洞松水電站廠房后邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量控制

杜　林，　梁　偉

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都　610072)

洞松水電站廠房后邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量控制

杜林，梁偉

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都610072)

摘要：預(yù)應(yīng)力錨索是邊坡經(jīng)常使用的加固手段之一，因其作業(yè)工序特殊，又屬于地下隱蔽工程，對(duì)其質(zhì)量的管控只能從工序上進(jìn)行把控。以洞松水電站廠房后邊坡錨索施工為例，從原材料、施工工藝流程及作業(yè)工序等方面詳細(xì)敘述了預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量控制的細(xì)節(jié)，可供從事相關(guān)專業(yè)的人員參考。

關(guān)鍵詞：洞松水電站；廠房邊坡；預(yù)應(yīng)力錨索；工序作業(yè)；質(zhì)量控制

1工程概述

洞松水電站工程位于碩曲河中下游的鄉(xiāng)城縣香巴拉鎮(zhèn)、尼斯鄉(xiāng)及洞松鄉(xiāng)境內(nèi)，是碩曲河干流“一庫五級(jí)”開發(fā)方案中第四個(gè)梯級(jí)水電站。廠區(qū)建筑物主要包括：主副廠房、GIS樓、出線場(chǎng)、尾水閘墩、尾水渠道。安裝間布置于主機(jī)間右側(cè)，主廠房進(jìn)廠大門設(shè)于安裝間前端；母線廊道與電氣設(shè)備廊道、副廠房布置于主廠房后側(cè)；GIS樓布置于安裝間右側(cè)；進(jìn)廠公路位于廠區(qū)右側(cè)，與卡心大橋相接，距鄉(xiāng)城縣30 km，為三等中型工程。

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，廠房后邊坡錨索主要分布在GIS樓、安裝間和主機(jī)間0-068～0+036段，巖體主要以碳質(zhì)板巖為主，破碎、不穩(wěn)定。錨索設(shè)計(jì)布置三排，高程分布為2 535.3 m、2 539.3 m及2 543.3 m，排距及錨桿左右間距4 m，錨索長度L=35 m。錨索設(shè)計(jì)共75束，每束6股,錨索為壓力分散型，采用無粘結(jié)鋼絞線，設(shè)計(jì)張拉力為1 000 kN。

2預(yù)應(yīng)力錨索施工流程

預(yù)應(yīng)力錨索施工按以下工序進(jìn)行：測(cè)量定孔位——造孔——固壁注漿(遇地質(zhì)條件無法成孔或無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí))——清孔——錨索制作與安裝——錨索注漿——孔口承壓墩施工——預(yù)應(yīng)力張拉鎖定——外錨頭保護(hù)——竣工驗(yàn)收。

其中錨孔成孔及錨孔注漿是保證施工質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)，錨孔成孔的技術(shù)要點(diǎn)是如何防止孔壁坍塌、卡鉆；注漿的技術(shù)重點(diǎn)是如何將孔底的空氣、巖(土)沉渣和地下水排出孔外，以保證注漿飽滿密實(shí)。

3預(yù)應(yīng)力錨索施工主要工序質(zhì)量控制

3.1錨孔鉆孔

錨孔施工前，先依據(jù)錨孔部位搭設(shè)能滿足施工相應(yīng)承載力和牢固條件的腳手架，根據(jù)設(shè)計(jì)要求測(cè)量放出孔位并標(biāo)明孔位準(zhǔn)確位置。鉆機(jī)就位，用地質(zhì)羅盤測(cè)量孔的方位角和傾角以保證將鉆孔的精度控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，鉆孔的開孔偏差不得大于10 cm，錨索孔在任何一個(gè)方向上的入口偏差不得大于2.5°，在鉆進(jìn)長度方向上的孔斜偏差不得大于孔深的2%。鉆孔采用風(fēng)動(dòng)干鉆法，鉆孔不能用水沖鉆和沖洗孔壁。鉆孔過程中，要認(rèn)真做好施工記錄，如返渣、地下水及地層情況等，鉆孔直徑設(shè)計(jì)為110 mm，鉆孔深度通過鉆桿的根數(shù)控制，采用PVC管(或其他檢孔器)復(fù)核，鉆孔的實(shí)際孔深應(yīng)大于設(shè)計(jì)孔深，終孔孔深宜大于設(shè)計(jì)孔深40 cm。

施工中對(duì)于孔深大于40 m的孔為防止其發(fā)生孔斜，鉆孔采用剛度大、材質(zhì)好的粗徑鉆桿，鉆桿上每隔5～8 m安裝一個(gè)導(dǎo)正器對(duì)粗徑鉆桿扶正，以保證鉆具、鉆桿始終在鉆孔中間。采用JXY-2型羅盤測(cè)斜儀每5～8 m測(cè)量一次孔斜，隨時(shí)糾偏，以保證全孔孔斜在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后不能立即停鉆，應(yīng)穩(wěn)鉆3 min以上。鉆進(jìn)過程中，應(yīng)使用高壓空氣將孔內(nèi)的巖(土)粉和積水全部清除出孔外，確?？妆诟蓛簦瑥亩欣跐{體與巖壁之間的粘結(jié)。完成鉆孔并經(jīng)檢查合格后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行錨筋的安裝和錨孔注漿，避免擱置時(shí)間較長而導(dǎo)致塌孔。

造孔時(shí)塌孔的處理。遇鉆孔塌孔情況后，立即停止鉆進(jìn)并提鉆，拔出鉆桿后進(jìn)行固結(jié)灌漿，待漿體達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行鉆進(jìn)。

3.2錨索的制作與安裝

預(yù)應(yīng)力錨筋采用高強(qiáng)度、低松馳、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，強(qiáng)度等級(jí)為1 860 MPa，直徑15.2 mm，單根鋼絞線由7根直徑為5 mm的鋼絲組成；輔件選用硬質(zhì)的PVS塑料管道支架，材料中不含氯化物和其他易引起鋼材腐蝕和氫脆的成分，灌漿管采用直徑25 mm的PVC增強(qiáng)塑料管，承受壓力為0.7 MPa以上；工作錨具應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范中的質(zhì)量要求，保證錨索張拉時(shí)不產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。工作應(yīng)力不能超過使用材料的允許應(yīng)力，也不得產(chǎn)生明顯的變形。原材料的品種、質(zhì)量、規(guī)格及用量直接影響到工程的耐久、適用、堅(jiān)固及經(jīng)濟(jì)性能，且在一定程度上影響到結(jié)構(gòu)形式和施工方法，因此，對(duì)原材料的質(zhì)量控制在施工過程中具有非常重要的作用。本標(biāo)工程在原材料質(zhì)量控制方面實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制跟蹤檢查。

按設(shè)計(jì)要求下料，采用砂輪切割機(jī)進(jìn)行切割，錨索預(yù)留張拉段鋼絞線長度不得小于1.5 m。下料時(shí)應(yīng)注意各單元錨索長度不同。按設(shè)計(jì)要求量出錨固段長度后，將錨固段PE套管剝?nèi)?，去除鋼絞線面層保護(hù)油脂，先用鋸木屑清除保護(hù)油脂，然后用柴油及汽油反復(fù)清洗，清洗干凈后使用棉紗擦干，直到手感無油膩且表面光亮，用手?jǐn)f有澀滯感為止，并對(duì)裸露的鋼絞線進(jìn)行防護(hù)。

編錨前，先對(duì)鋼絞線進(jìn)行外觀檢查，只有檢查合格后的鋼絞線才能使用。編錨時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)中支架、隔離支架及注漿管等正確安裝，每隔1.5 m設(shè)置一個(gè)架線環(huán)以保證錨索的“平、直、順”。錨索編制或綁扎時(shí)應(yīng)使用鉛絲，在錨索體外側(cè)安置塑料或鋼制對(duì)中架，將預(yù)應(yīng)力錨索體在鉆孔內(nèi)居中放置。錨固段頂部安裝導(dǎo)向帽，對(duì)組裝好的錨索按照對(duì)應(yīng)的錨索孔進(jìn)行編號(hào)并妥善放置備用。

錨索編制完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求并簽發(fā)單項(xiàng)驗(yàn)收合格證。制作好的錨索體在運(yùn)輸及安裝過程中不能出現(xiàn)死彎折，不得損壞隔離架、注漿管及鋼絞線外包的涂塑層。

3.3錨索注漿

通過錨索注漿管注漿。錨孔注漿必須采用孔底返漿法，注漿過程中，當(dāng)出漿管排漿比重與灌漿比重相同時(shí)進(jìn)行屏漿，注漿使用水泥漿，水灰比≤0.4，漿體強(qiáng)度等級(jí)為C35。為達(dá)到錨固段膠結(jié)材料的快凝、早強(qiáng)、無腐蝕等性能，在漿液中按規(guī)定摻入了膨脹劑以產(chǎn)生側(cè)向應(yīng)力，加強(qiáng)錨固效果；為增加漿液的流動(dòng)性，易于泵送，還在漿液中按規(guī)定摻入了高效減水劑。進(jìn)漿必須連續(xù)，如因各種原因使進(jìn)漿中斷時(shí)間超過1h，必須采取措施重新灌注，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后結(jié)束。為保證漿液的錨固質(zhì)量，當(dāng)漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，不允許在錨索周圍20 m范圍內(nèi)進(jìn)行任何爆破或振動(dòng)工作。

3.4承壓墩

在預(yù)應(yīng)力錨索注漿完成后即可進(jìn)行承壓墩的施工。首先清理巖石面，對(duì)于巖石較為破碎或巖石面裂隙發(fā)育的部位需要處理巖石面；處理巖石面采用噴射C20混凝土，特殊部位應(yīng)掛鋼筋網(wǎng)或配筋后再噴射C20混凝土。承壓墩強(qiáng)度不低于C30。水泥強(qiáng)度等級(jí)為P.O42.5R，二級(jí)配；細(xì)骨料為中粗砂；摻入的外加劑由試驗(yàn)確定；當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即可開始預(yù)應(yīng)力錨束外錨頭的安裝與張拉?；炷脸袎憾罩蠎?yīng)設(shè)置鋼墊板，鋼墊板與混凝土承壓墩的承力面應(yīng)垂直于錨索孔的軸線，其偏差角不宜大于±2°。

3.5錨索的張拉與鎖定

張拉前，先對(duì)千斤頂、電動(dòng)油泵、壓力表等進(jìn)行標(biāo)定并繪制出張拉噸位與壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線圖。張拉器具按以下程序安裝：工作錨具安裝→限位板→千斤頂→自動(dòng)工具錨安裝→張拉。

張拉時(shí)，先進(jìn)行單根預(yù)應(yīng)力鋼絞線的預(yù)緊，使錨索各股預(yù)應(yīng)力鋼絞線的應(yīng)力均勻后，再進(jìn)行整索張拉。預(yù)緊應(yīng)力為張拉控制應(yīng)力的0.2～0.3。錨索分級(jí)加載和整索張拉程序按：0.2、0.25、0.5、0.75、1、1.05～1.1倍于張拉控制應(yīng)力6級(jí)荷載逐級(jí)張拉。為保證預(yù)應(yīng)力錨固力效果，在正式封孔注漿前，若錨索鎖定后保存的預(yù)應(yīng)力低于設(shè)計(jì)張拉力的90%時(shí)必須補(bǔ)償張拉；待其達(dá)到設(shè)計(jì)要求的錨固力后方可封孔注漿。

3.6錨頭防護(hù)

當(dāng)張拉鎖定完成后，應(yīng)及時(shí)對(duì)錨索進(jìn)行補(bǔ)漿和封錨。外錨頭先用手砂輪切割機(jī)按距夾片后端3～5 cm切除多余的鋼鉸線，嚴(yán)格去銹除油后及時(shí)采用與錨墩混凝土同標(biāo)號(hào)的混凝土進(jìn)行封錨，防止銹蝕破壞。

4結(jié)語

該工程邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中，嚴(yán)格按照質(zhì)量技術(shù)要求，從設(shè)備配置、原材料及施工過程全方位嚴(yán)格控制，注重細(xì)節(jié)控制，采取了一系列技術(shù)檢查手段，確保了預(yù)應(yīng)力錨索施工全部滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，最終保證了預(yù)應(yīng)力錨索施工全部符合設(shè)計(jì)質(zhì)量技術(shù)要求，確保了邊坡的安全穩(wěn)定，為后序工程施工及廠房安全運(yùn)營提供了可靠保障。

杜林(1981-)，男，四川南充人，項(xiàng)目經(jīng)理，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

梁偉(1985-)，男，貴州興義人，助理工程師，從事水利水電工程地基與基礎(chǔ)工程施工技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-02-15

文章編號(hào):1001-2184(2015)02-0068-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV52;TV522;TV546

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