泄水閘閘墩預應力錨索施工研究

曾禮成 廣東水電二局股份有限公司

本次研究的工程項目為廣西郁江老口航運樞紐工程，為保證工程項目的順利實施，應制定完整的施工工序，并在閘墩混凝土施工前，充分熟悉、理解設(shè)計圖紙，做到現(xiàn)場情況與圖紙一致，不漏項。同時需要采取支架來穩(wěn)固錨墊板以及錨管，嚴格根據(jù)圖紙來設(shè)置錨索方向，并且采取焊接方式來穩(wěn)固定位支架，防止在具體澆筑環(huán)節(jié)預埋件會出現(xiàn)位移等情況。要求保證能夠準確、穩(wěn)固安裝孔道管位置，經(jīng)相關(guān)監(jiān)理工程師驗收合格后方可進行下一道工序。明確泄水閘閘墩預應力錨索施工工藝標準后，考慮到現(xiàn)場施工環(huán)境較為復雜，因此，需要搭設(shè)臨時防護進行施工保障。為此，下文將以廣西郁江老口航運樞紐工程項目為例，開展泄水閘閘墩預應力錨索的施工研究。

1.泄水閘閘墩預應力錨索施工設(shè)計

1.1 施工中錨頭的二期混凝土澆筑灌漿

在泄水閘閘墩預應力錨索施工時，為確保結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性，應進行施工中錨頭的二期混凝土澆筑。

混凝土灌漿澆筑行為應在錨索張拉施工完畢后3.0天內(nèi)實施，當施工現(xiàn)場完成錨索張拉施工后，由監(jiān)理工程師對階段性施工成果進行組織驗收，通過驗收后盡快進行管道灌漿。澆筑混凝土材料屬性如表1所示。

表1 施工中錨頭的二期澆筑混凝土材料屬性

按照上述方式，設(shè)定加固澆筑灌漿施工的條件。按照預設(shè)的比例摻入原材料，持續(xù)3.0小時進行漿液的攪拌處理，確保漿液的泌水率<2.0%后，結(jié)合施工需求，在制備的材料中摻入一定量的外加試劑。包括膨脹試劑、減水試劑等，添加時應注意試劑中的CL離子含量應<0.02%的水泥重量，在添加中持續(xù)進行原材料的攪拌，避免原材料中出現(xiàn)氣泡或出現(xiàn)澆筑材料PH值下降的問題。

在灌漿施工前，使用高壓水槍對孔道中的雜物、粉渣進行清理，使用空壓機裝置進行積水的處理。制漿并測記管路容積，當攪拌的漿液>鋼管有效容積時，開始進行錨頭的二期混凝土澆筑灌漿施工，為保證施工行為的連續(xù)性，應在施工中使用高速旋轉(zhuǎn)攪拌機輔助材料制備，確保澆筑材料的持續(xù)供應。

在對泄水閘閘墩主預應力錨索進行加固施工時，應采用間歇灌漿的方法，保證遵守由上游平孔實施進漿，隨后漿液在下游流出后做好其濃度檢驗工作，保證其濃度不變，隨后開展屏漿施工?？刂破翝{施工的連續(xù)性壓力為0.3Mpa，持續(xù)此種行為30.0min，完成后開啟放漿孔，持續(xù)放漿處理5.0min。再按照上述步驟，進行錨頭的第二次屏漿處理，反復兩次后關(guān)閉上游與下游的進出漿口，完成對泄水閘閘墩預應力錨索臨時防護中，錨頭的二期混凝土澆筑灌漿施工。需要注意的是，次錨索與主錨索加固處理步驟相同。

灌漿過程中必須加強觀測，如果發(fā)生漿液泄漏情況，需查明原因后方可施工。灌漿完成后48.0小時內(nèi)，必須加強觀測。

1.2 上游平孔防滲封堵處理

全部張拉完成后可用切割機（根據(jù)本項目施工需求，不能選用電弧切割機），對結(jié)構(gòu)中多余的絞線進行切除處理，上游平孔內(nèi)鋼絞線端頭可不切除。

在此基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)端面、錨頭、支撐墊板等位置進行水泥雜物處理，保證上游平孔位置的清潔，降低不穩(wěn)定因素造成的結(jié)構(gòu)預應力異常。

在進行平孔防滲封堵處理時，結(jié)合工程需求，優(yōu)先選用C35等級的混凝土作為封堵材料，在回填施工前，對老舊混凝土面層進行打毛。并在泄水閘閘墩預應力錨索臨時防護結(jié)構(gòu)的頂拱位置，安裝自動化回填灌漿機構(gòu)，將廊道內(nèi)清除干凈后，在14天內(nèi)完成對平孔的回填封堵處理，避免臨時防護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)漏漿、滲水等方面問題。

1.3 張拉平臺及腳手架搭設(shè)防護施工

為保證泄水閘閘墩預應力錨索防護結(jié)構(gòu)具有較強的穩(wěn)定性，可以為現(xiàn)場施工作業(yè)提供安全保障，在完成上述施工后，需要進行張拉平臺及腳手架搭設(shè)的安全防護施工。

在進行張拉作業(yè)平臺搭設(shè)時使用懸挑鋼架結(jié)構(gòu)作為支撐，在其上部掛設(shè)千斤頂，輔助預應力錨索的張拉施工。搭設(shè)時，應先在錨塊的頂部位置預埋一個鐵板，用于支撐、布置、焊接桁架與護欄。桁架整體參照“工”字鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，工字鋼與預埋鐵板焊接，完成焊接后，在桁架的底部位置，采用預埋鋼絞線的方式，對主體結(jié)構(gòu)的鎖定性進行強化處理。

次錨索施工需在桁架左右側(cè)各掛設(shè)4個高爬梯，將爬梯之間使用竹夾板作為銜接，通過此種方式，搭建一個臨時防護作業(yè)平臺，將預應力錨索施工中的張拉設(shè)備掛設(shè)在桁架挑梁位置，人員可站在工作平臺上進行張拉施工。

為確保搭設(shè)的桁架可以在施工中發(fā)揮更好的效果，要求桁架同時覆蓋泄水閘閘墩預應力錨索施工中的主錨索位置與次錨索位置，并可根據(jù)施工中的實際情況，隨時調(diào)整桁架轉(zhuǎn)至下個錨塊施工。錨塊頂部一圈設(shè)有安全防護網(wǎng)，施工過程中施工人員必須配備安全繩，錨塊底部設(shè)置安全隔離帶。

在腳手架搭設(shè)時，應先在閘墩的上游預留平孔，在平孔一側(cè)架設(shè)腳手架，腳手架的高度為14.0m，寬度為10.0m，施工中要確保腳手架覆蓋至少>6.0個平孔。同時，在平孔高程位置鋪設(shè)作業(yè)平臺，按照上述方式，在操作平臺上加裝防護網(wǎng)。為保證腳手架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使用鋼絲穿過腳手架中的預留平孔，進行泄水閘閘墩與腳手架結(jié)構(gòu)的固定。固定的點位應>6.0個，以此種方式，保證防護結(jié)構(gòu)的安全性，避免在施工作業(yè)中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)側(cè)傾或倒塌事故。

2.實例應用分析

上文從三個方面，完成了泄水閘閘墩預應力錨索的施工研究，為證明此次施工設(shè)計可以在施工現(xiàn)場發(fā)揮更好的效果，以廣西郁江老口航運樞紐工程為例，對設(shè)計的成果進行檢驗。

廣西郁江老口航運樞紐工程泄水閘共計13.0孔，閘墩順水流方向長35.8m，中墩寬3.2m，高30.5m，頂高程92.0m，共14.0個閘墩。其中靠廠房和靠左岸門庫壩段為1#左邊墩和14#右邊墩，其他為中墩，每個閘墩均設(shè)錨索預留平孔6.0個。所有閘墩的每個錨索孔設(shè)有4.0根錨索，施工中采用預埋金屬波紋管的方式進行成孔，主錨索金屬波紋管外徑為100.0mm，次錨索金屬波紋管外徑為90.0mm。

為避免預應力錨索在施工中出現(xiàn)形變與位移，影響結(jié)構(gòu)張拉施工的質(zhì)量，需采用型鋼和鋼筋加固確保成孔質(zhì)量。

按照本文設(shè)計的內(nèi)容，進行施工現(xiàn)場防護搭設(shè)，根據(jù)設(shè)計要求優(yōu)選噴涂環(huán)氧防腐材料的鋼絞線。鋼絞線應有出廠合格證書，按DL/T5083-2004附錄方法進行鋼絞線力學性能試驗，按規(guī)范要求進行外觀檢查。主錨索兩端采用M15-19錨具，次錨索兩端采用M15-13錨具。規(guī)劃施工中所用機械與材料，如表2所示。

表2 泄水閘閘墩預應力錨索施工防護施工機械與材料

按照標準化施工部署，進行安全防護結(jié)構(gòu)的架設(shè)，根據(jù)腳手架在使用中的承載，選擇連續(xù)測點進行結(jié)構(gòu)承載能力的測量與計算。對腳手架的承載力計算可用下述公式表示。

公式（1）中：P表示為腳手架承載力；p表示為立桿自重荷載；p表示為橫桿集中靜荷載；p表示為橫桿集中活荷載；p表示為工作人員重量荷載；p表示為其他荷載。獲取腳手架在使用中需要承載的作用力，將其與實測有效承載力進行對比，對比結(jié)果如圖1所示。

圖1 泄水閘閘墩預應力錨索施工防護腳手架承載力

從圖1中可以看出，防護腳手架結(jié)構(gòu)的實測有效承載力遠遠大于腳手架在使用中需要承載的作用力，說明此結(jié)構(gòu)可以在實際應用中起到較好的安全防護效果，可以為現(xiàn)場工作高空作業(yè)施工提供安全保障。

3.結(jié)束語

本文開展了泄水閘閘墩預應力錨索施工研究，并在完成研究后，選擇廣西郁江老口航運樞紐工程項目作為實例，通過實踐證明了該設(shè)計可以在施工現(xiàn)場起到良好的效果。但要進一步加強對現(xiàn)場施工質(zhì)量與安全的管控，應在預應力錨索的施工運輸與安裝時，應按照裝載標準，嚴禁在地面拖拉，防止破壞鋼絞線外皮。安裝時，做好對安裝孔的清理與檢查，孔道內(nèi)應用空壓機吹風清洗干凈，孔道通暢，不得有偏心。在進行錨索張拉施工時，如有滑絲和斷絲現(xiàn)象，應立即停止張拉，待找出原因后再進行張拉。量測的鋼絞線伸長值必須與計算的伸長值基本相符，伸長值的計算應在張拉前計算好填入表中，保證在施工中對張拉噸位的規(guī)范化檢測與控制。