預應力錨桿在水電站邊坡支護中的應用探索

摘要：伴隨著經濟的發展和進步，在水電站管理工作中要整合具體技術體系，有效落實邊坡支護技術要求。本文結合案例對預應力錨桿施工內容進行分析，并集中闡釋了預應力錨桿在水電站邊坡支護中的應用，僅供參考。

關鍵詞：預應力錨桿；水電站；邊坡支護；應用

一、案例

某水電站大壩右岸邊坡開挖支護項目中，邊坡土性和巖性都是堆積體且強風化的壓實結構，在強降雨以及超飽和狀態下容易出現失穩問題。施工單位在2017年9月1日到9月6日開展相應的邊坡支護工作時，遭遇了當地的強降雨，雨量達到528mm，結合相應的設計要求對具體邊坡支護項目進行了分析發現，高程900m的馬道坍塌、高程1056m頂部出現20cm裂縫數條。基于此，施工單位經過與設計單位溝通，結合實際施工現場的安全監測數據，設計決定利用預應力錨桿和錨索等支護結構進行集中加固處理，在一定程度上減少了因結構失穩問題而造成的經濟損失。[1]

二、預應力錨桿施工概述

（一）技術參數

錨孔孔徑為58mm，桿長分為9.5m和8m兩種類型。需要注意的是，錨固結構中錨桿粘結材料主要選取的是水泥藥卷錨固劑，基礎性設計荷載參數頂拱結構為15t和邊墻結構為10t。

（二）原理

預應力錨桿加固治理工序的基本原理和預應力錨索結構較為相似，能借助穿過滑動面完成預應力錨桿控制，將外端直接固定在巖面結構上，而另一端則集中錨固在巖石中，有效形成基礎結構，尤其是在外端施加預應力后，就能保證錨桿和巖體在共同作用下完成基礎處理，借助滑動面摩擦力的增大，一定程度上完善巖體的穩定效果。在預應力錨桿應用過程中，要保證端頭錨固效果，一般會利用黏結式或者是機械式，前者要對張拉段以及錨固介質等進行預應力處理，后者則主要是借助速凝樹脂卷、快硬水泥卷等基礎設備完成處理工序。

三、預應力錨桿在水電站邊坡支護中的應用

（一）試驗項目

要想保證預應力錨桿施工項目真正發揮其實際價值和作用，就要對具體應用過程和處理要點進行具體分析，結合施工項目的整體要求完善生產性試驗過程，集中對材料性能、張拉時段以及錨桿錨固基礎性長度等參數予以分析判定，合理性完善數據對比論證管理，通過多組試驗數據論證設計參數的合理性，并完善設計參數，充分發揮預應力錨桿的作用，最終保證工程運行安全可靠。

在試驗項目中，要結合設計要求對錨孔深度進行統籌管理，深度控制在10m、孔徑控制在58mm，確保錨桿材料和錨具材質都能滿足設計要求，集中采取預置式扭力扳手分級張拉控制，有效完成持荷鎖定工作。相關施工技術人員要利用預置式扭力扳手完成測力計測試，保證試驗數據的可靠性，有效提高具體操作技能和效果。

（二）施工工藝

在預應力錨桿施工項目運行過程中，相關技術人員要按照標準化了流程完成操作管理工作，按照施工工序踐行統籌性施工管理工作。施工單位要積極落實系統化監督和管理機制，對工藝流程予以完善，在試驗項目工作結束后優化成本管理效果，提高操作體系的完整程度。

第一，施工準備工作。在準備工作中，要對材料予以監督和管控，合理性完善具體操作流程的基礎上，保證相應處理工序更加完整。預應力錨桿的基礎材料主要包括預應力用鋼筋、速凝水泥藥卷、緩凝水泥藥卷等，主要是利用32mm的二級螺紋鋼做錨桿體，確保桿體沒有嚴重的生銹問題，結合實際設計要求落實精細加工處理，為后續檢驗管理控制機制的全面開展奠定基礎。另外，也要保證設備管理工作和準備體系更加貼合整體操作流程，相應設備管理工作要滿足質量監督管理項目的根本需求，完善驗收資料的基礎上。[2]

第二，造孔工作。為了從根本上提高整體預應力錨桿施工質量，技術部門要對基礎建設過程和勞動生產率予以關注，確保錨孔造孔工作能滿足錨桿臺車和三臂鑿巖臺車處理效果。在造孔工作開始前，技術人員要結合圖紙對具體問題進行統籌分析，并且充分利用全站儀予以孔位定點放樣管理。在實際操作體系內要保證孔位偏差在50mm范圍內，偏差角度為1°到3°之間。在完成造孔操作后，借助高壓水槍進行集中處理和清洗，再用高壓風吹干孔內水，清孔是否干凈是影響錨桿體錨固效果的重要因素之一，并要求做好現場標識工作。

第三，預應力錨桿安裝工序，在錨孔驗收工作結束后應及時進行錨桿安裝1）要集中填裝水泥藥卷，尤其是在錨孔安裝藥卷前，施工人員要借助長桿探測設備對錨桿造孔的實際孔深進行認定，并且在錨桿結構上進行集中標記，完善設計錨固效果。利用體積法對實驗結果進行計算，初算材料用量，有效建立完整的錨桿處理機制，結合水泥藥卷性能以及相應試驗結果能對階段性施工項目進行總結。2）在施工項目具備基本施工總結后，要對速凝水泥藥卷浸泡時間予以控制，約為60秒到70秒，尤其是在浸泡相應藥卷的同時，要利用風槍對孔內進行清孔處理。3）在工作一段時間后總結得出，應保證速凝水泥卷不能直接插至孔底，距離孔底50cm為宜，確保送入量能滿足實際要求。4）在整個預應力錨桿施工項目中，輸送水泥藥卷過程中風槍風壓管控工作也較為關鍵，若是風壓參數較大，就會出現藥卷被風吹出的問題，若是風壓較小，則會出現堵管的問題，影響整體操作流程的完整性，基于此，要保證風壓參數的完整性和適中程度，合理性提高錨桿施工的基本質量。在經過多次調試對比分析后，應將風壓參數控制在0.35MPa到0.4MPa之間。5）錨桿和附件安裝，在桿體安裝工作結束后，相關技術人員要對錨桿的附件認真檢查并做好保護措施，尤其是提高托板結構和螺帽結構安裝水平，保證錨桿滿足設計要求，錨桿外露長度控制在0.15m，且巖面的平整度也應在被控制在規定的范圍內。6）預應力錨桿施工中，因為受到錨固段粘結效果和材料性能的影響，相關技術人員要對墊墩結構強度達到設計要求后才能張拉鎖定，確保錨桿張拉過程能被有效約束，不至于被壓壞等，保證后續工序的正常進行。

第四，張拉鎖定操作，技術人員要對預應力錨桿施工進行集中監督，就要對張拉鎖定工序予以關注，合理性優化管控流程的同時，確保操作管理質量和運維體系之間形成良好的互動。錨桿張拉鎖定工作要對自由端緩凝水泥卷的初凝前后狀態予以分析，將強度控制在20MPa以上，合理性維護試驗結果，確保錨桿張拉鎖定工作中，其安裝時間能在4個小時到8個小時以內。施工單位要借助預置式扭力扳手完成張拉加載處理，有效調整各個部位結構后，確保接觸的良好性，將設計荷載控制在50%、80%以及115%分級張拉，每級張拉達到預計張拉力要求后穩定5分鐘，最后一級時穩壓20分鐘，觀察數據無異常情況后方可鎖定。相關技術人員要按照逐級張拉操作工序提高穩定程度，記錄好錨桿伸長值，及時分析總結，為后續錨桿張拉鎖定程序提供經驗，減小誤差，避免錨桿施工不當而形成廢桿，不利于邊坡支護效果的同時也會增加項目成本。

第五，驗收和評定。參建單位要按照設計及施工相關規范規程有序開展相應的操作和管理，積極對施工各個階段開展項目評估，為后續施工整體監督管理效果的升級奠定基礎。其中，監理工程師主要對造孔項目、注漿流程以及張拉操作體系等進行工序監督和管理，有效完成現場驗收工作，保存好驗收評定資料，結合具體問題開展系統化管理和約束，為后續工程項目監理部門進行項目有效監督奠定基礎，滿足工程驗收以及評定的基本要求。也就是說，對于預應力錨桿施工項目而言，最終的質量校對和驗收工作十分關鍵，是影響整體管控作用的關鍵，需要引起相關單位的關注。[3]

四、結語

總而言之，在預應力錨桿施工進程中，技術人員要結合施工項目的基本情況落實系統化操作管理，整體邊坡在加固支護作用下約束了變形體的惡性發展，有效控制住了邊坡的穩定，保證工期正常有序推進，一定程度上避免了停工重新開挖支護的問題。

但是特別提醒的是施工過程中，造孔完成后對于孔的保護以及下桿注漿前，必須掃孔干凈，成孔和下桿時間間隔不宜太長，特別是雨季。施工工序過程控制是錨桿發揮成效的關鍵，往往在施工過程中容易忽視，造成結果的不理想和試驗的重復性。預應力錨桿具有預應力錨索相同的功能，但是相對于預應力錨索，預應力錨桿施工成本更低，投入小，施工進度易于控制，支護效果也理想，因此普遍用于邊坡治理中。

參考文獻：

[1]莫文.預應力錨桿在云南那邦水電站邊坡支護中的應用[J].云南水力發電，2014（z1）：1215.

[2]陳周云.預應力錨桿在錦屏水電站料場邊坡支護中的應用[J].人民長江，2013，44（14）：6365.

[3]葉曹華，陳周云，楊軍華，等.大奔流溝料場高邊坡支護型式和施工質量控制[J].人民長江，2013，44（14）：5759，75.

作者簡介：蘭林班（1990），男，壯族，廣西宜州人，本科，助理工程師，主要從事水工結構設計工作。