据相差较大,而与地下水动力学法计算结果相接近。实际应用中应优先采用地下水动力学法。

地下水封洞库项目建设过程中的关键点与难点是地下水的控制,在施工过程中加强对水幕系统内各种水文试验的现场管理与数据分析,能有效地指导设计与施工工作,提高项目的建设质量。以上结论可为后续地下水封洞库的建设提供工程借鉴。

摘要：大型地下水封洞库项目建设过程中的关键点与难点是对地下水的控制,为了给设计与施工工作提供良好的数据支持与技术指导,结合国内首个大型地下水封洞库项目,在水幕系统内开展了大量的水文试验以及各种水文监测工作。将大量的试验数据进行统计分析,可得知洞库上覆岩体的渗透系数、围岩的富水程度及稳定静水压力是极不均匀的。利用部分统计数据计算了洞室的涌水量,将理论计算结果与实际监测数据进行对比,得知理论计算量普遍大于实际监测数据,而利用地下水动力学方法计算的洞室涌水量与实际相接近。可为后期地下水封洞库建设提供工程借鉴。

关键词：地下水封洞库,水幕系统,水文地质,水文试验,涌水量

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洞库高边墙预应力锚索施工技术篇7

锚索在目前施工中很少应用, 这主要因为锚索施工有他的独特性。锚索一般长达20～30m, 预应力可达3000kN, 主要适用于高边坡、洞库高边墙永久支护形式。锚索也有不同型号, 根据工程性质及施工单位的经验, 选用相应型号锚索, 拉力型锚索效果较好, 运用较多。锚索施工具有隐蔽性强的特点, 施工人员的经验直接影响施工质量, 所以由专业工程师负责技术工作, 由富有经验和专业化强的技术人员施工。

2 锚索制作及工艺流程

锚索制作设在洞外工棚内进行。编束前先对钢绞线进行外观检查, 检查合格后的钢绞线才能使用。若局部有锈, 进行除锈, 若锈蚀严重则剔除。下料长度须预留张拉所需长度;钢绞线用砂轮切割机切割。编束时严格按照设计图纸安装对中支架、固线塞、限浆环等, 保证锚索的“平、直、顺”, 锚索制作如图1所示。

1.座筒导向管, 2.混泥土墩, 3.座筒钢板, 4.锚垫板, 5.工作锚板, 6.钢绞线, 7.对中支架, 8.注浆接口.

对于竖向和上倾锚索, 组装时, 在内锚固段和张拉段交界处设定位止浆环, 同时安装两根排气管, 一根由孔口经张拉段穿过定位止浆环直至导向帽, 用作锚固段注浆时排气另一根由孔口经张拉段通至定位止浆环, 用作张拉段注浆时排气。对于水平锚索, 组装时, 除在锚固段和张拉段交界处安装定位止浆环外, 在锚索的端头, 还需安装一个限浆环, 锚固段注浆的排气管穿过限浆环至锚索端头。编制好的锚索存放在干燥清洁的地方, 不得露天存放, 要避免机械损坏或使焊渣、油渍溅落在锚索体上, 尽早使用避免长期存放。工艺流程如图2所示。

3 锚索施工

锚索施工的主要工艺包括造孔、锚索安装、注浆、锚墩制作和锚索张拉。一般预应力锚索的施工工艺本章不作多述, 现就顶拱竖向锚索和大倾角上倾锚索的施工流程详述如下:

3.1 造孔

钻孔在锚索施工中占据较大比重的工程量, 是影响工程费用和工期的关键性工序。钻机用Atlas COPCO MustangA 52-CB型液压潜孔钻机, 钻孔频率高, 易保证造孔质量;1000KN级锚索的钻孔直径为115mm, 为保证工程进度, 潜孔钻孔是在主坑道拱部台阶或拱下台阶的钻孔平台上施工, 钻孔平台高度一般6～10m, 必要时搭建脚手架, 为固定钻机和保证钻孔精度, 要求脚手架平台搭设牢固并用锚杆固定在岩壁上, 平台四周设防护栏杆。钻孔所用钻杆统一规格, 按锚索设计长度将钻孔所需钻杆数好存放整齐, 钻杆用完, 孔深恰好到位。钻孔实际深度比锚索设计长度一般深0.2m。孔位和角度严格测量, 实际孔位和设计孔位误差控制在±10cm以内, 钻孔方位角用罗盘仪控制。成孔精度一般用孔斜仪测量。钻孔完成后逐根拔出钻具。再逐根装上Υ25mm钢风管至孔底, 并注入清水, 用高压风吹净, 直至吹出清水, 以确保注浆时水泥砂浆与孔壁的粘结。

3.2 锚索安装

锚索由人工安装, 安装前, 对洗净的锚孔再用高压风清孔一次, 并核对锚索编号与孔号是否一致。在进行锚索安装前对钻孔重新检查, 发现塌孔, 掉块时进行清理。在不良地层中安装锚索时, 谨慎小心, 以防在推送时破坏钻孔。在推送过程中用力均匀, 以免在推送时损坏锚索配件和防护层。竖向和上倾锚索设置有排气管, 注浆管, 推动时应注意不要使锚索体转动, 并不断检查排气管和注浆管, 以免管子折死, 压扁和磨坏, 并确保锚索在就位后排气管和注浆管畅通。在遇到锚索推送困难时, 宜将锚索抽出, 查明原因后再推送。每隔1m段用尼龙绳把一根钢丝绳绑扎在锚索体上, 用风动卷扬机通过安装在孔口的滑轮牵引钢丝绳, 逐步把锚索送入孔内。锚索外端用于张拉的一段钢绞线放入一端封闭的钢管内, 钢管用两个手动葫芦牵引, 使钢管固定在砼垫墩的两钢筋上, 锚索安装如图3所示。

3.3 注浆

锚索注浆是施工中最为关键的工序之一, 其效果的好坏直接影响到锚索的锚固性能和永久性。用注浆泵把液态的M 35水泥砂浆注入孔内。锚索固定后用泡沫胶封填孔口的波纹管与孔壁之间的空隙待泡沫胶凝固后进行孔口段水泥灌浆作为锚索体灌浆时的止浆塞。

1.顶拱, 2.正安装锚索, 3.已安装锚索, 4.混凝土垫墩, 5.台车, 6.滑轮, 7.钢管, 8.固定链, 9.钢丝绳, 10.风动卷扬机, 11.尼龙绳.

对竖向和上倾的锚索采用排气法注浆, 即排气管随锚索体一同送至孔的最低端, 待排气管被液体堵死后即可停止注浆。

3.4 锚墩制作

锚墩用C 30钢筋砼制成。为使锚索受力合理地传递给岩体, 锚墩制作时应保证砼与岩面紧贴并保证承压面与钻孔轴线垂直。

3.5 锚索张拉

当注浆体达到预计强度后即可进行张拉, 1000kN级采用YCW 150型千斤顶, 预张拉采用YDC 240Q千斤顶, 油泵采用ZB 4-500型。锚索张拉前须对千斤顶和压力表进行配套标定, 并绘制出油压—张拉力曲线。张拉前须对锚固墩垫板及钢绞线清理干净, 再依次套入锚垫板、限位板、并使其与钻孔成一系列同心圆。为使钢绞线受力均匀, 先用YDC 240Q千斤顶对单根钢绞线按一定次序进行预张拉, 预张拉力控制在20kN, 预张拉完成后再依次安装千斤顶、自动工具锚, 对钢绞线张拉至设计吨位。锚索张拉为8级加载, 油压每上升5MPa为一级, 每级加载完成后稳定时间不小于2～3min, 最后一次加载完成后稳定时间不小于5min再锁定。达到每一级控制吨位时, 均记录千斤顶活塞伸长值和油泵压力读数。锚索张拉用压力表读数控制, 同时用测力计及钢绞线伸长量辅助控制, 当钢绞线理论伸长量与实际测量值误差超过规范要求时, 停止张拉并分析原因。

3.6 封头

在张拉完成后, 将多余钢绞线割去, 然后用C 20砼封头保护。

4 施工技术措施

在锚索施工之前, 要详细制订施工规划、施工管理、质量管理及安全管理等有关管理规则与管理制度。施工方法、施工组织等报业主与监理审批。锚索施工的主要施工技术措施有:

1) 定位准确, 锚索材料, 锚索参数严格按照设计要求去做。

2) 防止卡钻、钻杆不能留在孔内。

3) 当钻孔过程中有地下水从孔口溢出时, 应采用固结注浆, 以免锚固段浆体流失或强度下降。

4) 钻孔的孔径不小于设计要求。

5) 锚索作完后, 经有关人员进行详细检查, 不合格的产品不得投入使用。

6) 当需补偿张拉时, 必须补偿张拉。

7) 确保注浆体饱满、密实。

8) 配制浆体时, 各种材料的比例严格按要求掺入并按量。