預應力錨索在張峰水庫溢洪道工程中的應用

侯利梅

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 預應力錨索在張峰水庫溢洪道應用情況概述

山西省張峰水庫樞紐為Ⅱ等工程，主要建筑物為2級。溢洪道總長369 m，其中閘室段34 m，采用無底坎寬頂堰。閘墩基礎進行預應力錨索加固處理，分別采用22根和7根1 860 MPa無粘結鋼絞線成束，設計張拉噸位為3 000 kN和1 000 kN。

圖1 預應力錨索施工工藝流程圖

2 施工工藝流程

預應力錨索施工工藝流程嚴格按照閘墩錨索施工技術要求進行。根據要求，預應力錨索在完成造孔施工后，利用錨孔進行圍巖灌漿，其技術要求參照固結灌漿標準。封孔后一定時間進行掃孔作業、穿索、錨墩澆筑、錨索灌漿和錨索張拉等連貫性工序。

預應力錨索施工工藝流程見圖1。

3 主要施工材料及機具

3.1 施工材料

（1）鋼絞線∶錨索采用符合設計要求的國標GB5224-2003規定的低松弛預應力鋼絞線，型號為無粘結1×7-15.20-1860 MPa鋼絞線。

（2）水泥∶預應力錨索孔道灌漿及錨墩混凝土的水泥，選用標號為P.O42.5的水泥。

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

3.2 主要施工機具

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

施工前，錨索張拉機具進行率定。除配套張拉機具外，率定成果作為正式施工依據。

（2）預應力錨索孔道灌漿采用HJ300制漿機制漿，HBW150-B灌漿泵灌注。

（3）鋼絞線斷料、切割采用砂輪切割機。

（4）鉆機：采用沖擊回轉鉆機，MD-60型。

（5）空壓機：采用兩臺12 m3空壓機。

4 具體施工方法及技術措施

4.1 鉆孔

錨索試驗孔位按設計要求定位測量放線。錨索孔開孔偏差控制在10 cm以內，孔斜誤差不大于孔深的2%，鉆孔孔徑（D170 mm、D130 mm）滿足設計要求。

成孔方式采用孔底潛孔錘回轉鉆進。

施工中做好鉆探班報表，詳細記錄鉆孔尺寸、鉆渣顏色、鉆進速度和巖芯記錄等數據。

預應力錨索孔的錨固段，位于穩定的基巖中，當鉆孔孔深已經達到設計深度，而仍處于破碎帶或斷層等軟弱巖層時，則請示監理人，經批準后延長孔深，繼續鉆進，直至穩定的基巖中。

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

4.2 圍巖灌漿

預應力錨索在完成造孔施工后，要利用錨孔進行圍巖灌漿。圍巖灌漿采用自下而上灌漿方法，水泥采用不低于P.O32.5級水泥，水灰比為0.5～0.6，壓力0.3～0.5 MPa，在設計壓力下當注入率不大于0.4 L/min時，繼續灌注30 min結束。灌漿結束2～3 d后進行掃孔。

4.3 錨索安裝

（1）錨索索體的檢查驗收∶檢查錨索導向帽、隔離架、承載板等錨索附屬物安裝情況，檢查錨索鋼絞線、灌漿管順直，不出現鋼絞線打絞的情況，發現問題，及時處理。

（2）穿索∶在穿索前，將錨孔內及孔口周圍雜物清除干凈，錨索穿索采用人工扛抬，徐徐穿入錨孔內，送入孔道的速度均勻，防止破壞錨索體和使錨索整體扭轉的情況。錨索轉彎半徑不小于3 m。穿索結束后，要及時將錨索外露部位包裹起來，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。

錨墩的幾何尺寸滿足設計要求，錨墩立模用自制模板，模板拉條應交叉布置，要與錨墩插筋焊接牢固，支好模板并潤濕混凝土接觸面后即可澆筑墊座混凝土。墊座混凝土標號不低于C35，采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥配制，其配比由試驗室確定。混凝土拌和采用攪拌機拌制，人工入倉，錨墩澆筑采用插入式Φ30震動棒振搗。錨墊板底部是預應力錨索受力主要部位，澆筑時要嚴格檢查，要保證混凝土振搗密實，以防出現蜂窩麻面。

4.5 錨索灌漿

根據施工經驗及國內通常做法，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，按試驗室的配合比進行配制，其強度不低于35 MPa。

灌漿前應在孔口設置進漿管、出漿管。孔口止漿采用帶有法蘭鐵管固定在錨墊板上，預留出漿口并用膠墊密封，出漿管與錨墊板出漿口連接。灌漿壓力要達到0.2 MPa從進漿管灌入水泥砂漿，檢查回漿管返漿，當回漿管為水泥砂漿時，開始屏漿。保持0.2～0.3 MPa壓力、屏漿20 min后結束灌漿。

灌漿過程中留取水泥漿試樣，齡期達到后送試驗室檢驗強度，滿足設計強度要求。

4.6 錨索張拉

（1）當預應力錨索內砂漿強度和錨墩混凝土強度經驗證滿足設計強度要求后，進行張拉工序作業。

（2）按照鋼絞線編號順序安裝工作錨板、工作夾片，安裝工作夾片要平整且夾片分縫均勻。單根鋼絞線預緊力采用30 kN，預緊兩個循環。預緊時測量單根鋼絞線的伸長值，如不能滿足要求，則增加預緊循環，直至符合要求。預緊完畢后，安裝張拉千斤頂、工具錨板及工作夾片，并檢查安裝誤差。

（3）張拉要嚴格執行操作程序，采用應力應變雙控措施。每一級張拉到位后，測量錨索伸長值并記錄。張拉過程要嚴格執行技術規范和行業標準，要求緩慢、連續、勻速。

在張拉過程如出現鋼絞線斷絲或伸長值異常變化等現象，立即停機查明原因，排除故障后繼續張拉。

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

5 質量保證措施

（1）對編成的錨索體進行檢查。檢查各個承載板的鋼絞線位置、編號是否相符。

（2）錨索體固定端擠壓套認真安裝，并進行復查。

（3）穿索時緩慢進行，不強行穿索，避免錨索體在孔內互相纏繞，保證將索體全部穿入內。

（4）錨索灌漿要保證砂漿強度，嚴格按照設計執行。

（5）錨墩混凝土嚴格按照配合比進行，并振搗密實。

6 安全保證措施

（1）張拉現場用竹排設立圍護設施，并用鐵絲固定，掛警示牌，防止鋼絞線破壞時飛出傷人。

（2）非作業人員不允許進入作業區，千斤頂出力方向45°內不允許站人。

（3）所有作業人員佩戴安全帽。

7 結語

張峰水庫溢洪道錨索體圍巖為中-弱風化細砂巖，巖體完整，吃漿量極少，在較短的時間內能達到規定的注入率。故圍巖灌漿結合錨索灌漿進行，具體步驟為：成孔后首先穿索，穿索后孔口封閉進行圍巖灌漿，達到結束標準后進行錨索灌漿，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。在回漿管觀測回漿比重，當與進漿比重相當時，即可進行屏漿作業，同樣可保證錨索體質量，滿足設計要求。