預(yù)應(yīng)力錨索在達(dá)開水電站廠房中的應(yīng)用

陳道績

（宣威市革香河水電開發(fā)有限公司，云南 宣威655400）

1、工程概述：宣威市達(dá)開水電站位于云南省宣威市東邊的革香河下游，是革香河梯級規(guī)劃中的第三級水電站，水電站距離宣威市55km。電站采用混合式開發(fā)，以發(fā)電為單一開發(fā)目標(biāo)。達(dá)開水電站裝機容量60MW，保證出力9.1MW，年平均發(fā)電量2.5517×108Kw.h。

2、施工主材及工藝流程

2.1 主材：①鋼絞線采用符合美國ASTMA416-87a標(biāo)準(zhǔn)的1860MPa15.24mm光面及無粘結(jié)鋼絞線。②水泥采用P.O.42.5MPa普通硅酸鹽水泥。③鋼墊板鋼墊板材質(zhì)選用Q235鋼板。④錨具采用要任柳州歐維姆建筑機械有限公司生產(chǎn)的OVM15系列錨具。

2.2 施工工藝流程：鋼制錨墩預(yù)應(yīng)力錨索工藝流程:錨索及鋼墊板制作→造孔→鉆孔檢查、穿索→內(nèi)錨段灌漿→鋼墊板安裝→千斤頂、油表率定→張拉、測試、錨固→張拉段灌漿→外錨頭保護(hù)。

3、施工方法

3.1 鉆孔

鉆孔是錨索施工中的主要工序，錨索施工進(jìn)度主要取決于鉆孔速度。根據(jù)地質(zhì)條件，本工程主要采用潛孔沖擊鉆進(jìn)成孔。采用YG-60型錨固工程鉆機，配VHP750型1.2MPa/21m3中風(fēng)壓空壓機。對于φ1500kN錨索使用鉆具為DHD350沖擊器+直徑φ131mm鉆頭，對于2000kN錨索使用鉆具為DHD360沖擊器+直徑φ152mm鉆頭，鉆桿直徑φ89mm，鉆桿長度1500mm。頂拱上仰錨索采用QZJ100輕型鉆機進(jìn)行造孔。

(1)鉆機定位。根據(jù)設(shè)計孔口高程、傾角計算鉆機實際工作高度，作為鉆孔墊層高度及腳手架工作平臺搭設(shè)高度參考依據(jù);利用鉆機前部準(zhǔn)心和動力頭上部準(zhǔn)心是否與測量放樣方位線重合作為確定鉆機方位及鉆機移動依據(jù)，并采用地質(zhì)羅盤儀測量、水平尺校核、鉆機微調(diào)螺桿調(diào)節(jié);另外，為保證鉆孔時鉆機穩(wěn)固及鉆孔精確，可在地面打風(fēng)鉆孔，埋設(shè)錨筋或鋼管，利用鉆機支撐架加固鉆孔。

(2)鉆進(jìn)過程控制。開孔時嚴(yán)格控制鉆機開孔誤差，對沖擊器和鉆頭應(yīng)有一個支撐和限制，使其達(dá)到設(shè)計控制點。由于鉆桿自身重量及鉆具由多根鉆桿連接而成，鉆孔時會對精度有很大影響;因此為提高鉆孔精度，鉆孔過程中加強鉆具的導(dǎo)向作用，在鉆桿薄弱環(huán)節(jié)安裝鉆桿扶正器進(jìn)行孔道糾偏，并隨時檢測鉆進(jìn)過程中孔斜誤差。

(3)特殊地層鉆進(jìn)。當(dāng)鉆孔局部遇到極為破碎、基本無膠結(jié)能力破碎巖層時，鉆孔很難自穩(wěn)，容易塌孔，可采用局部固結(jié)注漿措施通過碎石層:第一步，正常鉆孔，到遇到破碎層時再鉆進(jìn)1～2m后停鉆，并記錄破碎層開始的位置;第二步，在達(dá)到破碎層前安裝止?jié){裝置，僅對破碎層部分進(jìn)行0.8～1.0MPa的壓力注入速凝水泥漿，使注漿液體在破碎層內(nèi)擴散范圍盡可能大，以固結(jié)碎石。第三步，在注漿4～8h后再進(jìn)行鉆孔，通過碎石固結(jié)段后重復(fù)第一步和第二步，直到通過破碎巖層。

(4)洗孔。鉆孔完畢后，應(yīng)將水管深入孔底，通過大流量水流，從孔內(nèi)向孔外進(jìn)行沖洗，回水清后再延續(xù)5～10min，結(jié)束后應(yīng)觀察孔內(nèi)的失水情況，若有較明顯失水的鉆孔應(yīng)進(jìn)行全孔固結(jié)灌漿。固結(jié)灌漿應(yīng)采用全孔一次灌漿。掃孔作業(yè)在2d后進(jìn)行，掃孔后應(yīng)將鉆孔清洗干凈并進(jìn)行簡易的壓水試驗。壓水試驗合格后，對鉆孔進(jìn)行全孔高壓風(fēng)吹干吹凈，做好孔口保護(hù)。

(5)鉆孔資料。鉆孔過程中應(yīng)做好鉆孔施工的原始記錄，包括鉆進(jìn)速率、返風(fēng)情況、返巖粉情況、地質(zhì)情況等。鉆孔完畢后應(yīng)對鉆孔資料進(jìn)行收集、整理，以作為分析孔道質(zhì)量依據(jù)。

3.2 錨索制作

本工程所設(shè)計的錨索有1500kN和2000kN兩種，分別由10根和14根φ15.24mm、1860MPa鋼絞線制成。鋼絞線采用砂輪切割機切斷，要求切口整齊無散頭，下料長度為L=L孔深+L鋼墊座厚+L頂長+L錨厚+20cm。組裝時，按圖紙要求組裝鋼絞線，對中隔離支架、灌漿管和充漿膨脹式止?jié){環(huán)。檢查鋼絞線編號位置和隔離支架間距合格后在內(nèi)錨固段兩隔離支架中間用14號鉛絲將所有鋼絞線捆扎在一起。對組裝好的錨索應(yīng)妥善存放，并登記、掛牌，表明錨索編號、長度等。存放點要求嚴(yán)格防潮防水防污染。

3.3 鋼墊板制作

1500kN錨索鋼墊板采用400mm×400mm、δ=40mm鋼板，2000kN錨索鋼墊板采用500mm×500mm、δ=50mm的鋼板。墊板材質(zhì)選用Q235鋼板，中心孔內(nèi)壁光滑平整、無毛刺，外側(cè)孔口倒角，采用氧氣線動割加工技術(shù)。

3.4 錨索安裝

錨索安裝就位前，要重新檢查錨索各部的位置是否正確，捆扎是否牢固，是否有損壞，對損壞的地方要進(jìn)行修補，經(jīng)檢查合格的錨索方可向孔內(nèi)安裝。錨索安裝前要求使用探孔器對巖孔重新檢查，發(fā)現(xiàn)塌孔、掉塊時應(yīng)進(jìn)行處理。錨索安裝采用人工輔以機械方式進(jìn)行，錨索曲率半徑應(yīng)大于3m，安裝推送過程用力要均勻，以免損壞錨索配件。如果錨索送入巖孔內(nèi)困難而必須將錨索抽出時，要對抽出錨索的損壞部分進(jìn)行修復(fù)。對于上仰錨索，在穿索過程中需要上頂?shù)耐饬Πㄥ^索自重和穿進(jìn)過程中的孔壁摩擦力，因此必須選用機械設(shè)備進(jìn)行送進(jìn)。為了確保安全，可采用1.5t卷揚機做為吊運設(shè)備，但必須固定好卷揚機反力設(shè)施。另外，用的錨索導(dǎo)軌支架，每5m安裝一個牽引索箍連接在卷揚機鋼絲繩上，對準(zhǔn)孔口，牽引一段用插銷固定，解開孔口的索箍，用下一個索箍牽引。依次進(jìn)行直到最后一段時，用專用的鎖緊夾片配合手動葫蘆使，錨索"倒吊"錨孔中。

3.5 錨索灌漿。錨索灌漿是錨索施工的關(guān)鍵技術(shù)之一錨固段灌漿的飽，滿程度決定了錨索是否可施加設(shè)計承載力的預(yù)應(yīng)力。自由段灌漿的飽滿程度以及錨固段與自由段注漿的連續(xù)性決定了錨索的使用壽命。灌漿采用普通硅酸鹽水泥，漿液P.O.42.5采用純水泥漿，漿液標(biāo)號M35(7d)，水灰比為0.35～0.4，摻適量的早強劑和膨脹劑。

對下傾錨索，一期注漿采用底部灌漿法。亦即，進(jìn)漿管在鉆孔底部，水泥漿由孔底壓入。灌漿漿液應(yīng)攪拌均勻，隨拌隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完，并嚴(yán)防石塊、雜物等混入漿液中。灌漿壓力0.3～0.5MPa，灌漿須一次完成?；貪{管置于孔口或止?jié){環(huán)處，開始灌漿時敞開回漿管，排出氣體、水和稀漿，當(dāng)設(shè)置于錨索止?jié){環(huán)前端回漿管排出的漿液與注入漿液的稠度一致時，關(guān)閉出漿口，屏漿30min即可結(jié)束。

3.6 鋼墊板錨墩安裝。鋼制錨墩在安裝過程中，一定要嚴(yán)格控制好以下幾個工藝環(huán)節(jié):

(1)孔口段必須保證錨索周圍的空間，在鋼板下加鋼套管或PVC管，保證錨索不偏心，與孔軸線一致，以保證張拉過程中鋼絞線不出現(xiàn)剪斷絲。(2)鋼板采用φ12～14插筋點焊固定或采用螺桿配螺母固定，鋼板與砂漿貼緊采用在鋼板上設(shè)鍵槽，增加調(diào)節(jié)余地可解決螺桿對中時精度不夠的問題。(3)板下松動或破碎巖層必須清除干凈，以免發(fā)生巖塊壓碎破壞而影響錨索的整體錨固效果。(4)采用7dM40水泥砂漿，且層厚應(yīng)不小于50mm。這樣既可保證鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層，也可起到應(yīng)力調(diào)整的作用。(5)孔口段埋設(shè)二次進(jìn)回漿管進(jìn)行封孔注漿，回漿管必須布置在孔口上部，進(jìn)漿管布置位置可根據(jù)孔口巖面情況進(jìn)行調(diào)整，以保證孔口段砂漿飽滿。

3.7 張拉鎖定。安裝工作錨具時錐形孔及夾片表面應(yīng)保持清潔，工具錨夾片可涂少量潤滑劑以便卸錨。工具錨與工作錨的孔位必須一致，不允許在千斤頂內(nèi)出現(xiàn)鋼絞線交叉現(xiàn)象。

結(jié)束語：利用鋼墊板剛性錨墩代替混凝土錨墩是安全可靠的，而且完全滿足規(guī)范和設(shè)計要求，采用鋼墊板剛性錨墩對原側(cè)墻巖層擾動小，有利于保證巖壁的整體穩(wěn)定性，且施工簡便，安全性高，而且可明顯節(jié)約工期，實用性較高。

[1]趙興安，杜宜兵，陳國平.自由式拉壓復(fù)合型預(yù)應(yīng)力錨索在金河水電站廠房后邊坡處理中的應(yīng)用.四川水力發(fā)電，2003年3期.