柴石灘水庫溢洪道預(yù)應(yīng)力錨索施工

向金寶，盧昆生

（云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)水務(wù)局，655000，曲靖）

柴石灘水庫溢洪道預(yù)應(yīng)力錨索施工

向金寶，盧昆生

（云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)水務(wù)局，655000，曲靖）

柴石灘水庫；預(yù)應(yīng)力錨索；施工

一、工程概況

柴石灘水庫位于云南省昆明市宜良縣境內(nèi)南盤江干流上,是南盤江中下游梯級的龍頭水庫，水庫總庫容4.37 億 m3。

預(yù)應(yīng)力錨索是柴石灘水庫溢洪道高邊坡綜合加固治理的措施之一，整個坡面共布置424束100 t級預(yù)應(yīng)力錨索（高程 1 648.8m～1 743m），間、排距4m，其中孔深35m的錨索258束，孔深40m的錨索166束，錨墩頭均采用格梁進(jìn)行連接。

二、材料及設(shè)備選用

（1）錨索、錨具

錨索、錨具采用廣西柳州某預(yù)應(yīng)力股份有限公司的OVM系列產(chǎn)品，1 000 kN級錨索由 7×7φ5高強(qiáng)鋼絞線組成，單根7φ5強(qiáng)度為1 860MPa；錨具采用OVM 15—7型。

（2）張拉設(shè)備

電動油泵：ZB 4—500型。

張拉千斤頂：采用預(yù)張拉YDC 240Q—200型千斤頂；

整體張拉：采用YCW—150型千斤頂。

（3）鉆孔設(shè)備

采用宣化QZJ—100型潛孔鉆，沖擊器直徑115mm。

（4）灌漿設(shè)備

采用SGB—6—10型灌漿機(jī)，注漿壓力為0.25MPa。

三、施工方法

在錨索施工之前，先進(jìn)行生產(chǎn)性試驗。錨索、錨具及附件樣品，技術(shù)指標(biāo)，施工設(shè)備及規(guī)格性能，施工方法，試驗報告等資料，在施工前報監(jiān)理工程師審批后方可使用和實施。

錨索采用國產(chǎn)鋼絞線制備，主要指標(biāo)見表1。

鋼絞線應(yīng)有出廠證明書，對進(jìn)場的鋼絞線要進(jìn)行外觀、直徑的檢查，對有銹蝕、缺損者不得使用。鋼絞線的存放應(yīng)嚴(yán)防銹蝕及化學(xué)污染，否則不得使用。

錨索施工程序按錨索制作、鉆孔→穿索→內(nèi)錨段灌漿→張拉臺混凝土墊澆筑→張拉、測試、錨固→張拉段灌漿→外錨頭保護(hù)的順序進(jìn)行。每道工序均需經(jīng)中間檢查方可繼續(xù)施工，每道工序完成經(jīng)檢查合格后方可進(jìn)行下道工序施工。

四、施工措施

（1）施工準(zhǔn)備

在已進(jìn)行臨時支護(hù)的邊坡上，根據(jù)錨索設(shè)計高程，采用1.5″鋼管人工搭設(shè)腳手架及施工作業(yè)平臺，要求腳手架必須安全牢靠、穩(wěn)固，工作平臺寬度不小于2.0m。

（2）造孔

①鉆孔、定位。從施工區(qū)附近基準(zhǔn)點采用全站儀或經(jīng)緯儀定位，并用紅油漆標(biāo)明，按設(shè)計孔口位置，在腳手架平臺上安裝專用鋼管，將鉆機(jī)移到專用鋼管上，采用地質(zhì)羅盤儀進(jìn)行方位角與傾角定位。設(shè)計錨索傾角為0°或下傾 10°，深 30～40m。 由于鉆孔深度較深，受鉆頭和鉆桿自重的影響，鉆進(jìn)過程中鉆頭有一定的下沉，開孔時把傾角調(diào)到7°～8°范圍，固定鉆機(jī)后復(fù)測一次，達(dá)到設(shè)計要求后，接上風(fēng)管，即可開鉆。鉆進(jìn)過程中，分段用地質(zhì)羅盤儀或測斜儀進(jìn)行測斜，及時糾偏 （因鉆機(jī)及腳手架均為鐵質(zhì)，用地質(zhì)羅盤儀定向時，應(yīng)采用木尺導(dǎo)引方向施測，盡量避免外界因素的干擾）。鉆孔深度按照超設(shè)計孔深0.2m進(jìn)行施鉆。鉆孔孔徑、孔深均不得小于設(shè)計值，鉆孔傾角、方位角應(yīng)符合設(shè)計要求。其允許誤差：開孔偏差不得大于10 cm；孔斜誤差不得大于3%；超徑不得大于孔徑的3%。

表1 鋼絞線主要指標(biāo)表

②地質(zhì)缺陷處理。鉆孔過程中，若遇斷層孔段，巖石很破碎，鉆進(jìn)很快，且不回風(fēng)，出現(xiàn)卡鉆等現(xiàn)象，應(yīng)退出鉆頭、鉆桿后，進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，灌漿時采用孔口封堵。全孔灌漿壓力0.1～0.3MPa，漿液濃度 0.6∶1，水泥標(biāo)號不低于425號，灌漿結(jié)束后1～3天內(nèi)進(jìn)行重鉆掃孔成孔。對于斷層可能出現(xiàn)在設(shè)計內(nèi)錨段的，掃孔時應(yīng)征詢設(shè)計意見增加孔深。

③洗孔。鉆孔完畢后，對鉆進(jìn)情況正常的一般孔選用高壓風(fēng)將石渣、粉塵吹出，用破布或木頭堵塞孔口，防止雜物進(jìn)入孔內(nèi)。對鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)不回風(fēng)、堵孔、卡鉆等情況的異?？?，則采用高壓風(fēng)將孔內(nèi)石渣、粉塵吹出，反復(fù)數(shù)次，然后進(jìn)行探孔，若探孔至正?？咨疃鵁o異?，F(xiàn)象發(fā)生，可進(jìn)行下道工序，否則該孔需進(jìn)行回填固結(jié)處理后，再重鉆掃孔成孔。

④造孔過程中的注意事項。嚴(yán)格校驗開孔時鉆具的傾角和方位角，除經(jīng)設(shè)計同意，不得對設(shè)計傾角作修改；宜優(yōu)先采用輕型潛孔鉆鉆進(jìn)，鉆孔過程中應(yīng)進(jìn)行分段測斜，及時糾偏，鉆孔完畢再進(jìn)行一次全孔測斜；若遇塌孔等地質(zhì)缺陷造成鉆孔困難時，應(yīng)先進(jìn)行鉆孔固結(jié)灌漿后鉆進(jìn)，在設(shè)計孔終孔深度處仍為地質(zhì)缺陷部位時，應(yīng)按監(jiān)理工程師的指示進(jìn)行鉆孔加深；鉆孔完畢后，穿索前應(yīng)用高壓風(fēng)將鉆孔吹干凈。鉆孔完畢驗收合格后，應(yīng)做好孔口保護(hù)。

（3）錨索制作

①鋼絞線下料。將采購的整圈鋼絞線用1.5〃鋼管搭井字框，將整圈鋼絞線內(nèi)圈固定，使其站立；在下料長度范圍內(nèi)搭設(shè)工作臺，按設(shè)計長度丈量尺寸后，采用砂輪切割機(jī)切割鋼絞線下料；切口整齊無散頭現(xiàn)象。下料長度應(yīng)考慮到混凝土墊墩厚度、千斤頂長度、工具錨和工作錨的厚度要求，適當(dāng)保留余度。

②編索制束。將下好料的鋼絞線及各種進(jìn)、回漿管平行堆放于工作平臺上，對不同的進(jìn)、回漿管及鋼絞線在進(jìn)口段進(jìn)行編號并用不同顏色區(qū)別，然后按設(shè)計內(nèi)錨段長度12m位置安裝止?jié){環(huán)及各種進(jìn)、回漿管，保證管道暢通及耐壓要求（管路系統(tǒng)耐壓值不低于設(shè)計灌漿壓力的1.5倍），對耐壓值不夠或不通暢者要更換。管道安裝檢查完后管口臨時封閉，并掛牌編號。止?jié){環(huán)內(nèi)用環(huán)氧劑封填密實，逐根檢查銹蝕情況，有銹蝕的要全部清除，用汽油逐根清洗，用干凈棉紗擦干，保證鋼絲上無油膜存在，以確保鋼絞線與水泥漿膠結(jié)體之間有牢固黏結(jié)力。在內(nèi)錨段范圍內(nèi)，每間隔1m安裝一個對中支架，兩個對中支架之間綁扎一道無鋅鉛絲，以使其成棗核狀。張拉段2m裝一對中支架，并綁扎無鋅鉛絲，綁扎時保證鋼絞線與進(jìn)、回漿管平行，不得有交叉現(xiàn)象，最后在錨索端頭套上導(dǎo)向帽。錨索制作完畢后妥善存放，并登記，掛牌，標(biāo)明錨索編號、長度等。存放點要求防潮、防水、防銹、防污染。

（4）錨索安裝

采用人工輔以機(jī)械進(jìn)行安裝。下索前先校對錨索編號與孔口編號是否相符；用探頭檢查一次合格的孔，將編制好的錨索人工運至孔口，并將其送入孔內(nèi)，必要時輔以手動葫蘆配合，錨索安裝時曲率半徑不得小于3m，以防損壞錨索結(jié)構(gòu)。在穿索過程中，損壞錨索結(jié)構(gòu)的應(yīng)予更換；應(yīng)保證止?jié){、進(jìn)漿、回漿和充氣等設(shè)備完好。

（5）錨索灌漿

①錨索灌漿包括內(nèi)錨段灌漿和張拉段封孔灌漿。

②錨段灌漿采用止?jié){環(huán)或止?jié){包孔口進(jìn)漿、孔口排氣回漿的方式施工，內(nèi)錨段在錨索入孔后即進(jìn)行，張拉段在錨索張拉鎖定后進(jìn)行。內(nèi)錨段充氣時，止?jié){環(huán)的充氣壓力不低于2～3.5 kg/cm2。當(dāng)巖層較破碎，止?jié){環(huán)有以下幾種原因無法施工時，采用止?jié){包止?jié){：止?jié){環(huán)充氣壓力注漿壓力小，漿液直接回進(jìn)張拉段；吹孔過程中孔內(nèi)形成較大空腔，止?jié){環(huán)起不到止?jié){作用；孔內(nèi)巖層較差，漿液繞過止?jié){環(huán)進(jìn)入張拉段；止?jié){環(huán)相對較短，在止?jié){環(huán)采用孔壁的地方形成管涌，孔壁被破壞。止?jié){包的長度可根據(jù)鉆孔情況選用，一般50～120 cm。

③灌漿采用水泥漿灌注，水泥漿標(biāo)號為內(nèi)錨段350號 （7d），張拉段350號（28d），灌漿水泥采用 525號普通硅酸鹽水泥，灌漿液配比及外摻劑可由生產(chǎn)性試驗確定，并報設(shè)計單位同意和監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可采用。

（6）外錨頭墊座混凝土澆筑

在混凝土澆筑前先清理巖面，使其表面清潔且無松動，然后安裝孔口管與鋼墊板，按設(shè)計要求綁扎鋼筋，架立模板，在內(nèi)錨段灌漿后進(jìn)行混凝土澆筑。

鋼墊板是直接將錨具的集中荷載均勻地傳遞到混凝土墊座上的重要構(gòu)件，故鋼墊板的安裝須牢固、準(zhǔn)確，同時為保證錨墊板與錨孔軸線垂直，施工前將孔口管一端與錨墊板正交焊接，另一端插入孔對中，并按設(shè)計要求預(yù)埋灌漿管和排氣管及其他埋件?；炷僚浔劝词覂?nèi)試驗結(jié)果選定配比執(zhí)行，與內(nèi)錨段漿液材料配套，采用R28、50MPa混凝土。外錨墩混凝土由人工現(xiàn)場攪拌制備，皮桶傳運入倉，插入式振搗器振搗密實。

（7）錨索張拉錨固

①錨索張拉準(zhǔn)備。為保證張拉控制力的準(zhǔn)確性，在張拉作業(yè)前需對使用的張拉設(shè)備系統(tǒng) （包括千斤頂、油泵、壓力表等）進(jìn)行“油壓值—張拉力”的嚴(yán)格率定，并報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可使用。在內(nèi)錨段灌漿墊座混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，將夾片、錨具及絞線被夾持部位清理干凈，然后安裝錨具、千斤頂即可進(jìn)行張拉。為便于卸下工具錨，工具夾片可涂少量潤滑劑，工具錨板上孔的排列位置必須與前端工具錨的孔位一致，不允許在千斤頂?shù)拇┬目字邪l(fā)生鋼絞線交叉的現(xiàn)象。

②錨索張拉操作。張拉采用限位張拉自行錨固的方式施工。先安裝測力計，再安裝錨板、夾片、限位板、千斤頂及工具錨，最后錨索張拉錨固。在張拉時，先采用穿心式小千斤頂（YDC 240Q—200）進(jìn)行單根錨索預(yù)張緊，使錨索各根受力均勻，然后換大千斤頂（YCW—150型），再將 7根鋼絞線一起分級張拉至超張拉荷載時鎖定，1 000 kN級錨索張拉按下列分級進(jìn)行，并及時進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。

張拉過程中，當(dāng)達(dá)到每一級的控制張拉力后穩(wěn)定5min即可進(jìn)行下一級張拉，達(dá)到最后一級張拉力后穩(wěn)定10min即可鎖定。整個張拉過程中，千斤頂升荷速度控制在每分鐘不超過控制張拉力的70%。按《水工預(yù)應(yīng)力錨固施工規(guī)范》（SL 46—94）規(guī)定，采用應(yīng)力控制及伸長位校核操作方法，當(dāng)實際伸長值大于計算伸長值10%或小于5%時，暫停張拉，查明原因采取措施予以調(diào)整后，再繼續(xù)張拉，施工時以壓力表讀數(shù)為準(zhǔn)采用伸長值校核。

③錨索錨頭保護(hù)。錨索張拉灌漿完畢后，從錨具外端量起50mm鋼絞線，將其余部分用砂輪切割機(jī)截去。按設(shè)計尺寸立模澆筑與墊墩同標(biāo)號的混凝土（250 號（28d））保護(hù)。

五、錨索施工中的注意事項及檢查與驗收

內(nèi)錨段灌漿在錨索入孔后24 h內(nèi)完成。在內(nèi)錨段和混凝土墩達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后應(yīng)盡早進(jìn)行錨索張拉及張拉段灌漿。

錨索施工完畢7天內(nèi)，距錨索施工部位20m范圍內(nèi)不得進(jìn)行爆破作業(yè)，后期也不得在鄰近錨索施工部位進(jìn)行大規(guī)模爆破作業(yè)。

預(yù)應(yīng)力錨索質(zhì)量檢查與驗收嚴(yán)格按《水工預(yù)應(yīng)力錨固施工規(guī)范》（SL 46—94）有關(guān)條款執(zhí)行。

預(yù)應(yīng)力錨索施工前應(yīng)建立健全以崗位責(zé)任制為主的各項規(guī)章制度，認(rèn)真作好各工序的檢查與驗收。

施工中作好各工序施工記錄，及時整理分析。上道工序不合格或未經(jīng)驗收簽字的成品不得進(jìn)入下道工序。

發(fā)生質(zhì)量事故，及時提出事故報告，并與設(shè)計等有關(guān)單位共同擬定處理措施。

質(zhì)量檢查遵循以自檢為主的三級檢查制度。施工中，班組作好各工序施工記錄，及時整理、分析，并作為驗收依據(jù)。

現(xiàn)場質(zhì)量檢查應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

TV641

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1000-1123（2011）02-0051-03

2010-08-10

向金寶（1970—），男，工程師。

責(zé)任編輯 李建章