北盤江善泥坡水電站中墩預(yù)應(yīng)力錨索施工淺析

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(中國水利水電第四工程局有限公司新疆公司，貴州 六盤水，553000)

1 工程概況

善泥坡水電站位于北盤江干流中游河段貴州省六盤水市水城縣順場鄉(xiāng)境內(nèi)，距水城縣118km，距貴陽市362km。電站水庫正常蓄水位885m，總庫容0.850億m3，調(diào)節(jié)庫容0.246億m3，是日調(diào)節(jié)水庫。電站裝機(jī)容量185.5MW，保證出力20.78MW，多年平均發(fā)電量6.788億kW·h。

本工程為Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型，工程樞紐主要由碾壓混凝土拱壩、壩身泄洪系統(tǒng)、右岸引水系統(tǒng)及地下廠房和小機(jī)組引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。

中孔閘墩、支撐橫梁布置預(yù)應(yīng)力錨索，分為主錨索和次錨索。其左、右中孔閘墩各布置5組3000kN級(jí)的主錨索，每組錨索由6根錨索組成(閘墩兩邊各3根)，單根錨索長度為17.549m～37.055m；與水平夾角為28.18°～46.18°；左右中孔支撐橫梁各布置12根1500kN級(jí)的次錨索，單根錨索長度14.6m，與主錨索間隔布置。

2 錨索施工方法

左、右中孔主錨索主要采用在錨固段預(yù)留孔進(jìn)行后期錨固段安裝施工，預(yù)留孔為“圓形”孔；左、右岸中孔次錨索采用預(yù)埋管法成孔施工，預(yù)埋管6.0m一節(jié)，主要采用人工配合塔吊吊運(yùn)安裝，管節(jié)與管節(jié)之間采用焊接連接，預(yù)埋管加固采用[8槽鋼制作成“三角叉”支撐架(與預(yù)埋管焊接)，并與支撐橫梁的鋼筋焊接一起；錨索安裝采用人工配合塔吊吊運(yùn)安裝施工，錨索張拉端、錨固端采用人工安裝，施工人員在中孔支撐橫梁兩端預(yù)留0.5m作為施工平臺(tái)進(jìn)行施工；張拉力為1500kN，鎖定拉力為1650kN；錨索孔道采用M35水泥砂漿進(jìn)行封孔灌漿施工。

錨索施工程序：施工準(zhǔn)備→預(yù)埋管加工→預(yù)埋管、定位管安裝及加固→壩體及閘墩混凝土澆筑→錨索制作→錨索安裝(穿束)→錨具安裝→錨索張拉及鎖定→鋼管內(nèi)注漿→錨索孔口防護(hù)處理→預(yù)留孔回填施工→外錨頭保護(hù)處理。

表1 錨索施工主要材料機(jī)械

2.1 中孔錨索預(yù)埋管施工

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，中孔閘墩的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索分為主錨索和次錨索，均采用預(yù)埋管成孔，主錨索預(yù)埋管采用φ219鋼管，次錨索預(yù)埋管采用φ159鋼管。次錨索沿左右岸水平方向布置，布置3排，沿高程方向與主錨索間隔布置。

主錨索預(yù)埋管采用人工將φ204mm定位管(L=1.0m)及固定鋼板(500mm×500mm×20mm)安裝(與閘墩周邊鋼筋焊接)，預(yù)埋管安裝主要采用人工配合8t汽車吊進(jìn)行安裝施工，以6.0m一節(jié)為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，隨混凝土澆筑高程逐根進(jìn)行安裝，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間采用焊接連接。

次錨索預(yù)埋管沿左右岸水平布置，采用人工將錨索一端的φ149定位管(L=1.0m)及固定鋼墊板(400mm×400mm×20mm)進(jìn)行安裝；預(yù)埋管安裝采用人工配合塔吊，以6.0m一節(jié)為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，以一端向另一端逐節(jié)安裝，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間采用焊接連接。

2.2 中孔錨索制作、安裝

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，錨索最大長度為37.055m，由于長度相對(duì)較長，吊運(yùn)施工難度大，主要在兩中孔之間采用9.0m長的20a工字鋼沿左右岸方向布置4根(間距0.5m)，與預(yù)埋的插件焊接，在工字鋼面板上滿鋪5m厚的馬道板，形成施工平臺(tái)，進(jìn)行錨索錨固端、張拉端施工，采用人工安裝固定鋼墊板、錨墊板、定位管等。

2.3 錨索安裝施工

主錨索穿索采用人工配合塔機(jī)進(jìn)行安裝，由塔機(jī)吊起張拉端，由人工將錨固段穿入預(yù)埋管內(nèi)，從預(yù)埋管高位端穿入，低位端引出。高位端人工下送，低位端人工下拉(在穿索前在預(yù)埋管穿入一根繩子)。

次錨索主要采用塔機(jī)吊運(yùn)至孔位后，從張拉端向錨固端穿索施工，在穿索前在預(yù)埋管內(nèi)穿入一根繩子，采用一端送，一端拉的施工方法進(jìn)行次錨索安裝施工。

2.4 錨索張拉施工

根據(jù)施工要求，閘墩及支撐橫梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行錨索張拉施工，錨索張拉主要采用以張拉力控制為主，以伸長值校核為輔的雙控操作方法；張拉采用在錨固端錨具鎖死，在張拉端采用千斤頂進(jìn)行分級(jí)荷載張拉施工；錨索張拉主要采用單根預(yù)緊和整束分級(jí)張拉兩個(gè)部分，其進(jìn)行預(yù)張拉2次(消除錨索隱蔽變形量)，張拉力為0.1～0.2倍設(shè)計(jì)值，其中整束分級(jí)張拉荷載要分級(jí)逐步施加，不能一次加至鎖定荷載。

錨索施工遵循“1500kN級(jí)次錨索先施工，3000kN級(jí)主錨索后施工”；同級(jí)錨索施工遵循“中間先施工，兩側(cè)錨索對(duì)稱后施工”；同一閘墩上錨索遵循“先中間，后兩側(cè)，逐步擴(kuò)散，對(duì)稱張拉”。

2.5 灌漿施工

根據(jù)設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求，為減少錨索預(yù)應(yīng)力損失，在錨索補(bǔ)償張拉完畢后48h內(nèi)進(jìn)行管道灌漿。灌漿前采用手提式砂輪切割機(jī)將多余的鋼絞線切除，并用環(huán)氧砂漿封堵固定端的夾片縫隙(以防漏漿)；錨索張拉及鎖定后，采用φ50PE管接引空壓機(jī)將預(yù)埋孔道雜物清理干凈。

制漿采用集中制漿的方法進(jìn)行，通過管道輸送到灌漿設(shè)備，灌漿壓力按0.45MPa控制，灌漿漿液水灰比為0.45∶1。灌漿標(biāo)準(zhǔn)為錨索孔口返漿為止，繼續(xù)灌注不小于30min，灌漿工作即可結(jié)束。

2.6 錨頭保護(hù)

(1)錨具以外的鋼絞線除留存15cm外，其余部分用磨光機(jī)切除。

(2)外錨頭按施工圖紙要求用混凝土封閉保護(hù)，混凝土保護(hù)層厚度不小于10cm。

3 錨索施工成果及質(zhì)量評(píng)價(jià)

中孔閘墩次錨索24根，主錨索60根全部張拉完成，施工成果見表2。

表2 中孔閘墩錨索張拉成果匯總

中孔閘墩錨索共80個(gè)單元，全部合格，合格率100%。

根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求，錨索注漿水泥漿液的水灰比為0.45，水泥選用P.04 2.5普通硅酸鹽水泥。為減少漿液干縮，提高早期強(qiáng)度，配制時(shí)加入一定的外加劑，配合比見表3。

表3 中孔閘墩錨索注漿漿液配合比

4 結(jié)語

善泥坡電站中墩預(yù)應(yīng)力主、次錨索施工，成功地完成了埋管、下料、安裝、張拉、注漿、外露段混凝土保護(hù)等各項(xiàng)工序，為類似工程提供了很好的借鑒。