李致宇
中国水利水电建设工程咨询西北有限公司 陕西省西安市 710100
摘要：本文就水电站岩锚梁锚杆注浆施工工艺作了简要探讨，设计对注浆饱满度要求较高，提高岩锚梁锚杆注浆饱满度一直是个难题，通过现场大量注浆试验，寻找切实可行的方法能有效提高注浆饱满度，供灌浆锚杆施工人员参考。
关键词：灌浆、锚杆、施工
某水电站主厂房洞室包括主机间、安装间和地下副厂房三部分。开挖总长度219.90m。岩锚吊车梁以上开挖跨度25.00m，以下为23.50m，尾水管底板至厂房顶拱开挖高度为55.30m。拱顶岩体厚240～290.0m。主机间安装6台单机容量为250MW的可逆式水泵水轮发电机组。机组间距26.50m，主机间长度为161.00m。主机间右端布置有安装场，安装场开挖长度为23.5m。地下副厂房左端局部扩挖布置渗漏集水井和排水泵房，泵房开挖长度30.1m，断面尺寸为10.0*5.4m（宽*高）；渗漏集水井开挖断面为30.1m*9.0m*21.0m（长*宽*高）。
岩锚梁锚杆布置图
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岩锚梁位于-32.87m高程，岩台宽度0.75m，桩号为0+161.0～0-43.95，开挖总长度204.95m。岩锚梁部位岩性相对较单一，围岩质量主要受断层及层间错动带分布及节理裂隙发育程度等影响。围岩大部分位于弱风化带内，岩体多属于镶嵌结构或镶嵌破裂结构，围岩质量以IV类为主。
根据设计要求，主厂房岩壁吊车梁单根锚杆砂浆的密实度应大于90%，因此，为保证岩壁吊车梁锚杆砂浆密实度达到质量标准，试验采用不同稠度的水泥砂浆进行岩壁吊车梁砂浆锚杆对比试验，以获取相关试验数据，通过现场对比试验确定可行的施工工艺、水泥砂浆配合比及施工方法，以对后续施工起到正确的指导作用。
主厂房岩锚梁锚杆注浆饱满度要达到90%，即全部为Ⅰ级锚杆，采用“先注浆、后插杆”方式无法达到设计要求，经多次采用“先插杆、后注浆”试验，能有效提高锚杆无损检测结果。岩锚梁部位岩石破碎、节理发育，有F54、F57等断层经过。主厂房岩壁吊车梁A、B锚杆采用Φ36的HRB400型螺纹钢、杆体长度12m，其开孔高程为厂房岩壁吊车梁上拐点向上0.9m 和1.55m处；Ｃ锚杆Φ32 、杆体长度为6m，开孔高程位于岩锚梁下拐点处。灌浆浆液采用强度等级M30的水泥砂浆。
经统计可得出结论，浆液配合比不满足要求、特殊情况处理不到位是导致锚杆注浆饱和度偏低的关键，占缺陷总数的78.61%。导致锚杆注浆饱满度平均值为79.3%，设计要求是将所有锚杆注浆饱和度提高到90%以上。通过对现状调查结果的统计，结合工程地质原因影响和施工合同约定，综合分析认为是可以做到的。根据锚杆注浆现场试验，最终确认影响注浆饱和度的2项主要原因为：注浆水灰比难控制、串浆冒浆特殊情况处理主要影响，导致锚杆注浆饱和度无法达到设计要求。
浆液配合比不满足要求、特殊情况处理不到位是导致锚杆注浆饱和度偏低的关键，占缺陷总数的78.61%。导致锚杆注浆饱满度平均值为79.3%，按照设计要求是将所有锚杆注浆饱和度提高到90%以上。结合工程地质原因影响和施工合同约定，通过原因分析及制定对策，杆注浆饱和度提高到90%是可以做到的。
岩锚梁锚杆注浆施工工艺，采用“先插杆、后注浆”方式，就新施工工艺对施工人员进行技术交底，现场进行注浆试验，让施工人员熟悉注浆过程。现场监理工程师全程旁站，及时发现问题并进行指导，逐步积累施工经验。
锚杆安装。首先对选定的锚杆孔进行清洗处理，将孔内岩粉及残渣清理干净，锚杆孔清理干净后，在已运至试验现场的锚杆杆体上采用细铅丝按1.2m间距绑扎1根Φ2cm、L=8.15m的PE软管，作为排气管，排气管距离锚杆底部5~10cm，露出杆体外长度不小于15cm，随后，在排气管与锚杆绑扎完成后采用0.8m3挖机将杆体顶送入锚杆孔内，并在孔口1m范围内埋设一根Φ2cm的PE软管作为进浆管，进浆管露出孔外长度20cm~30cm，最后，在注浆管安装完成后采用树脂锚固剂将整个锚杆孔封堵密实，待锚固剂凝固1h~2h后方可进行注浆施工。
要求施工单位对现场陈旧的、不满足施工工艺要求的机械设备进行更换，确保现场的机械设备满足施工工艺要求。现场已更换新搅拌机、搅拌槽。
注浆水灰比控制。现场严格按0.34:1水灰比注浆 ，水34KG：水泥 100KG：砂子 24KG：减水剂：0.18KG。所有配浆材料现场称重，浆液比重严格量测。
特殊情况处理。注浆过程中，会出现冒浆、串浆、无返浆等现象。冒浆情况处理：使用锚固卷对孔口封堵。串浆情况：串浆孔封堵，保证原孔注浆正常，对串浆孔进行补打。无返浆：洗孔后再注浆，如无返浆，重新造孔。
补充灌浆。若无损检测结果后有Ⅱ级锚杆，需在集中区域进行灌浆，孔深8M分两段进行灌浆，第一段0-3m、灌浆压力0.3MPa，第二段3-8m、灌浆压力0.8MPa，水灰比2:1；灌浆后再次进行无损检测。
通过认真执行后，再一次对岩锚梁锚杆进行无损检测，共计检测489根锚杆，481根合格，合格率为98.36%，Ⅰ级锚杆占60%，补充固结灌浆后Ⅰ级锚杆可达到100%。注浆饱满度由79.3%（平均值）提高到90%（全部为Ⅰ级锚杆）以上，平均注浆饱满度达到93%。增加了岩体的稳定性，减少了施工过程中临时支护的工程量。锚杆注浆饱满度达到设计要求，为岩锚梁浇筑奠定坚实的基础。
通过认真执行对策后，再一次对岩锚梁锚杆进行无损检测，共计检测489根锚杆，481根合格，合格率为98.36%，Ⅰ级锚杆占60%，补充固结灌浆后Ⅰ级锚杆可达到100%。注浆饱满度由79.3%（平均值）提高到90%（全部为Ⅰ级锚杆）以上，平均注浆饱满度达到93%。
通过此次岩锚梁注浆试验可得出，施工工艺起决定性作用。试验表明，“先插杆、后注浆”饱满度高于其他方式；水灰比控制是关键。严格控制水灰比很重要，通过多次试验，确定0.34:1为最佳水灰比。灌浆材料有水、水泥、减水剂、人工砂，所有材料用量均需过秤,比重称进行同步测量；采用新设备十分有效。施工现场由传统的低速搅拌槽改进为新型搅拌机，浆液搅拌均匀，注浆过程较为顺利；特殊情况处理。对现场注浆“堵管”、“冒浆”、“串浆”等现象进行恰当处理，可有效的提高施工进度；二次注浆的必要性。部分地质段锚杆注浆饱满度仍无法满足设计要求，故进行二次注浆，孔深8M，分两段灌浆。通过对二次注浆部位的锚杆进行检测，基本能满足设计要求。
参考文献：
[1]《水电水利工程锚喷支护施工规范》（DL/T5181-2003）