淺析預(yù)應(yīng)力錨索機(jī)械化安裝施工技術(shù)

王再強(qiáng)，郭 曉

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

1 工程概況

長河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定市境內(nèi)，為大渡河干流水電梯級(jí)開發(fā)的第10級(jí)電站。電站總裝機(jī)容量2600MW，水庫正常蓄水位1690m，具有季調(diào)節(jié)能力。樞紐建筑物由攔河大壩、泄水系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)組成。

泄洪放空系統(tǒng)由三條泄洪洞和一條放空洞組成，均布置在右岸山體內(nèi)。泄洪洞進(jìn)、出口邊坡陡峭，臨江坡高700m左右。施工區(qū)邊坡坡度在60°～65°以上，局部地形陡、多組裂隙切割、強(qiáng)卸荷影響，岸坡淺表部不穩(wěn)定塊體較多，且局部集中。邊坡支護(hù)主要采用深、淺層支護(hù)相結(jié)合的處理方法：淺層支護(hù)包括系統(tǒng)錨桿、表層噴錨、貼坡混凝土及排水孔等措施；深層支護(hù)以預(yù)應(yīng)力錨索為主，分別采用單束錨索長度為15～60m不等，按張拉噸位分為3000kN、2500kN、2000kN、1500kN、1000kN五種類型錨索針對(duì)不同部位進(jìn)行支護(hù)。

2 技術(shù)研發(fā)背景及取得成果

長河壩水電站泄洪放空系統(tǒng)進(jìn)、出口邊坡高陡，邊坡加固預(yù)應(yīng)力錨索數(shù)量多且為大噸位，索體自重達(dá)1～2t/束，采用人工下索，施工難度大，成本高，安全風(fēng)險(xiǎn)十分突出。為減少施工人員在高邊坡錨索下索時(shí)集中作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)和降低下索成本，公司依托該工程開展高邊坡機(jī)械化、自動(dòng)化下索施工技術(shù)研究。通過技術(shù)研究研發(fā)出了一套自動(dòng)化錨索下索設(shè)備，并取得了自動(dòng)化錨索下索設(shè)備“發(fā)明專利”。通過該設(shè)備在多個(gè)工程成功應(yīng)用，總結(jié)邊坡錨索自動(dòng)化下索施工經(jīng)驗(yàn)，形成了《預(yù)應(yīng)力錨索自動(dòng)化下索施工工法》，經(jīng)四川省住建廳審定為四川省省級(jí)工法。

3 技術(shù)的創(chuàng)新性和先進(jìn)性

公司研發(fā)的預(yù)應(yīng)力錨索自動(dòng)化送索施工技術(shù)，利用自動(dòng)化錨索下索設(shè)備送索，該設(shè)備機(jī)身輕便，操作靈活，安裝簡單，經(jīng)實(shí)際施工統(tǒng)計(jì)該設(shè)備在3、4人的輔助下，能在1h～1.5h將一束重1t左右、長50m的錨索快速的下入孔底。該技術(shù)解決了高邊坡錨索下索施工安全的難題，可以確保工程的施工安全，其施工工效、安全性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的人工下索施工方法。

4 預(yù)應(yīng)力錨索自動(dòng)化送索施工技術(shù)

4.1 工藝原理

該送索設(shè)備原理是通過電動(dòng)液壓泵、高壓油管和千斤頂構(gòu)成設(shè)備的動(dòng)力系統(tǒng)，千斤頂頂出與回縮帶動(dòng)移動(dòng)活塞往返移動(dòng)，從而帶動(dòng)固定器對(duì)錨索的固定與松開，達(dá)到帶動(dòng)索體前進(jìn)的目的。

自動(dòng)化下索設(shè)備結(jié)構(gòu)詳見圖1、圖2、圖3。

圖1 自動(dòng)化下索設(shè)備俯視

圖2 自動(dòng)化下索設(shè)備正視

圖3 A-A剖視

圖中：1-機(jī)架；2-固定卡環(huán)；3-千斤頂；4-移動(dòng)活塞；5-偏心輪；6-偏心軸；7-軸心孔；8-底槽；9-偏心輪支撐架兼調(diào)節(jié)器滑槽；10-調(diào)節(jié)螺栓；11-調(diào)節(jié)螺母；12-連接螺栓；13-電動(dòng)液壓泵；14-高壓油管。

其中由1、2構(gòu)成機(jī)座，由5、6、7、8、9構(gòu)成錨索推動(dòng)器，由9、10、11構(gòu)成固定錨索調(diào)節(jié)器。

4.2 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→自動(dòng)下索機(jī)安裝→安放錨索→下(送)錨索。

4.3 操作要點(diǎn)

4.3.1 施工準(zhǔn)備

(1)自動(dòng)下索設(shè)備：在加工車間制作，組裝、調(diào)試經(jīng)試運(yùn)行確認(rèn)無誤后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。

(2)驗(yàn)收錨索孔：錨索鉆孔的位置、方向、孔徑及孔深，應(yīng)符合施工圖紙要求，其孔位偏差應(yīng)不大于100mm，孔深偏差不大于20mm。鉆孔深度超過設(shè)計(jì)長度不小于0.5m，孔軸方向和傾角偏差不大于2°。

(3)下料、編索：鋼絞線下料在專用的下料生產(chǎn)線上完成。鋼絞線的下料精度控制在1.0cm以內(nèi)，切割須采用砂輪切割機(jī)，不得使用電焊或氧炔切割。沿錨索的軸線方向每隔1m～2m設(shè)置隔離架或內(nèi)芯管，綁扎時(shí)保證鋼絞線與回漿管平行，不得有交叉現(xiàn)象。錨索制成后，經(jīng)檢驗(yàn)合格應(yīng)簽發(fā)合格證，并進(jìn)行編號(hào)、掛標(biāo)示牌、注明生產(chǎn)日期、使用部位、孔號(hào)。

(4)錨索運(yùn)輸上架：錨索編成后，應(yīng)采取保護(hù)措施防止鋼絞線銹蝕，運(yùn)輸上架可采用電動(dòng)葫蘆、吊車等機(jī)具輔助完成，過程中應(yīng)防止錨索發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)和損傷。

4.3.2 自動(dòng)下索機(jī)安置

(1)根據(jù)錨索孔孔向和錨索擺放方向放置機(jī)架，調(diào)整下索機(jī)的機(jī)架軸心孔與錨索孔同軸同心后，用固定卡環(huán)將機(jī)架固定在排架鋼管上。

(2)用連接螺栓將千斤頂?shù)母椎鬃c機(jī)架、錨索推動(dòng)器與千斤頂?shù)幕钊麠U連接固定牢固。

(3)用高壓油管將千斤頂與電動(dòng)液壓泵連接。為保證操作電動(dòng)液壓泵時(shí)人員安全，高壓油管長度控制在3m～5m為宜，高壓油管兩端接頭應(yīng)該做特殊處理，連接要牢固密實(shí)，確保工作過程中不會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象。高壓油管嚴(yán)禁受擠、受壓、受拉。

4.3.3 安放錨索

(1)將錨索端頭放入錨索孔內(nèi)，理順推動(dòng)器底槽中的索體，使索體保持平順。

(2)將偏心輪和偏心軸放入支撐架中，調(diào)節(jié)支撐架上的兩根調(diào)節(jié)螺栓，將錨索固定于推動(dòng)器上。

4.3.4 下錨索

(1)頂進(jìn)：啟動(dòng)電動(dòng)液壓泵，將換向閥換到輸油狀態(tài)，千斤頂?shù)幕钊麠U向前推動(dòng)錨索推動(dòng)器沿機(jī)架向前移動(dòng)，偏心輪自動(dòng)將錨索鎖定，從而使錨索向錨索孔孔內(nèi)移動(dòng)。在索體被頂進(jìn)過程中，外露錨索索體應(yīng)平順跟進(jìn)，必要時(shí)采用人工進(jìn)行輔助，隨時(shí)觀察外露索體各部位的情況，以便及時(shí)作出調(diào)整。

(2)回收：千斤頂一個(gè)頂程完成后，將電動(dòng)液壓泵的換向閥換到回油狀態(tài)，千斤頂?shù)幕钊麠U向后回縮，拉動(dòng)錨索推動(dòng)器沿機(jī)架后移，錨索與錨索推動(dòng)器自動(dòng)分開，錨索推動(dòng)器隨千斤頂活塞桿后移至初始部位。

(3)重復(fù)頂進(jìn)和回收，直至將整束錨索送入錨索孔內(nèi)，完成一束錨索下索施工，將下索機(jī)拆除移至下一錨索處。

4.4 安全、質(zhì)量、環(huán)?？刂?/h3>

(1)施工作業(yè)前，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定相應(yīng)的(安全)技術(shù)措施，并組織現(xiàn)場(chǎng)管理人員和所有施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，讓現(xiàn)場(chǎng)所有人員熟知正確的工藝流程、施工步驟及安全相關(guān)注意事項(xiàng)。讓有關(guān)人員知曉施工中存在的危險(xiǎn)因素及做到“三不傷害”的方法，施工過程中定期組織下索施工人員進(jìn)行安全、質(zhì)量方面的培訓(xùn)，不斷提高他們的安全、質(zhì)量意識(shí)。

(2)錨索安裝前嚴(yán)格按“三檢制”進(jìn)行錨索孔驗(yàn)孔，經(jīng)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后方可進(jìn)行下索施工，下索過程中對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行全過程控制。

(3)下索過程中避免尖銳物品碰觸錨索索體，以免劃傷無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索保護(hù)層。

(4)設(shè)備安裝位置及方向應(yīng)根據(jù)錨索孔方向及錨索擺放位置確定，其軸線與錨索孔軸線夾角不能太大，安裝時(shí)應(yīng)與排架固定牢固。

(5)按照錨索型號(hào)，選用合適的軸心孔。

(6)調(diào)試調(diào)節(jié)器螺栓，使偏心軸在支撐架兩腳內(nèi)側(cè)滑槽的移動(dòng)范圍處于最佳范圍。

(7)每班施工前及換班前堅(jiān)持班前五分鐘制度，隨時(shí)提醒下索施工人員。

(8)安排專人在下索現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全檢查、監(jiān)督，杜絕施工人員施工過程中違反安全規(guī)章制度和安全操作規(guī)程。

(9)錨索施工多為高空作業(yè)，嚴(yán)格按高處作業(yè)施工要求進(jìn)行施工。

(10)下索施工前，安全員必須嚴(yán)查錨索下索機(jī)與排架的固定情況，沒固定牢固不允許下索施工。

(11)下索前，對(duì)錨索下索平臺(tái)及堆放平臺(tái)的鉆渣、粉塵、垃圾等進(jìn)行清理，防止下索施工過程中，人員活動(dòng)使鉆渣、粉塵、垃圾再次污染坡面，同時(shí)減少粉塵對(duì)空氣的污染。

(12)定時(shí)保養(yǎng)自動(dòng)下索設(shè)備，確保油路系統(tǒng)完好不漏油。

(13)保持施工區(qū)域場(chǎng)地清潔，嚴(yán)禁亂扔雜物，下索完成后應(yīng)做到“工完、料盡、場(chǎng)地清”。

5 結(jié)語

該技術(shù)已在公司承建的水電站、公路、鐵路項(xiàng)目高邊坡錨索施工中成功應(yīng)用。該技術(shù)的成功應(yīng)用，填補(bǔ)了國內(nèi)錨索下索機(jī)械化、自動(dòng)化的空白，改變了國內(nèi)依靠集中大量人力下索的現(xiàn)狀，體現(xiàn)了“以人為本”的工程施工理念，使工程建設(shè)項(xiàng)目更具人性化、機(jī)械化。該施工技術(shù)應(yīng)用不僅保證了施工進(jìn)度和施工安全，還節(jié)約了錨索施工成本，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣泛的推廣價(jià)值。