重慶銀盤水電站廠房蝸殼側(cè)墻預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)

劉亭

中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000

1 工程概況

根據(jù)設(shè)計藍(lán)圖要求，1號～4號機(jī)蝸殼側(cè)墻預(yù)應(yīng)力錨索分別布置在 EL160.73～EL186.57（EL180.70）高程之間，均為豎向預(yù)應(yīng)力錨索。其中，M18～M35錨索沿徑向布置，其余錨索均按間排距方向布置，具體布置參數(shù)詳見《機(jī)組段蝸殼邊墻預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)布置圖》。該單項工程共計豎向預(yù)應(yīng)力錨索160束，其中，1號～3號機(jī)錨索均為41束，4號機(jī)錨索為37束。除M32錨索長度為20.97m外（該錨索位于基坑進(jìn)入廊道內(nèi)），其余錨索長度均為26.84m，單根錨索設(shè)計張拉應(yīng)力均為2000kN[1]。

2 水電站廠房蝸殼側(cè)墻預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)分析

2.1 豎向預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)要點

（1）豎向預(yù)應(yīng)力錨索施工實施前，根據(jù)監(jiān)理工程師的指示要求，在1號～4號機(jī)蝸殼側(cè)墻預(yù)應(yīng)力錨索施工區(qū)域內(nèi)（在樁號0+027以下選擇），選擇一定數(shù)量的錨索進(jìn)行豎向預(yù)應(yīng)力錨索生產(chǎn)性試驗，試驗錨索的確定由設(shè)計及監(jiān)理現(xiàn)場指定。以熟悉和優(yōu)化施工工藝、施工工序及驗證設(shè)計參數(shù)[2]。在生產(chǎn)性試驗完成后，將試驗成果上報于監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，經(jīng)監(jiān)理、設(shè)計、業(yè)主同意后，方可正式應(yīng)用于施工。

（2）豎向預(yù)應(yīng)力錨索施工與發(fā)電機(jī)風(fēng)罩樓板混凝土澆筑交叉作業(yè)時，可在每臺機(jī)組縱、橫向分縫線側(cè)采用紅磚設(shè)置擋水墻，防止外來水進(jìn)入EL186.60水輪機(jī)層。同時，在每個錨索坑外采用紅磚砌筑30cm高的防水圍墻，墻上安置防護(hù)罩，防止養(yǎng)護(hù)水、水泥漿進(jìn)入錨索二期坑。具體的防護(hù)詳見《錨索施工保護(hù)設(shè)施設(shè)計圖》。

（3）錨索預(yù)埋管采用鋼板進(jìn)行封閉，避免混凝土澆筑時養(yǎng)護(hù)水、水泥漿等進(jìn)入錨索預(yù)埋管，保證錨索施工質(zhì)量。

（4） 錨索張拉時，蝸殼頂板混凝土（高程186.60m以下）應(yīng)達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度。

2.2 主要施工方法

2.2.1 錨索張拉坑及預(yù)埋管處理

（1）錨索張拉坑處理

檢查錨索張拉坑尺寸是否符合設(shè)計尺寸要求，若滿足尺寸要求，則只需對張拉坑四壁做人工打毛處理，并保持坑底面打磨水平。處理張拉坑時，采用鋼板對錨索預(yù)埋鋼管管口進(jìn)行封蓋，避免砼渣等雜物落入管內(nèi)。若不符合尺寸要求，可人工鑿除多余的砼，然后再進(jìn)行張拉坑處理。

（2） 預(yù)埋管處理

①采用人工吊線的方法檢測錨索埋管深度，核對是否和設(shè)計尺寸相符合，若存在埋管堵塞或深度不符合設(shè)計尺寸要求時，采用XY-2PC地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔。鉆孔達(dá)到設(shè)計孔深后，孔內(nèi)的石渣、破碎的砼塊通過高壓水沖洗出孔外（注：可在鉆桿內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)格，孔內(nèi)的石渣和破碎的砼塊通過高壓進(jìn)入鉆桿內(nèi)，然后通過提升鉆桿取出石渣）。②管內(nèi)的附著物采用高壓水進(jìn)行沖洗（注：可在噴嘴的側(cè)面開孔，通過高壓將壓力水從桿件的側(cè)面噴出，以達(dá)到?jīng)_洗管內(nèi)附著物的效果）。③若錨索埋管內(nèi)存在著短鋼筋或模板，可設(shè)置抓取裝置，通過下桿至孔底抓取雜物后再進(jìn)行管內(nèi)沖洗。④保持埋管接頭處內(nèi)壁光滑（若不光滑時，可對二期灌漿段的埋管采用鉆機(jī)下套桿空鉆打磨的方式進(jìn)行內(nèi)壁打滑），避免送索時劃破止?jié){氣囊。⑤為方便二期灌漿進(jìn)漿管穿管，利用切割機(jī)將預(yù)埋鋼管管口處切出寬28～30cm的斜槽。斜槽深度（埋管半徑方向） 約20～25mm，長度（埋管軸線方向） 約100～150mm。切槽處理完成后，采用打磨機(jī)對預(yù)埋鋼管管口進(jìn)行打磨，使管口斷面水平，管口比錨索張拉坑底面低5～10mm。管口打磨、切斜槽時，需在管口一定深度處設(shè)置管塞，待管口處理完畢后，拉出管塞帶出打磨切割管口時的鋼渣、砼渣等，嚴(yán)禁將廢渣等雜物掉進(jìn)埋管內(nèi)。⑥錨索張拉坑、錨索預(yù)埋鋼管處理完成后，對坑底、坑壁、斜槽等部位采用高壓水沖洗干凈，并利用水桶、水瓢等工具排出張拉坑內(nèi)的積水。

2.2.2 錨索組裝

（1）內(nèi)、外錨固段去皮洗油：內(nèi)、外錨固段鋼絞線按設(shè)計錨固段長度去皮洗油，誤差在1cm范圍內(nèi)（去皮洗油長度以最短的一根鋼絞線為準(zhǔn)）。采用電工刀鋸口，人工拉拔方法去皮，洗油時采用專用工具將鋼絞線松開，用汽油人工逐根清洗，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膠結(jié)體之間有牢固的黏結(jié)力。

（2）鋼絞線編號：將鋼絞線和灌漿管、充氣管平攤于工作臺上，對鋼絞線進(jìn)行編號，并在出口段掛牌區(qū)別。

（3）編制錨索體：將灌漿管、充氣管、內(nèi)圈鋼絞線、外圈鋼絞線捆扎成一束。定位止?jié){環(huán)以下錨索（一期灌漿段）鋼絞線和灌漿管之間用隔離支架分離，外側(cè)環(huán)繞成型的對中支架，以保證錨索安裝在埋管中心，周圍有均勻間隙。對支架與錨索體之間應(yīng)牢固綁扎，防止錨索入孔時對中支架與錨索體產(chǎn)生相對動。

2.2.3 錨索安裝

錨索運(yùn)輸過程中防止彎折、扭轉(zhuǎn)，不得破壞對中支架、隔離支架、定位止?jié){環(huán)、鋼絞線及其PE套管、灌漿管及其他附件。錨索安裝前，檢查進(jìn)漿管、出漿管等管路是否暢通，止?jié){環(huán)是否完好。

錨索安裝時，可采用手動葫蘆配合人工送索（手動葫蘆設(shè)置在簡易操作架上，后期可利用樓板層所預(yù)埋的吊環(huán)固定）。錨索安裝后，為避免索體下沉，可在錨索坑外鋪設(shè)型鋼，設(shè)置固定裝置掛吊錨索體，待錨索一期灌漿結(jié)束后7天才能拆離。

2.2.4 錨索一期灌漿

（1） 漿液和材料

錨索一期灌漿為水泥凈漿，水泥漿標(biāo)號：M50(7d)，水泥漿水灰比為0.4∶1，水泥凈漿的配比由試驗確定。

①水泥：52.5普通硅酸鹽水泥。②水：符合拌制水工混凝土用水。③外加劑：水泥漿液中摻加的早強(qiáng)劑和其他外加劑不得含有對錨索產(chǎn)生腐蝕作用的成分。膨脹劑的摻量初步按水泥用量10%的范圍控制（具體用量通過試驗確定），使水泥漿體達(dá)到設(shè)計齡期時零收縮，并有微膨脹。外加劑摻量應(yīng)通過試驗確定，試驗成果應(yīng)報監(jiān)理人批準(zhǔn)，同時抄送設(shè)計單位。

（2） 制漿

①設(shè)備：ZJ-400、100/3.5攪拌機(jī)。②使用ZJ-400、100/3.5攪拌機(jī)攪拌，按配合比先將計量好的水加入攪拌機(jī)中，再將袋裝水泥倒入攪拌機(jī)中，攪拌均勻。攪拌機(jī)攪拌時間不少于3min。制漿時，按規(guī)定配比稱量材料，控制稱量誤差小于5%。水泥等固相材料采用重量稱量法。③將制備好的漿液通過輸漿系統(tǒng)輸送到灌漿工作面。

（3） 灌漿施工

①灌漿方式：采用有壓循環(huán)灌漿法。②灌漿方法：采用3SNS泵灌注。灌注前先壓入壓縮空氣，檢查管道暢通情況。灌漿時一期灌漿進(jìn)漿管進(jìn)漿，一期灌漿回漿管上安裝壓力表，采用有壓循環(huán)灌漿法。開始灌漿時，敞開回漿管，以排出氣體、水和稀漿，待回漿濃度達(dá)到進(jìn)漿濃度時逐步關(guān)閉排氣閥，使回漿壓力達(dá)到0.1MPa，再屏漿1分鐘即可結(jié)束。灌漿結(jié)束停機(jī)前，應(yīng)先關(guān)閉各管閘閥，然后停機(jī)，閉漿。一個內(nèi)錨段的灌漿應(yīng)連續(xù)不斷灌滿，原則上控制在4小時以內(nèi)灌完，不允許中途停灌。

2.2.5 錨索二期灌漿

（1）錨索張拉48小時后，應(yīng)力損失沒有超標(biāo)，不需要補(bǔ)償張拉的，可以進(jìn)行錨索二期灌漿，二期灌漿在張拉后72小時內(nèi)開工。

（2）灌漿水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿強(qiáng)度等級為M35(7d)，水泥漿水灰比為0.4∶1，膨脹劑摻量見錨索一期灌漿中規(guī)定。

（3）灌漿時二期灌漿進(jìn)漿管進(jìn)漿，工作錨板上2個未穿鋼絞線的孔排氣出漿（為確保水泥漿順利地引排，建議在排氣孔內(nèi)套接Φ18mm的軟管，采用循環(huán)灌漿的方式將漿液引接至攪拌桶內(nèi)），灌漿壓力0.3～0.4MPa，待回漿濃度達(dá)到進(jìn)漿濃度后1分鐘結(jié)束灌漿，閉漿。

（4）錨索二期灌漿應(yīng)連續(xù)不斷灌滿，原則上控制在4小時以內(nèi)灌完，不允許中途停灌。灌漿完成后，7天內(nèi)不得擾動錨索。

（5）錨索二期灌漿具體的工藝流程和操作方法可參見錨索一期灌漿中的規(guī)定進(jìn)行施工。

2.2.6 錨索錨頭保護(hù)

（1） 施工準(zhǔn)備

①錨索二期灌漿漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，從工作錨具外端起保留15cm鋼絞線，其余部分用砂輪切割機(jī)截去，錨頭作永久的防銹處理。②錨索張拉坑二期砼澆筑之前，將錨具、鋼絞線外露頭、鋼墊板表面水泥漿結(jié)石及銹蝕等清理干凈，一、二期砼結(jié)合面也需清理干凈。

（2）錨索二期坑澆筑

錨索張拉坑采用一級配C30(28d)無收縮混凝土回填，混凝土的運(yùn)輸采用3m3罐+手推車進(jìn)行澆筑，澆筑時，采用Φ50軟軸振搗棒振搗，振搗過程中嚴(yán)禁振搗器觸及鋼絞線、錨具、鋼墊板等埋件，并且要求振搗密實，避免漏搗。

3 結(jié)語

本文以實際工程為例，對水電站廠房蝸殼側(cè)墻預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)討論，望給同行提供參考。