【摘要】岩石锚杆基础是通过锚杆与岩石的结合特性来承载上部杆塔的下压力和上拔力，利用锚杆与岩石的结合力，能显著减少基础尺寸和基坑开挖量，降低工程材料量和施工费用，大大缩短施工周期，在经济、环保、降低能耗上有突出优势。我公司在哈密南-郑州±800kV特高压直流输电线路工程中的成功应用，标志着这项新技术在现场施工中得以实现。文章介绍了这项新技术的工艺控制点、施工工器具的选择、施工方案及现场应用的结果。
国家电网公司建设的哈密南-郑州±800kV特高压直流输电线路工程按照地质及现场情况在部分地区采用锚杆式铁塔基础。按该工程测算，每基基础节省方量40m3混凝土，减少基础开挖时间24个工作日，减少原材料（钢筋）5t。同时，积极推广应用锚杆式铁塔基础施工技术，对于进一步提升国内电力设备企业产品研发和制造能力，以及提升建设单位施工水平等都具有重要带动作用。该工程新技术、新工艺、新材料、新设备的研究应用，促进了“两型三新”线路工程的建设，加快了建设以特高压电网为核心的“坚强智能电网”步伐。
1提高及改进施工工艺的要点
（1）基坑验槽：本工程锚杆式基础的设计为单腿四根地脚螺栓受力，地质对锚杆受力的影响尤为重要，因此施工前须对锚孔地质进行验槽，只有地质符合设计要求才能进行施工；
（2）如何提高潜孔机就位的水平精度，缩短成孔时间，保证桩孔偏斜、垂直度不超标；
（3）如何保证钻孔的垂直度，随时观察是否出现岩石断层；
（4）如何清除孔壁上粘附的土块及岩粉；
（5）如何保证细石混凝土的密实度。
2岩石锚杆基础施工流程
3施工方案概述
3.1施工前对人员、设备及材料的要求
（1）施工所用工器具、仪器仪表等应有计量合格证。特种作业人员必须持证上岗。开工前由项目部组织现场工程管理、安全等部门对所有施工人员进行技术、质量、安全等交底，确保施工人员对设计图纸、基础施工措施充分理解。
（2）主要设备及工器具：
由于该工程位于山丘地段，运输条件差，且岩石硬度较高。公司组织各部门技术人员经过论证认为采用KQG120Y潜孔钻机与分体空压机，便于现场运输，另因工作效率主要取决于空压机排量，故配套空压机易采用PDSG800高风压空压机，且该空压机排量较大，凿岩效率20-30米/小时，性能较好，现场较为适用（如表1，2）。
（3）锚杆材料的要求：
锚杆：按设计要求使用M68地脚螺栓（35#钢）。
水泥：水泥使用PO42.5R级普硅水泥，并有出厂合格证明和复试报告。
水：使用饮用水。
砂：砂的颗粒级配、含泥量、坚固性、有害物质含量、氯盐含量等应符合设计要求；锚杆基础选用砂的粒径在0.35-0.5mm之间，比重在2.5-2.75t/m3之间，含泥量≤3.0%；泥块含量≤1.0%。
石子：石子的颗粒级配、含泥量、针状和片状颗粒的含量、强度、坚固性、有害物质含量等应符合设计要求；碎石选择连续级配碎石，粒孔洞中细石混凝土中的碎石粒径为5～20mm。需注意碎石中针、片状颗粒含量≤15%；含泥量≤1.0%；泥块含量≤0.5%。
砂浆及混凝土：根据基础的设计要求、材料和施工条件进行砂浆及混凝土配合比的设计、实验；承台及立柱混凝土标号为C35，岩石锚杆细石混凝土标号为C35。
3.2线路复测及分坑
按照设计图纸进行线路复测，核实现场地形是否与设计相符。按照基础施工数据进行分坑放样。
3.3上部承台基坑的开挖
本工程锚杆式基础上部为掏挖式承台，下部为锚孔。在分坑结束后进行上部基坑的开挖，开挖时随时注意地质条件是否与设计相符。掏挖式承台基坑开挖完成后，项目部会同设计、监理对基坑进行验槽，符合设计要求后方可进行下道工序。
3.4坑底整平与钻孔位置的标记
由于岩石基坑开挖后坑底凹凸不平，不利于钻机的固定及锚孔位置的标识，故上部承台基坑开挖到设计深度时在基坑底部铺设2cm厚的素混凝土并整平（在完成灌孔后铲除），然后按设计要求精确标识锚孔位置。
3.5转机就位找正与固定
在钻机就位前各控制桩应完整无缺，复查地脚螺栓、立柱中心、承台中心根开尺寸、转角度数、基础和锚杆高差、孔间距等，并保证钻杆的水平投影垂直于坑壁。钻机就位找正先通过水平尺或经纬仪操高差的方法对机架机身进行操平，然后在钻机的钻杆正、侧面用坠陀垂吊法进行粗找，然后利用细线将坠陀在钻杆下端中心部位系住，待坠陀稳定后，检查钻杆顶部中心、坠陀的尖部、桩孔的中心是否在同一铅垂线上，通过微移找正，直至钻杆顶部中心、钻杆下端中心、桩孔中心在同一条铅垂线上，再利用钻机的自身重力与液压系统固定好钻机的支腿、机架和机身，使钻机在工作过程中不产生晃动，以保证成孔的垂直度。
3.6钻孔与钻杆垂直度的控制
（1）开钻前，必须经过监理工程师及现场质检员的同意后方可开钻。成孔后经监理及质检员检查，签字后，才能进行下道工序。钻进时应根据地质情况，控制钻进速度，防止因为钻杆下降速度过快、岩石破碎过慢造成蹩钻或潜孔钻机的移动。遇到障碍物时应停钻，等情况清楚后再钻进或采取相应措施。
（2）钻进时必须平稳施钻，龙头与主钻杆不允许有大的摆动，其钻进速度不宜过快，以免强行进钻造成孔的弯曲变形或倾斜。钻进过程中，必须对钻进速度、孔深、地层换层、特别是持力层等做好详细、清楚和全面的记录。若发现实际地层地质与设计勘测资料不相符时应做好准确记录并及时向监理和设计报告。记录必须与实际工序同步，如实填写。当钻进过程中出现潮湿地质结构层时，如钻进时无粉尘吹出现象时，必须停钻，待设计到现场进行处理。钻孔的深度以钻杆进深深度为控制依据，当钻孔达到设计深度时，应空钻出土，以减少拔钻时的阻力，然后拔出钻杆。
（3）钻杆垂直度的控制：采用双经纬仪加水平尺控制的方法控制钻杆的垂直度。在顺线路方向及横线路方向各架设一台经纬仪，在钻杆就位及开挖时用来观察钻杆的垂直度。采用磁性水平尺，在调整钻杆时吸附在钻杆上，配合经纬仪控制钻杆的垂直度。钻杆每下降20cm调整一次钻杆，以保证锚孔的垂直。
3.7孔深和垂直度的检查及清孔
（1）在锚孔钻挖完成后，检查成孔深度及垂直度是否符合设计。方法一：采用与孔径相同直径顺直的管材，并在管材上做与孔深相同的印记，探入孔底，如进出顺畅，并达到孔深印记，孔深和垂直度符合要求；方法二：按照设计尺寸量取锚孔的中心点，用激光对准器从中心点水平往孔壁移动，当对准器产生的激光与下部孔壁重合时，量取上部对准器与锚孔上部坑壁的距离L，然后量取锚孔的深度H。计算锚孔的倾斜度是否符合设计及规范要求。
（2）如孔深和垂直度符合设计要求，即可进行成孔清洗。因在钻孔时经过高压气流的冲刷，故只剩下孔内壁粘附的土块及石粉需要清洗。清洗方法：在直径14mm的钢筋上绑扎好布条用来做清洗孔的主要工器具“拖把”。在清洗时注意不能有水滴落，保证“拖把”的湿润即可。每次清洗时用干净的水冲洗“拖把”，以保证清洗的干净度。当清洗“拖把”的水不再有杂物沉淀时，则孔已清洗干净。如不慎将杂物或水弄进孔内，则用高压气枪吹出，重新清洗锚孔。
3.8锚孔灌浆
在完成地脚螺栓固定及找正后可以进行灌孔。灌孔用的砂石料及水泥必须经过有资质的实验室检验，符合规范要求才能使用。严格按照配合比拌制混凝土。为保证混凝土的流动性，防止粘挂内壁，在搅拌时稍微增加水的比重。混凝土搅拌好后，用小铲将混凝土送入深度为4850mm、直径为170mm的锚孔内，沿孔周围对称填入，每填入300mm高时，用直径14mm的钢钎捣固，混凝土须捣固密实，使锚杆与孔壁及混凝土之间紧密结合。在下料过程中须进行严格计算300mm高度时填充量，实际操作过程中每300mm高度填充量不得小于计算量，如在300mm高度灌孔结束时，混凝土剩余较多，则证明混凝土密实度不够或有漏捣，需要重新捣固。其充盈系数为1.1-1.3，以保证整体填充密实。
3.9进坑底部素混凝土清理及承台模板支立、浇制
在完成灌孔后，清理底部剩余的混凝土残渣及在平整承台底部找平时的素混凝土，以保证混凝土与岩石的粘连。清理完成后进行上部承台模板支立。因为上部模板较短，容易出现涨模现象。采取上部加压的方式固定。承台模板固定结实后，按常规施工进行承台混凝土的浇制及养护。
4结语
锚杆式铁塔基础施工是输电线路铁塔基础施工的新课题、新技术。通过哈密南-郑州±800kV特高压直流输电线路工程现场验证，这种施工方式是可行的。该工程新技术、新工艺、新材料的研究应用，促进了“两型三新”线路工程的建设，加快了建设以特高压电网为核心的“坚强智能电网”步伐。
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