某水電站溢洪道閘墩預應力錨索缺陷處理技術

江建國 吳靜

摘 要：隨著水電工程建設的迅速發展，預應力閘墩的運用越來越廣泛，當然出現的預應力錨索技術問題也越來越多，作者結合工程實例簡述了一些常見缺陷及相應的技術處理措施。

關鍵詞：預應力錨索；缺陷處理；技術

引言

隨著水電站工程建設的大力發展，電站泄洪設施的型式和結構越來越多樣化，為了減少泄洪設施閘墩工程量、降低工程造價，加快工程建設進度，在閘墩設計結構中往往采用預應力錨索技術來承擔閘門傳遞給閘墩的巨大荷載，防止在巨大荷載作用下閘墩混凝土開裂以及出現應力集中等結構安全運行的不利于因素。隨之而來的就是在施工過程中，偶爾會出現由于過程管控不嚴、測量及質量控制不力，導致預應力錨索不能完全滿足設計技術要求。此時則需要采取一些非常規措施對已施工的錨索進行處理，才能讓閘墩的預應力錨索體系滿足結構使用需要。

1 閘墩預應力錨索結構形式簡介

1.1 工程背景資料

根據某水電站設計技術資料，該電站的溢洪道閘門由三孔弧門閘門組成，其中泄水閘墩由左邊墩、左中墩、右中墩、右邊墩組成，所有閘墩均為預應力錨索型結構。

閘墩縱向設計采用3000kN級無粘結對穿預應力錨索加固，錨固有效長度28m；并采用每組7束豎向布置成列，每列設計安裝總噸位21000kN；其中左右邊墩各布置一列，左右中墩各對稱布置兩列。總計3000kN級無粘結對穿預應力錨索42束。

閘墩牛腿橫向采用2000kN級無粘結對穿預應力錨索加固，錨固有效長度5～7m；并采用每組6束豎向布置成列，每個閘墩布置兩列，設計安裝總噸位24000kN/墩；總計2000kN級無粘結對穿預應力錨索48束。

根據設計技術要求，閘墩錨索均采用預埋鐵皮波紋管成孔，其中3000kN級主索設計預埋孔徑為108mm，單束錨索采用19根1860Mpa級、φ15.24mm無粘結鋼絞線集束，允許一端張拉，超張拉115%鎖定；2000kN級次索設計預埋孔徑為108mm，單束錨索采用12根1860Mpa級、φ15.24mm無粘結鋼絞線集束，允許一端張拉，超張拉110%鎖定。

1.2 閘墩預應力錨索布置示意圖

2 某水電站溢洪道預應力錨索缺陷處理

2.1 工程存在問題及原因分析

在閘墩預應力區混凝土澆筑完成并達到相關技術要求后，施工人員隨即進行預應力錨索穿索、張拉及鎖定等施工。但是在施工過程中卻出現了部分錨索無法穿索、錨索張拉鎖定后預應力損失大（預應力損失甚至達到超張拉力值的30%）等現象。

經過現場調查及查閱資料分析，出現上述問題的原因主要有：（1）由于錨索孔道采用預埋鐵皮波紋管形式，鐵皮波紋管管壁很薄，同時波紋管固定點密度不夠，在混凝土澆筑過程中孔道出現變形或移位，最終導致無法穿索；（2）錨索采用無粘結鋼絞線集束，在編索過程中索體體形及緊密度不夠，出現索體變形或松散無法穿過孔道；（3）設計預留索孔孔徑富裕度不充分；（4）錨索張拉過程程序不規范，未嚴格按照施工規范要求進行初始應力、分級、穩壓等規定動作進行，導致單束錨索內單根鋼絞線之間受力不均，受力過大的夾片出現滑移松動；（5）錨索錨具和夾具的選型或者匹配性不夠好；（6）個別錨索在編索過程中未清理干凈鋼絞線油脂，張拉后可能出現錨固夾片滑移現象等。

2.2 處理方案

針對上述存在問題，經參建各方商討要就決定采取以下缺陷處理措施：（1）在錨索穿索之前，對錨索孔道是否暢通進行檢查并疏通；（2）對已經堵塞的孔道進行原位掃孔；（3）對可以穿過部分鋼絞線，并無法進行掃孔作業的索孔，根據能穿透鋼絞線根數和閘墩預應力設計噸位要求，與設計單位交流后采取保證閘墩預應力設計噸位情況下，重新調整每根鋼絞線設計應力值并張拉到位；（4）對張拉后預應力損失較大的錨索采取盡量采用安全退錨裝置進行退錨，并將不合格部分處理后重新張拉（主索及次索應力值調整案例如下表）；（5）所有錨索的張拉嚴格按照相關施工規程規范要求進行；（6）對錨具及夾具的質量、匹配性等進行試驗，確保滿足技術要求；（7）錨索張拉施工前，對千斤頂、壓力表等進行率定或校驗；（8）更換張拉端QM錨具為OVM錨具，以確保錨具質量及鎖定效果；（9）加強預應力監測錨索監測分析工作，為其他錨索施工提供技術支持等。

根據上述處理方案，對電站溢洪道閘墩預應力錨索缺陷進行處理，最終閘墩預應力指標基本滿足設計及使用要求。同時，經過實踐證明該閘墩預應力錨索處理后運行正常，能滿足工程功能設計要求。

表1 3000kN級主索應力值調整表案例

表2 2000kN級次索應力值調整表

3 結束語

（1）預應力錨索施工過程中須嚴格按照各項技術要求及施工規程規范進行，加強施工過程管控，盡量避免類似問題的出現。否則會造成工程質量缺陷或事故，以及經濟損失。（2）實踐表明在技術允許范圍內采取筆者所述預應力調整的技術方案是可行的。（3）建議在設計類似閘墩之類需預埋錨索孔管道的技術方案時，應充分考慮管道的強度、剛度、內徑及方便施工等技術特點。（4）類似錨索的處理技術及經驗也可結合其它工程實際情況借鑒運用。

參考文獻

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作者簡介：江建國，男，國電云南阿墨江發電有限公司，碩士研究生。