某水電站溢洪道閘墩預(yù)應(yīng)力錨索缺陷處理技術(shù)

江建國(guó) 吳靜

摘 要：隨著水電工程建設(shè)的迅速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力閘墩的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，當(dāng)然出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)問題也越來(lái)越多，作者結(jié)合工程實(shí)例簡(jiǎn)述了一些常見缺陷及相應(yīng)的技術(shù)處理措施。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索；缺陷處理；技術(shù)

引言

隨著水電站工程建設(shè)的大力發(fā)展，電站泄洪設(shè)施的型式和結(jié)構(gòu)越來(lái)越多樣化，為了減少泄洪設(shè)施閘墩工程量、降低工程造價(jià)，加快工程建設(shè)進(jìn)度，在閘墩設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中往往采用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)來(lái)承擔(dān)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(xiàn)應(yīng)力集中等結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行的不利于因素。隨之而來(lái)的就是在施工過(guò)程中，偶爾會(huì)出現(xiàn)由于過(guò)程管控不嚴(yán)、測(cè)量及質(zhì)量控制不力，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力錨索不能完全滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。此時(shí)則需要采取一些非常規(guī)措施對(duì)已施工的錨索進(jìn)行處理，才能讓閘墩的預(yù)應(yīng)力錨索體系滿足結(jié)構(gòu)使用需要。

1 閘墩預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介

1.1 工程背景資料

根據(jù)某水電站設(shè)計(jì)技術(shù)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(yù)應(yīng)力錨索型結(jié)構(gòu)。

閘墩縱向設(shè)計(jì)采用3000kN級(jí)無(wú)粘結(jié)對(duì)穿預(yù)應(yīng)力錨索加固，錨固有效長(zhǎng)度28m；并采用每組7束豎向布置成列，每列設(shè)計(jì)安裝總噸位21000kN；其中左右邊墩各布置一列，左右中墩各對(duì)稱布置兩列?？傆?jì)3000kN級(jí)無(wú)粘結(jié)對(duì)穿預(yù)應(yīng)力錨索42束。

閘墩牛腿橫向采用2000kN級(jí)無(wú)粘結(jié)對(duì)穿預(yù)應(yīng)力錨索加固，錨固有效長(zhǎng)度5～7m；并采用每組6束豎向布置成列，每個(gè)閘墩布置兩列，設(shè)計(jì)安裝總噸位24000kN/墩；總計(jì)2000kN級(jí)無(wú)粘結(jié)對(duì)穿預(yù)應(yīng)力錨索48束。

根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求，閘墩錨索均采用預(yù)埋鐵皮波紋管成孔，其中3000kN級(jí)主索設(shè)計(jì)預(yù)埋孔徑為108mm，單束錨索采用19根1860Mpa級(jí)、φ15.24mm無(wú)粘結(jié)鋼絞線集束，允許一端張拉，超張拉115%鎖定；2000kN級(jí)次索設(shè)計(jì)預(yù)埋孔徑為108mm，單束錨索采用12根1860Mpa級(jí)、φ15.24mm無(wú)粘結(jié)鋼絞線集束，允許一端張拉，超張拉110%鎖定。

1.2 閘墩預(yù)應(yīng)力錨索布置示意圖

2 某水電站溢洪道預(yù)應(yīng)力錨索缺陷處理

2.1 工程存在問題及原因分析

在閘墩預(yù)應(yīng)力區(qū)混凝土澆筑完成并達(dá)到相關(guān)技術(shù)要求后，施工人員隨即進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索穿索、張拉及鎖定等施工。但是在施工過(guò)程中卻出現(xiàn)了部分錨索無(wú)法穿索、錨索張拉鎖定后預(yù)應(yīng)力損失大（預(yù)應(yīng)力損失甚至達(dá)到超張拉力值的30%）等現(xiàn)象。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及查閱資料分析，出現(xiàn)上述問題的原因主要有：（1）由于錨索孔道采用預(yù)埋鐵皮波紋管形式，鐵皮波紋管管壁很薄，同時(shí)波紋管固定點(diǎn)密度不夠，在混凝土澆筑過(guò)程中孔道出現(xiàn)變形或移位，最終導(dǎo)致無(wú)法穿索；（2）錨索采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線集束，在編索過(guò)程中索體體形及緊密度不夠，出現(xiàn)索體變形或松散無(wú)法穿過(guò)孔道；（3）設(shè)計(jì)預(yù)留索孔孔徑富裕度不充分；（4）錨索張拉過(guò)程程序不規(guī)范，未嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求進(jìn)行初始應(yīng)力、分級(jí)、穩(wěn)壓等規(guī)定動(dòng)作進(jìn)行，導(dǎo)致單束錨索內(nèi)單根鋼絞線之間受力不均，受力過(guò)大的夾片出現(xiàn)滑移松動(dòng)；（5）錨索錨具和夾具的選型或者匹配性不夠好；（6）個(gè)別錨索在編索過(guò)程中未清理干凈鋼絞線油脂，張拉后可能出現(xiàn)錨固夾片滑移現(xiàn)象等。

2.2 處理方案

針對(duì)上述存在問題，經(jīng)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(duì)錨索孔道是否暢通進(jìn)行檢查并疏通；（2）對(duì)已經(jīng)堵塞的孔道進(jìn)行原位掃孔；（3）對(duì)可以穿過(guò)部分鋼絞線，并無(wú)法進(jìn)行掃孔作業(yè)的索孔，根據(jù)能穿透鋼絞線根數(shù)和閘墩預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)噸位要求，與設(shè)計(jì)單位交流后采取保證閘墩預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)噸位情況下，重新調(diào)整每根鋼絞線設(shè)計(jì)應(yīng)力值并張拉到位；（4）對(duì)張拉后預(yù)應(yīng)力損失較大的錨索采取盡量采用安全退錨裝置進(jìn)行退錨，并將不合格部分處理后重新張拉（主索及次索應(yīng)力值調(diào)整案例如下表）；（5）所有錨索的張拉嚴(yán)格按照相關(guān)施工規(guī)程規(guī)范要求進(jìn)行；（6）對(duì)錨具及夾具的質(zhì)量、匹配性等進(jìn)行試驗(yàn)，確保滿足技術(shù)要求；（7）錨索張拉施工前，對(duì)千斤頂、壓力表等進(jìn)行率定或校驗(yàn)；（8）更換張拉端QM錨具為OVM錨具，以確保錨具質(zhì)量及鎖定效果；（9）加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)錨索監(jiān)測(cè)分析工作，為其他錨索施工提供技術(shù)支持等。

根據(jù)上述處理方案，對(duì)電站溢洪道閘墩預(yù)應(yīng)力錨索缺陷進(jìn)行處理，最終閘墩預(yù)應(yīng)力指標(biāo)基本滿足設(shè)計(jì)及使用要求。同時(shí)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明該閘墩預(yù)應(yīng)力錨索處理后運(yùn)行正常，能滿足工程功能設(shè)計(jì)要求。

表1 3000kN級(jí)主索應(yīng)力值調(diào)整表案例

表2 2000kN級(jí)次索應(yīng)力值調(diào)整表

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）預(yù)應(yīng)力錨索施工過(guò)程中須嚴(yán)格按照各項(xiàng)技術(shù)要求及施工規(guī)程規(guī)范進(jìn)行，加強(qiáng)施工過(guò)程管控，盡量避免類似問題的出現(xiàn)。否則會(huì)造成工程質(zhì)量缺陷或事故，以及經(jīng)濟(jì)損失。（2）實(shí)踐表明在技術(shù)允許范圍內(nèi)采取筆者所述預(yù)應(yīng)力調(diào)整的技術(shù)方案是可行的。（3）建議在設(shè)計(jì)類似閘墩之類需預(yù)埋錨索孔管道的技術(shù)方案時(shí)，應(yīng)充分考慮管道的強(qiáng)度、剛度、內(nèi)徑及方便施工等技術(shù)特點(diǎn)。（4）類似錨索的處理技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)也可結(jié)合其它工程實(shí)際情況借鑒運(yùn)用。

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作者簡(jiǎn)介：江建國(guó)，男，國(guó)電云南阿墨江發(fā)電有限公司，碩士研究生。