預(yù)應(yīng)力錨索在張峰水庫(kù)溢洪道工程中的應(yīng)用

侯利梅

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 預(yù)應(yīng)力錨索在張峰水庫(kù)溢洪道應(yīng)用情況概述

山西省張峰水庫(kù)樞紐為Ⅱ等工程，主要建筑物為2級(jí)。溢洪道總長(zhǎng)369 m，其中閘室段34 m，采用無(wú)底坎寬頂堰。閘墩基礎(chǔ)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索加固處理，分別采用22根和7根1 860 MPa無(wú)粘結(jié)鋼絞線(xiàn)成束，設(shè)計(jì)張拉噸位為3 000 kN和1 000 kN。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程圖

2 施工工藝流程

預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程嚴(yán)格按照閘墩錨索施工技術(shù)要求進(jìn)行。根據(jù)要求，預(yù)應(yīng)力錨索在完成造孔施工后，利用錨孔進(jìn)行圍巖灌漿，其技術(shù)要求參照固結(jié)灌漿標(biāo)準(zhǔn)。封孔后一定時(shí)間進(jìn)行掃孔作業(yè)、穿索、錨墩澆筑、錨索灌漿和錨索張拉等連貫性工序。

預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程見(jiàn)圖1。

3 主要施工材料及機(jī)具

3.1 施工材料

（1）鋼絞線(xiàn)∶錨索采用符合設(shè)計(jì)要求的國(guó)標(biāo)GB5224-2003規(guī)定的低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，型號(hào)為無(wú)粘結(jié)1×7-15.20-1860 MPa鋼絞線(xiàn)。

（2）水泥∶預(yù)應(yīng)力錨索孔道灌漿及錨墩混凝土的水泥，選用標(biāo)號(hào)為P.O42.5的水泥。

（3）錨具∶根據(jù)錨索為1 000 kN和3 000 kN噸位，錨具選用OVM錨固體系。

3.2 主要施工機(jī)具

（1）張拉機(jī)具∶錨索為1 000 kN和3 000 kN噸位，采用400 t、650 t千斤頂和配套電動(dòng)油泵及其機(jī)具進(jìn)行錨索張拉。

施工前，錨索張拉機(jī)具進(jìn)行率定。除配套張拉機(jī)具外，率定成果作為正式施工依據(jù)。

（2）預(yù)應(yīng)力錨索孔道灌漿采用HJ300制漿機(jī)制漿，HBW150-B灌漿泵灌注。

（3）鋼絞線(xiàn)斷料、切割采用砂輪切割機(jī)。

（4）鉆機(jī)：采用沖擊回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，MD-60型。

（5）空壓機(jī)：采用兩臺(tái)12 m3空壓機(jī)。

4 具體施工方法及技術(shù)措施

4.1 鉆孔

錨索試驗(yàn)孔位按設(shè)計(jì)要求定位測(cè)量放線(xiàn)。錨索孔開(kāi)孔偏差控制在10 cm以?xún)?nèi)，孔斜誤差不大于孔深的2%，鉆孔孔徑（D170 mm、D130 mm）滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

成孔方式采用孔底潛孔錘回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。

施工中做好鉆探班報(bào)表，詳細(xì)記錄鉆孔尺寸、鉆渣顏色、鉆進(jìn)速度和巖芯記錄等數(shù)據(jù)。

預(yù)應(yīng)力錨索孔的錨固段，位于穩(wěn)定的基巖中，當(dāng)鉆孔孔深已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度，而仍處于破碎帶或斷層等軟弱巖層時(shí)，則請(qǐng)示監(jiān)理人，經(jīng)批準(zhǔn)后延長(zhǎng)孔深，繼續(xù)鉆進(jìn)，直至穩(wěn)定的基巖中。

鉆孔完畢后，用高壓風(fēng)清理孔道，直至孔口基本不返鉆渣為止。在錨索索體安裝前，將孔口實(shí)施臨時(shí)封堵，以防止異物掉入孔內(nèi)。

4.2 圍巖灌漿

預(yù)應(yīng)力錨索在完成造孔施工后，要利用錨孔進(jìn)行圍巖灌漿。圍巖灌漿采用自下而上灌漿方法，水泥采用不低于P.O32.5級(jí)水泥，水灰比為0.5～0.6，壓力0.3～0.5 MPa，在設(shè)計(jì)壓力下當(dāng)注入率不大于0.4 L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30 min結(jié)束。灌漿結(jié)束2～3 d后進(jìn)行掃孔。

4.3 錨索安裝

（1）錨索索體的檢查驗(yàn)收∶檢查錨索導(dǎo)向帽、隔離架、承載板等錨索附屬物安裝情況，檢查錨索鋼絞線(xiàn)、灌漿管順直，不出現(xiàn)鋼絞線(xiàn)打絞的情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理。

（2）穿索∶在穿索前，將錨孔內(nèi)及孔口周?chē)s物清除干凈，錨索穿索采用人工扛抬，徐徐穿入錨孔內(nèi)，送入孔道的速度均勻，防止破壞錨索體和使錨索整體扭轉(zhuǎn)的情況。錨索轉(zhuǎn)彎半徑不小于3 m。穿索結(jié)束后，要及時(shí)將錨索外露部位包裹起來(lái)，防止污損。

4.4 錨墩澆筑

錨索安裝完成后，在混凝土澆筑前，先將基面清洗干凈，安裝模板、孔口錨墊板。

錨墩的幾何尺寸滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，錨墩立模用自制模板，模板拉條應(yīng)交叉布置，要與錨墩插筋焊接牢固，支好模板并潤(rùn)濕混凝土接觸面后即可澆筑墊座混凝土。墊座混凝土標(biāo)號(hào)不低于C35，采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥配制，其配比由試驗(yàn)室確定?；炷涟韬筒捎脭嚢铏C(jī)拌制，人工入倉(cāng)，錨墩澆筑采用插入式Φ30震動(dòng)棒振搗。錨墊板底部是預(yù)應(yīng)力錨索受力主要部位，澆筑時(shí)要嚴(yán)格檢查，要保證混凝土振搗密實(shí)，以防出現(xiàn)蜂窩麻面。

4.5 錨索灌漿

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及國(guó)內(nèi)通常做法，建議將錨索灌漿采用水泥漿。灌漿膠凝材料擬采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，拌制水泥砂漿，按試驗(yàn)室的配合比進(jìn)行配制，其強(qiáng)度不低于35 MPa。

灌漿前應(yīng)在孔口設(shè)置進(jìn)漿管、出漿管。孔口止?jié){采用帶有法蘭鐵管固定在錨墊板上，預(yù)留出漿口并用膠墊密封，出漿管與錨墊板出漿口連接。灌漿壓力要達(dá)到0.2 MPa從進(jìn)漿管灌入水泥砂漿，檢查回漿管返漿，當(dāng)回漿管為水泥砂漿時(shí)，開(kāi)始屏漿。保持0.2～0.3 MPa壓力、屏漿20 min后結(jié)束灌漿。

灌漿過(guò)程中留取水泥漿試樣，齡期達(dá)到后送試驗(yàn)室檢驗(yàn)強(qiáng)度，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

4.6 錨索張拉

（1）當(dāng)預(yù)應(yīng)力錨索內(nèi)砂漿強(qiáng)度和錨墩混凝土強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)證滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，進(jìn)行張拉工序作業(yè)。

（2）按照鋼絞線(xiàn)編號(hào)順序安裝工作錨板、工作夾片，安裝工作夾片要平整且?jiàn)A片分縫均勻。單根鋼絞線(xiàn)預(yù)緊力采用30 kN，預(yù)緊兩個(gè)循環(huán)。預(yù)緊時(shí)測(cè)量單根鋼絞線(xiàn)的伸長(zhǎng)值，如不能滿(mǎn)足要求，則增加預(yù)緊循環(huán)，直至符合要求。預(yù)緊完畢后，安裝張拉千斤頂、工具錨板及工作夾片，并檢查安裝誤差。

（3）張拉要嚴(yán)格執(zhí)行操作程序，采用應(yīng)力應(yīng)變雙控措施。每一級(jí)張拉到位后，測(cè)量錨索伸長(zhǎng)值并記錄。張拉過(guò)程要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要求緩慢、連續(xù)、勻速。

在張拉過(guò)程如出現(xiàn)鋼絞線(xiàn)斷絲或伸長(zhǎng)值異常變化等現(xiàn)象，立即停機(jī)查明原因，排除故障后繼續(xù)張拉。

（4）錨索張拉時(shí)，在千斤頂張拉端外側(cè)安裝防護(hù)裝置，以防張拉時(shí)，鋼絞線(xiàn)或錨具夾片斷裂失效后飛出傷人。

5 質(zhì)量保證措施

（1）對(duì)編成的錨索體進(jìn)行檢查。檢查各個(gè)承載板的鋼絞線(xiàn)位置、編號(hào)是否相符。

（2）錨索體固定端擠壓套認(rèn)真安裝，并進(jìn)行復(fù)查。

（3）穿索時(shí)緩慢進(jìn)行，不強(qiáng)行穿索，避免錨索體在孔內(nèi)互相纏繞，保證將索體全部穿入內(nèi)。

（4）錨索灌漿要保證砂漿強(qiáng)度，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)執(zhí)行。

（5）錨墩混凝土嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行，并振搗密實(shí)。

6 安全保證措施

（1）張拉現(xiàn)場(chǎng)用竹排設(shè)立圍護(hù)設(shè)施，并用鐵絲固定，掛警示牌，防止鋼絞線(xiàn)破壞時(shí)飛出傷人。

（2）非作業(yè)人員不允許進(jìn)入作業(yè)區(qū)，千斤頂出力方向45°內(nèi)不允許站人。

（3）所有作業(yè)人員佩戴安全帽。

7 結(jié)語(yǔ)

張峰水庫(kù)溢洪道錨索體圍巖為中-弱風(fēng)化細(xì)砂巖，巖體完整，吃漿量極少，在較短的時(shí)間內(nèi)能達(dá)到規(guī)定的注入率。故圍巖灌漿結(jié)合錨索灌漿進(jìn)行，具體步驟為：成孔后首先穿索，穿索后孔口封閉進(jìn)行圍巖灌漿，達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行錨索灌漿，錨索灌漿的水泥漿（水膠比0.4：1）將圍巖灌漿的水泥漿（水灰比0.6：1）從底部置換出。在回漿管觀測(cè)回漿比重，當(dāng)與進(jìn)漿比重相當(dāng)時(shí)，即可進(jìn)行屏漿作業(yè)，同樣可保證錨索體質(zhì)量，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。