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摘要：金寨抽水蓄能电站地下厂房自上而下共分为8层开挖，系统锚杆为6-10m，且数量较多。为保证厂房开挖施工安全，锚杆支护必须快速及时的跟进开挖面，按合同要求顶拱锚杆砂浆饱满度100%进行无损检测，锚杆砂浆饱满度不低于80%。使用新型多臂钻进行锚杆钻孔大幅提高锚杆钻孔速度，满足新规范锚杆孔径的要求，采用先插杆后注浆施工工艺，合理的设置锚杆进、回浆管，确保了锚杆砂浆饱满度满足设计要求。
关键词：地下厂房；超长锚杆；砂浆饱满度；无损检测
1 工程概况
1.1概述
金寨抽水蓄能电站站址位于安徽省金寨县张冲乡境内，地下厂房洞室群置于下水库左岸山体内，地面高程370～425m，地形坡度25～35°，北侧发育一条较大的常年流水冲沟，沟底多为弱风化基岩，上覆岩体厚度约223～274m。
地下厂房洞室群地层为英山沟组(Ar2y)新鲜角闪斜长片麻岩、二长片麻岩，少量混合片麻岩，片麻理总体产状N25～40°W，NE∠20～45°，南端局部N45～60°W，NE∠50～55°。推测洞室北端墙北侧为角闪岩，属坚硬岩。断层构造较发育，探洞、钻孔揭示，地下水活动总体较弱，洞壁多潮湿。地下厂房洞室岩体较完整，断层间无大的、确定性的不利组合，围岩基本稳定，局部稳定性差，需喷锚支护处理。
根据施工图纸所示地下厂房锚杆长度分为4.5m/6m直径25mm、3m/6m/9m直径28mm、6m/9m/10m直径36mm的砂浆锚杆，砂浆强度为M30。根据合同要求，厂房顶拱锚杆施工工艺均为“先注浆后插杆”，根据了解，目前已建和在建的地下厂房工程中，顶拱锚杆长度均为6m~8m，本工程采用9m的顶拱锚杆为初次遇到，根据以往施工经验，9m长的锚杆如采用“先注浆后插杆”的工艺安插，其安插难度很大，施工质量也难以保证。加之现行锚喷支护规范： “GB50086-2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》，5.5.5永久性非预应杆体水泥浆或水泥砂浆保护层厚不应小于20mm。”为保证工程质量，本工程锚杆采用“先插杆后注浆工艺”。
1.2主要工程量
金寨抽水蓄能电站地下厂房不同长度砂浆锚杆数量为：L=6m，5926根，L=9m，6329根，L=10m，418根。
金寨抽水蓄能电站主变洞不同长度砂浆锚杆数量为：L=6m，5926根，L=9m，6329根，L=10m，418根。
2 引用规范
（1）DL T5181-2003《水电水利工程锚喷支护施工规范》；
（2）GB50086-2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》；
（3）DL T5424-2009《水电水利锚杆无损检测规范》。
3锚杆施工
3.1施工工艺流程
水泥砂浆锚杆采用阿里拉斯L3D多臂钻造孔，经现场测定钻孔速度为1m/min。高压风清孔后12吨汽车吊配合人工安插锚杆，JRD500B灌浆泵注浆。
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3.2锚杆孔造孔
依据GB50086-2015《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》，5.5.5永久性非预应杆体水泥浆或水泥砂浆保护层厚不应小于20mm的要求，本工程中的直径25mm和28mm的锚杆孔直径分别为65mm和68mm，现场造孔使用多臂钻造孔。其他直径的锚杆孔造孔均按此标准进行钻孔。
3.3锚杆安装及注浆
3.3.1锚杆安装
锚杆入孔前需将排气管、进浆管、橡胶塞（或采用木塞加水泥药卷的封孔方式）固定于锚杆杆体上。
三孔橡胶塞长10.0cm，直径应略大于锚杆孔孔径，以保证紧密塞堵孔口并固定入孔锚杆不掉落、不滑动。
进浆管选用直径2.0cm橡胶管，长度1.0m，外露0.4m。
排气管直径1.0cm，长度9.0m，可选用薄壁钢管或PVC硬管。
3.3.2注浆
锚杆注浆前，要按照实际施工工艺，砂子采用2.5mm筛子过筛，砂子细度模数不宜大于2.5。经筛分后的细砂和海螺P.042.5水泥按照施工配比现场拌制M30水泥砂浆，砂浆使用注浆搅拌机拌制，M30砂浆配比采用：水泥：砂=1:1，水泥：水 =1:0.45，砂浆稠度控制在70～90mm。
锚杆安装固定后，将孔口进浆管与灌浆管连接，持续匀速灌浆至排气管开始反浆，当反出的浆液浓度与拌制浆液浓度一致时闭管，此时应继续向孔内注浆3s~5s保证满浆后闭浆。
灌浆完成后不得碰撞、敲击、拉拔锚杆。
4 质量保证措施
（1）半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求，按进场的每批次随机抽样3%进行检验。
（2）钢筋原材料进场后进行外观质量检查，杆体直径要均匀、一致，无严重锈蚀、弯折且抗拉强度试验应满足工程设计要求；
（3）砂浆的强度等级、配合比应符合设计要求。 每一作业段检查一次。根据配合比设计，做砂浆试块，做强度试验；
（4）锚杆孔孔位偏差为10cm，特殊部位（如岩壁吊车梁、岩壁连续牛腿等）的锚杆，其孔位偏差应按设计要求执行。
（5）锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心；
（6）施工各工序完成后，要进行验收，上道工序验收合格后，方可进行下道工序，凡不合格者必须进行返工，使其达到质量标准和设计要求；
（7）PVC管摆布的方向应满足本次工艺性试验要求，端部封堵密实、牢固，灌浆端预留封孔距离；
（8）灌浆时，严格按照砂浆配比制浆，待回浆管回浆浓度与进浆浓度一致时关闭关闭回浆管，停止注浆。
5 锚杆砂浆饱满度无损检测
5.1检测仪器
锚杆无损检测采用武汉长大物探科技有限公司生产的无线锚杆锚固质量检测仪EDF，该仪器采用无线采集模式操作，采用精度高、内存储量大，对比性好，采样重复性佳，可测锚杆长度最大可达30m。数据分析软件功能齐全，可智能建立锚杆锚固模型及相应分析参数，可现场成像显示检测成果，辅助生成报告。
5.2 检测原理与方法
由锚杆端部发射的声频应力波经杆体向锚杆内传播，当遇到存在波阻抗差异的界面（如空洞、锚杆与砂浆等界面），将发生反射、透射或散射。在实际过程中透射波不易测得，但反射波可在其传至锚杆顶端时，通过周定在锚杆顶部的传感器（加速度性或速度型）测得，由于反射波携带锚固系统内的信息，将其放大、滤波和数据处理，识别来自不同部位的反射信息。
锚杆饱满度可按照模拟锚杆图谱进行定性评价，即将被检测锚杆的检测波形与模拟锚杆试验样品进行比对，并结合施工资料、地质条件综合判定。
锚杆砂浆饱满度大于90%条件：波形规则，呈指数快速衰减，持续时间短；时域信号时刻前无缺陷反射波，杆底反射波信号微弱或没有；幅频信号呈单峰形态，或可见微弱的杆底谐振幅，其相邻频差。
锚杆砂浆饱满度大于80%条件：波形规则，呈指数快速衰减，持续时间短；时域信号时刻前有缺陷反射波，活杆底反射波信号较明显；幅频信号呈单峰或不对称的双峰形态，或可见较弱的谐峰，其相邻频差。
5.3检测结果
2017年4月30日对金寨地下厂房一层第一批系统锚杆进行无损检测，锚杆检测数量97根，检测结果全部合格，其中：40根锚杆砂浆饱满度大于90%，5根锚杆砂浆饱满度大于80%。
6 结论
通过超长砂浆锚杆的顺利施工，为金寨抽水蓄能电站地下厂房提供了安祖俺的施工环境，促进了施工进度，形成了锚杆快速造孔、锚杆注浆质量、砂浆饱满度检测等诸多关键技术，为今后类似工程积累了经验。
参考文献
[1]邓汝锦.论我国大型整体地下室施工技术――以财富天地广场地下室工程为例[J].城市建筑，2013（2）.
论文作者:王文博1,孟祥男2,吕静茹3
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/9
标签：锚杆论文; 砂浆论文; 金寨论文; 饱满论文; 厂房论文; 直径论文; 地下论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;