岩石锚杆基础施工方案.docx

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岩石锚杆基础施工方案

一、编制依据

1、榆横～潍坊1000千伏特高压交流输变电工程线路工程（06标）锚杆基础施工图、施工图会审纪要及设计交底有关要求；

2、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；

3、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GBJ50086-2001）；

4、《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22-2005）；

5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）（2011年版）；

6、《混凝土强度检验评定标准》（GBT50107-2010）；

7、《电力建设安全工作规程第2部分：

电力线路》（DL5009.2-2013）；

8、《1000kV架空输电线路施工及验收规范》（Q/GDW1153-2012）；

9、《1000kV架空输电线路施工质量检验及评定规程》（Q/GDW1163-2012）；

10、《国家电网公司施工项目部标准化管理手册》（2014年版）；

11、《国家电网公司输变电工程标准工艺管理办法》国网（基建/3）186-2015；

12、《国家电网公司基建安全管理规定》国网（基建/2）173-2015；

13、《国家电网公司基建技术管理规定》国网（基建/2）174-2015；

14、《国家电网公司基建质量管理规定》国网（基建/2）112-2015；

15、《国家电网公司输变电工程施工安全风险识别评估及预控措施管理办法》国网（基建/3）176-2015；

16、《输变电工程建设标准强制性条文实施管理规程》（Q/GDW248-2008）；

17、《国家电网公司输变电工程标准工艺（四）——典型施工工法》。

二、工程概况

榆横～潍坊1000千伏特高压交流输变电工程线路工程（6标）起于吕梁市中阳县暖泉镇中庄村附近，止于孝义市七里坡附近，起止杆塔号为：

3L070～3L149（不含），3R071～3R147（不含）。

线路长度：

L回路径长度39.651km，R回路径长度39.328km。

地形比例：

本标段60%为山地，40%为高山大岭无人区。

本标段全线共计155基，其中直线塔基122基，转角塔33基。

导线采用8分裂形式，其中10mm冰区采用8×JL1/G1A－630/45钢芯铝绞线，在15mm冰区采用8×JL1/G1A－630/55钢芯铝绞线。

本工程地线一根采用JLB20A-170铝包钢绞线，另一根OPGW采用OPGW-170，OPGW架设于线路前进方向左侧地线横担。

本工程跨越多，跨越3条500kV输电线路共6次、220kV电力线8次、110kV电力线6次、跨越G209国道2次、跨越S307省道2次。

本标段设计气象条件为基准风速30m/s，设计覆冰厚度10mm和15mm，污级等级为c级、d级。

本标段基础型式共三种，分别为：

挖孔基础型式、岩石嵌固基础型式、岩石锚杆基础型式，全线共计155基，其中岩锚基础15基，具体塔号为：

3L086、3LJ087、3J095、3LJ113、3LJ125、3LJ126、3LJ131、3LJ132、3R081、3R093、3R110、3R113、3R118、3R119、3R131、3R132。

岩锚基础塔基经过工程地质勘察，其工程地质岩层主要为中风化石灰岩，岩块强度较高，各地层物理学性质指标如下表：

序号

塔号

现场地貌

塔基土壤、地质结构

备注

3L086

中低山

0-0.5米为黄土,0.5-1.5米为强风化灰岩,1.5-15米中风化灰岩。

3LJ087

中低山

0-0.5米为黄土,0.5-1.2米为强风化灰岩,1.2-15米中风化灰岩。

3J095

中低山

0-2.0米为黄土,2.0-3.0米为强风化灰岩,3.0-15米中风化灰岩。

3LJ113

中低山

0-3.0米为黄土,3.0-6.0米为强风化灰岩,6.0-15米中风化灰岩。

3LJ125

中低山

0-0.5米为黄土,0.5-1.2米为强风化灰岩,1.2-15米中风化灰岩。

3LJ126

中低山

0-3.0米为黄土,3.0-4.5米为强风化灰岩,4.5-15米中风化灰岩。

3LJ131

中低山

0-1.1米为黄土,1.1-2.5米为强风化灰岩,4.5-15米中风化灰岩。

3LJ132

中低山

0-2.8米为黄土,2.8-3.4米为强风化灰岩,3.4米中风化灰岩。

3R081

中低山

0-6.0为黄土.6.0-7.5为强风化灰岩，7.5-15为中风化灰岩。

3R093

中低山

0-0.3为黄土，0.3-1.5为强风化灰岩，1.5-15为中风化灰岩。

3R110

中低山

0-0.5为黄土，0.5-1.6为强风化灰岩，1.6-15为中风化灰岩。

3R113

中低山

0-0.7为黄土，0.7-1.5为强风化灰岩，1.5-15为中风化灰岩。

3R118

中低山

0-0.6为黄土，0.6-1.2为强风化灰岩，0.6-1.5为中风化灰岩。

3R119

中低山

0-0.6为黄土，0.6-2.0为强风化灰岩，2.0-15为中风化灰岩。

3R131

中低山

0-0.2为黄土，0.2-0.5为强风化灰岩，0.5-15为中风化灰岩。

3R132

中低山

0-0.5为黄土，0.5-1.0为强风化灰岩，1.0-15为中风化灰岩

三、工程设计技术要求

依照工程设计要求，榆横~潍坊1000千伏特高压交流输变电工程线路工程（06标）塔基础岩石锚杆工程的技术要求如下：

1、钻孔布置：

每基塔分4个基础承台，承台底部尺寸介于2.5m×2.5m～2.7m×2.7m之间，承台高度介于1m～1.2m。

2、钻孔直径：

主锚筋为φ36mm，钻孔Φ110mm。

3、钻孔数量：

20根（3R081、3R118）；21根（3L086、3LJ087、3J095、3LJ113、3LJ125、3LJ126、3LJ131、3LJ132、3R093、3R110、3R113、3R119、3R131、3R132）。

4、钻孔深度：

4.65m-5.65m。

5、锚杆钢筋规格：

锚杆主锚筋规格为φ36mm，长度5.15m-8.45m，主柱主筋规格为φ32mm，长度2.78-3.97m；承台主筋φ18mm，长度2.4-2.56mm。

6、砼强度：

C30。

7、具体岩石锚杆基础配置情况如下表

岩石锚杆基础配置对照表

序号

桩号

塔型

呼高

基础型号

3L086

SZC30151A

YM2750-2000

YM2650-1500

3LJ087

ZBC30153A

YM2550-1600

YM2650-2000

YM2550-1600

YM2650-2000

3J095

ZBC30153A

YM2750-2000

YM2650-1500

YM2750-2000

3LJ113

ZBC30155A

YM2650-1500

YM2750-2000

YM2755-2400

3LJ125

ZBC30153A

YM2550-1600

3LJ126

ZBC30151A

YM2655-2000

YM2650-2000

YM2755-2000

YM2655-2000

3LJ131

ZBC30153A

YM2550-1600

3LJ132

ZBC30155A

YM2550-1600

3R081

ZBC30155A

YM2545-1400

YM2645-2000

YM2650-2000

YM2545-1400

3R093

ZBC30155A

YM2650-1500

YM2755-2000

YM2650-1500

3R110

ZBC30154A

YM2755-2000

3R113

JC30151A

YM2655-2000

YM2555-2000

YM2655-2000

YM2550-1600

3R118

SZC30153A

YM2550-1400

YM2555-1600

YM2545-1400

3R119

SJC30102A

YM2550-1600

YM2555-1600

3R131

SZC30104A

YM2545-1600

YM2550-1600

3R132

SZC30106A

YM2545-1600

YM2555-1600

YM2545-1600

8、锚杆基础偏心说明

本标段岩石锚杆基础均为立柱中心偏移，具体布置情况如下图：

图3.9-1锚杆基础立柱中心偏移示意图

9、承载力计算

1）锚筋（地螺）与砂浆粘结强度

πdh1τ1≥K1T

T----单根锚筋或地脚螺栓的设计上拔力，N；

K1---设计抗拔安全系数，取2～2.5；

d----锚筋或地脚螺栓直径，mm；

h1---锚筋或地脚螺栓的有效锚固长度，mm；

τ1---锚筋与水泥砂浆的粘结强度，N/mm2

C30细石混凝土，τ1=3

2）水泥砂浆柱体与岩壁粘结强度

πdh2τ2≥K1T

K1---设计抗拔安全系数，取2～2.5；

D----基础锚坑直径，mm；

h2---基础锚坑有效深度，mm；

τ2—岩壁与水泥砂浆的粘结强度，N/mm2。

3）岩石抗剪强度

τ3—岩壁与水泥砂浆的粘结强度，N/mm2

岩壁与水泥砂浆的粘结强度取值表表3.10-1

岩石类别

岩石风化程度

弱

中

强

τ2

τ3

τ2

τ3

τ2

τ3

硬质

0.7-1.5

0.07-0.17

0.5-0.7

0.04-0.09

0.3-0.5

0.02-0.03

软质

0.4-0.6

0.04-0.08

0.2-0.4

0.02-0.04

0.1-0.2

0.01-0.02

4）单根锚筋（地螺）强度

—锚筋（地螺）拉应力，N/mm2

Q----锚筋（地螺）有效截面，mm2；

---锚筋（地螺）容许拉应力，N/mm2；

四、岩石锚杆基础施工

1、工艺流程

岩石锚杆基础施工工艺流程如下（图4.1）

图4.1岩石锚杆基础工艺流程图

2、施工准备

2.1现场准备

2.1.1准备分坑用桩及相关设计图纸，进行现场踏勘，了解施工现场水、电、路布设及塔基孔位分布等情况。

2.1.2对塔位地质情况进行设计对比，有问题及时处理；

2.1.3对地下埋设物和障碍物等在施工前再度进行仔细复核，确认无误后方可施工。

2.1.4检查测量仪器、量具，保证完好，且在检测的有效期内。

2.1.5特殊工种、测量人员应经培训河沟后持证上岗。

2.1.6准备分坑用桩及相关设计图纸。

2.1.7进行劳务分包商资质审查，确定锚杆施工劳务队伍；

2.1.8进行钻孔、浇注技术，安全技术交底，所有施工人员经考试合格后方可上岗。

2.2材料准备

2.2.1锚杆进场后，对锚杆外观、直径、长度、焊接等项目进行检查，锚杆质量必须达到国家有关标准、规范和设计要求，并有出场质量证明文件。

2.2.2水泥的采购、运输、保管、使用等必须按相关规定程序进行，水泥标号不得低于42.5级。

2.2.3浇制用水采用饮用水，清洁的河溪水等。

2.2.4浇制用细骨料选用中砂，砂的颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质含量、氯离子含量等应符合普通混凝土用砂质量标准及检验方法的要求。

2.2.5碎石材料选择连续级配碎石，孔洞中细石混凝土中的碎石粒径为5-8mm，同时按水泥重量的6%-8%添加膨胀剂，掺入膨胀剂混凝土强度仍应达到C30等级，混凝土水中14天限制膨胀率大于0.02%；承台混凝土中的碎石粒径为5-40mm，石子的颗粒级配、含泥量、针状和片状颗粒含量、强度、坚固性、有害物质含量等应符合普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法的要求。

2.2.6根据普通混凝土配合比设计规程要求，结合材料和施工条件进行混凝土配合比的设计，试验。

考虑孔洞内混凝土的流动性，孔洞内混凝土塌落度取160-170mm，承台基础塌落度取35-50mm。

向锚孔内灌入混凝土时应分层人工（钢钎）捣固，分层厚度控制在300-500mm，现场用小型混凝土计量工具对灌入量严格计量。

单根总灌入的混凝土不得小于设计理论量，并应做好记录。

2.3施工机具准备

2.3.1主要机具有钻机、发电机组、空压机组、定制小型振动棒、经纬仪等。

2.3.2钻机性能参数

1）钻头：

根据岩石的硬度选用合金或金刚石钻头；

2）可钻岩层：

可钻强风化及中风化的片麻岩层及安山岩层。

3）钻孔深度：

钻孔累计进钻深度4-6.4米。

4）钻孔直径：

额定开孔直径100mm/120mm。

5）重量：

钻杆单件重量（不包括钻机及动力设备）不大于200kg。

钻机性能参数表2-3-1。

表2-3-1钻机性能参数

序号

项目

参数

钻孔直径

Φ90-Φ165mm

钻孔深度

40m

最大换杆长度

2.0m

工作风压

0.7-1.45Mpa

耗气量

孔径≤Φ160为10m3/min（1.45MPa）

适应岩石硬度

f=6-20

走行速度（双速）

2km/h, 3km/h

爬坡能力

24°

动力

康明斯高速柴油机 110KW

外形尺寸（长×宽×高）

57500×2020×2270（运输状态）

重量

2200kg

2.3.3钻机特点

1）钻机采用工程履带底盘，移动方便，较为适合高原丘陵等地貌。

底盘设有4个液压支腿，钻探施工中钻机振动小，稳定性好。

见右图：

施工中的钻机。

　2）钻机为全液压型式（液压驱动+液压控制），液压效率高，热平衡控制良好，系统工作稳定、可靠。

　　3）钻机所有执行机构的控制手柄、仪表集中在操作台上，操作、控制方便可靠。

　　4）钻机采用独创的伸缩钻架，钻架给进行程大，抗扭能力大。

伸缩钻架结构简单，维护方便，便于搬迁，孔口操作比较方便。

　　5）伸缩钻架的动架可作为液压起重千斤顶使用，提升力增加一倍，有利于孔口管、套管的起拔和孔内事故处理。

　　6）钻机设有加接钻杆的液压机械臂，可在直孔及小顶角（不大于13°）工况下使用。

同时钻机还配有辅助液压绞车，大大减轻机台工人的劳动强度，有利于机台安全施工、文明施工。

7）钻机采用75kw康明斯高速柴油机，噪音低，效率高，动力储备系数大。

3、锚杆基础施工

3.1现场平面布置

根据在满足施工需要情况下，尽可能少占地，路径短，减少植被破坏的规划原则，本工程锚杆基础施工的平面布置情况如下图（图3-1锚杆基础平面布置图）

图3-1锚杆基础平面布置图

3.2基面清理

3.2.1据复测后的杆塔基础中心桩，按设计要求清理施工基面，铲除覆盖层，使岩石完全暴露出来。

清理的范围按照锚杆机底盘及作业方便的原则，一般以基础腿中心外1.5～2m。

基面清理过程中严禁破坏基岩的整体结构。

3.2.2基面开方后应清理危石，并预先考虑可能与铁塔结构相碰的山体的距离，对于坚硬岩石不小于200mm，对于较软岩石应不小于500mm。

3.3锚杆基础分坑及承台基面平整

3.3.1锚杆基础分坑开挖作业前，首先对塔基原始地貌进行复测，如有地面标高、地质类型与设计图纸中不符时，停止施工，及时上报项目部，待项目部联系设计院确认后，方可正常施工。

3.3.2分坑时先使用仪器对准前后视塔位桩,复核该塔邻档档距及角度,校核中心桩到方向桩的距离,在适合位置定必要的辅助桩,并妥善保管,以便施工和质量检查。

3.3.3以铁塔中心桩与方向桩

连线根据基础半跟开值定出基础腿中心，以中心桩至基础中心方向建线,并根据基础底板尺寸和锚杆孔径间距确认锚杆孔径近点O1及远点位置O2位置,定位示意图如下图3.3-1

图3.3-1锚杆基础分坑示意图

3.3.4依旧设计锚孔距离，利用O1、O2孔位，依次确定其余孔径位置，标定孔位，标明孔号，定桩校正。

图3-3-2锚孔分坑定位示意图

3.4桩机就位

3.4.1将钻机驱使至作业现场，对动力及液压设备进行合理布置。

3.4.2利用水平尺进行将钻架定位和固定。

（1）将钻架的下底架移至基础腿中心。

（2）测工进行测量，确定打孔位置，参照孔位，放置下底架，并通过底架下的四角螺栓，将其调水平。

（3）用风枪在下底架的合适位置凿出4个以上的Φ40mm深500mm左右的孔，用膨胀螺栓和压板将底架固定。

（4）将上底架放在下底架上，并用定位销固定，按图纸要求核定小根开。

（5）将钻架立柱固定在上底架上。

（6）调节斜拉杆，确保立柱垂直。

3.4.3联接钻机和液压泵站上的管路，确保快速接头连接牢固，胶管合理弯曲。

3.4.4钻机进孔时，钻杆的垂直度用2台经纬仪测量调整（正面一台，侧面一台）。

3.5钻孔

3.5.1钻孔前按照设计要求定出孔位、做出标记。

3.5.2专职机手检查设备各部位是否安装稳妥，连接牢固。

3.5.3根据岩石不同的硬度，选择不同的钻头，当钻进速度较慢或出岩芯时，可加入钢砂配合钻头钻孔。

3.5.4针对本工程锚孔采用履带式可移动钻机的特点，锚杆钻孔施工时，采用先钻靠近基础中心桩的O1点位的锚孔，之后根据现场地形采用顺时针或逆时针顺序开钻。

3.5.5启动柴油机及液压设备，下降冲击器，在接近工作孔位前开始送风，冲击器开始工作，当冲击器进入岩层后，控制推进和回转速度，根据钻机机械特性，一般中风化岩层以每米进钻3分钟为宜，以适应该岩层钻进作业及确保开孔良好。

3.5.6当一根钻杆（2m）行程结束后，进行下一根钻的连接，以后重复进行钻杆连接直到完成钻孔施工。

倒换钻具时，使用专用卡具卡牢钻头后方可拆卸。

3.5.7钻孔过程中时刻注意固定好钻机底座，始终保证钻杆垂直，如有跑锚现象，立即停机处理。

3.5.8技术人员观察记录岩层变化情况。

发现地质情况与设计提供资料不符时应停机，并通知设计院处理。

如果钻进过程中发现进持速度发生明显变化，或者清出的石粉中夹杂大量的颗粒状碎石，则表面岩层中可能夹有碎石层，要及时通知设计等部门处理。

3.5.9钻孔施工过程中发现排渣异常，出现漏水、土层、地下水、暗沟、溶洞、地下河、地下管道、文物、墓穴等异常情况时，应停止钻孔施工，查明情况后再进行。

3.5.10钻孔结束后，立即使用专用堵孔设备进行堵孔，防治其他孔位施钻时，造成土渣灌入已完成的孔洞。

3.5.11锚杆孔洞允许偏差

锚杆进钻过程中，须严格控制锚杆孔洞成孔质量，具体锚杆孔洞允许偏差详见工艺质量要求及标准部分。

3.6移机

3.6.1完成该钻孔作业后停止推进，继续送风和回转，以保证孔底清洁，然后向上提升回转头，逐根拆除钻杆，直至全部钻具都提出孔外为止，钻孔作业结束。

3.6.2一个塔腿的锚孔完毕后。

将锚孔封闭。

防止风化及掉落杂物，并记录完成时间。

3.6.3将钻机直接驱使至另一个锚杆孔位上，重复以上工序，直至整基基础的施工完成。

3.7清孔

3.7.1钻孔施工完成后，移开钻孔设备。

清理基面四周的泥水、粉砂、碎石。

锚孔清洗前对其他锚孔要覆盖，防止泥水、碎石等杂物流人或掉人孔内。

3.7.2按反复循环淘水法，对锚孔逐个清洗。

即用清水沿孔壁四周缓慢倒人，冲洗孔壁四周附着的泥砂、沉渣，再用淘水设备或工具掏干锚孔内的泥砂、沉渣，反复数次，直至排出与进人的水的颜色基本一致，无砂粒或很少砂粒，用手触摸孔内壁无泥砂为止。

3.7.3清洗后用泡沫将孔底积水吸于，用专用覆盖物将锚孔覆盖。

防止水等其他杂物进入孔内或孔内岩石产生风化。

由于本工程钻机成孔速度快（一般1基基础2日内日即便完成钻孔），因此，整基基础锚杆清孔在钻孔完成后进行。

3.7.4将光滑的岩石基面表面凿毛，将易于活动的石子剔除干净，用清水冲洗干净，增加锚杆与岩层的粘结强度。

3.8验孔

锚孔成型后应有地址专业人员进行验孔，验孔合格后方可进行下一道工序施工。

3.9钢筋埋设

3.9.1锚杆安装前，需对锚孔各部尺寸和锚杆规格、长度等进行校核，锚孔超深部分用细石混凝土填充。

3.9.2首先完成钻孔及清空，在确认孔洞几何尺寸无误后，在基础腿上安装三角吊装支架，利用支架将锚杆垂直下入锚孔内，注意不得磕碰孔口周围，防止将杂物带入孔内。

施工方式见下图：

锚筋安装示意图

3.9.3锚筋安装时，须确保锚筋底部圆钢定位爪不受损失。

3.9.4锚杆找正：

锚杆底端利用定位爪找正，为确保锚杆在孔洞内钢筋保护层满足设计要求，在锚杆中间部位增焊定位爪；锚杆的上端利用拉棒进行找正，按设计要求找出锚杆中心位置，并利用拉棒对锚杆进行预固定，利用经纬仪找正锚杆位置，校核锚桩间的距离，校核锚杆垂直度，确认符合设计要求后，利用拉棒将锚杆可靠固定，完成锚杆上端找正作业。

锚杆找正示意图

3.10锚桩浇制

3.10.1锚桩采用C30细石混凝土，细石粒径要求5～8mm。

3.10.2考虑孔洞内混凝土的流动性，塌落度要求为160～170mm。

同时按照水泥重量的6～8%添加膨胀剂。

3.10.3对混凝土灌入量应进行严格计算，单根总灌入的混凝土不得小于设计理论量。

3.10.4向锚孔内灌入混凝土时应分层用小振动棒振捣或分层人工（钢钎）捣固，分层高度300-500mm。

3.10.5混凝土的灌注对锚杆基础的承载力有较大影响，施工过程中要严格控制混凝土灌注的质量，要一边灌注一边插捣振密，防止在锚固段存有混凝土断层。

3.11养护

3.11.1锚孔内砂浆和混凝土养护为自然养护。

3.11.2细石混凝土养护期间，距锚杆孔洞5m之内不允许有影响的作业，30m之内不允许有爆破作业。

3.11.3基础养护期至少达到7天，锚杆孔洞混凝土强度达设计强度70%后方可开展承台施工作业。

3.12承台施工

3.12.1在承台钢筋绑扎之前，应对承台底部岩石基面进行防风化处理，清除杂物，排除积水。

3.12.2针对基础立柱外露较高，基础模板侧壁与坑壁间需加以多点支撑，支模杆必须牢固不易弯曲，以防胀模。

3.12.3模板与钢管、钢管与钢管交叉点间用扣件卡牢,形成稳固的整体。

3.12.4搅拌时严格控制配合比和塌落度，确保基础强度。

3.12.5承台基础采用机械振捣，振捣时振动捧与混凝土面垂直，采用快插慢拔的

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