深溪沟水电站预应力锚索施工技术

Ｎｏ．１　Ｍ￣．２０１６　ＧＥＺＨＯＵＢＡ　ＧＲＯＵＰ　ＳＣｍＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＳｅｆｉａｌＮｏ．１ｌ７　深溪沟水电站预应力锚索施工技术　罗胜斌　摘要：深溪沟电站工程预应力锚索样式众多，涵盖施工部位多，施工工序繁复，质量要求　高，本文阐述了边坡、闸墩、桥梁部位预应力锚索的主要施工技术。深溪沟电站目前运行状态　良好，实践证明，深溪沟电站预应力锚索施工技术是成功的，可为类似工程提供技术参考。　关键词：深溪沟电站；边坡；闸墩；桥梁；预应力锚索；施工技术　

ｌ概述　预应力锚索施工是一项工序繁复、技术性强、　质量要求高的隐蔽工作。深溪沟电站工程预应力锚　索样式众多，涵盖施工部位多，预应力锚索施工部　位主要有：右岸土质边坡跟管式预应力锚索、左右　岸岩石边坡自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索，　泄洪闸闸墩预应力锚索、泄洪洞出口改建闸墩预应　力锚索、安装间屋顶预应力Ｔ型板及泄洪闸预应力　门机梁。　

２　右岸土质边坡跟管式预应力锚索　２．１右岸土质边坡跟管式预应力锚索施工内容　右坝肩堆积体边坡、６７２．０ｍ高程以上，设计采　用６ｏ０Ｉ　Ｌ＝５５ｍ无粘结型预应力锚索进行边坡永久　支护。该堆积体边坡由漂砂卵石层组成，主要由块　石、特大孤石夹碎石质粉砂土和碎石组成，堆积体　岩面不规则，起伏较大，局部有较大断层粗颗粒、　结构较复杂，覆盖层中孤石分布较多，孤石块径一　般１０００￣２５００ｍｍ，成分以白云岩为主，一般较新　鲜，岩质较坚硬，架空现象也较为普遍。边坡软硬　不均，易塌孔（大斜度钻孔孔壁稳定本身就差），冲　洗介质漏失量大等，均会造成钻进和成孔极其困　难。　锚索造孔过程中因地质情况较差，采用常规方　法，成孔率不到１５％，大部分孔出现不返风、卡　钻，垮塌、架空、漏风严重，无法正常成孔，成功　应用偏心跟管钻具及配套的工艺技术，很好地解决　了锚索成孔难的工程难题，提前１个月完成所有锚　索施工，保证了锚索施工的质量和节点工期。　２．２右岸土质边坡跟管式预应力锚索施工方法　２．２．１主要施工程序见图１　２．２．２施工工艺　（１）锚索造孔：覆盖层及全强风化岩锚索造孔　采用　１６８套管跟管钻进，通过该覆盖层后换用　

穿索　Ｈ粪蓑Ｈ誊　Ｈ霁规钻　Ｈ　Ｈ嚣薹Ｈ嚣薯　Ｈ拔钻Ｈ　喜Ｈ　蓉‘。ｒｌ　Ｈ霪　Ｈ封锚　定位ｎ搭设厂１钻机『＿１开　孔『．１跟管钻具广１钻进广１钻清孔『＿１锻　『．１拔管『＿１锚墩　锁定广１灌浆ｒＩ到馏　ＩＩ达到设计孔深 。　１　．　ｌ　ｌ换钻头采用ｌ　寝］裸眼成子Ｌｌ　

４４　图１　跟管锚索施工工艺流程图　２０１６年３月第１期　葛洲坝集团科技　总第１１７期　１４０钎头钻进终孔，跟管钻具采用　１３６偏心钻头及　相配套跟管钻具。跟管钻进通过覆盖层后，换用　１４０钎头钻进终孔。　（２）钻孔工艺参数　钻进压力：开孔时，使钎头紧贴岩面低压冲　击，平稳缓缓推进即可；正常钻进时Ｐｆ＝２　４　。　转速：开孔转速ｎ＝０；正常钻进转速ｎ牛　９０ｒ．Ｐ．ｍ。　风量：Ｑ风＝１２～１４ｍ３／ｍｉｎ。　（３）清孔：跟管钻进过程中，边加钻杆边加接套　管。钻进过程中，每钻进０．３～０．５ｍ强风吹孔排粉　一次，保证孔底清洁，遵循“短进尺、多排粉”的　基本原则；每钻进２～３ｍ，提钻检查钎头、冲击　器、跟管钻具等。钻孔清孔完毕，进行钻孔检测，　合格后进行下锚工作。　（４）锚索制安：锚索加工在加工厂进行，在现　场平台上组装，在平台上部搭设有防护棚，编制时　将钢绞线、进回浆管、充气管及锚索附件（止浆　环、架线环、穿索导帽等）按要求顺序和间距摆放　在工作平台上。锚索安装采用人工扛抬，自制简易　提升装置辅助，人工穿入锚孔内。　（５）锚索张拉：张拉在内锚固段注浆体、锚墩　混凝土满足设计要求后进行。张拉前对锚具进行安　装。　由于锚索为拉压复合型锚索，锚索张拉采用单　根集束张拉的方式进行。即用千斤顶单根钢绞线对　称循环分级加载至设计荷载的的１．０５～１．１０倍、稳　压１０￣２０分钟后锁定（具体分级和稳压时间视地层　条件而定）。锚索锁定４８ｄ，时后，若锚索张拉力降　至设计荷载以下进行补偿张拉。　锚索的内锚段采用一次注浆一次张拉，排气管　回浓浆后即以０．５ＭＰａ的压力闭浆，闭浆时间　１５ｒａｉｎ。当锚索补偿张拉并经检验合格锁定后，即　进行自由段注浆，注浆直到锁定处串冒浓浆ｌｍｉｎ闭　浆，闭浆压力０．５ＭＰａ，闭浆时间１５ｍｉｎ，７ｄ后作补　封注浆。　预应力锚索的张拉作业其基本施工程序：机具　率定一分级理论值计算一外锚头混凝土强度检查一　张拉机具安装一预紧一分级张拉一锁定一签证。　张拉共分五个量级进行，即张拉荷载分别按设　计吨位的２５％、５０％、７５％、１００％、ｌ１０％逐级依次进　行。除最后一次超张拉要求静载持续３０ｍｉｎ）￣，其　余四个量级中，每级持续时间均为５ｍｉｎ，上述五个　量级的张拉均在同一工作时段内完成。张拉各量级　稳定前后，量测钢绞线的伸长值与回缩值。　加荷、卸荷速率平稳。张拉时，升荷速率每分　钟不超过设计预应力值的０．１；卸荷速率每分钟不　超过设计预应力值的０．２。　锚索张拉完毕锁定后，会产生一定的应力损　失。因此在进行第二次注浆前，７２ｈ后进行一次补　偿张拉。补偿张拉完成后进行封孔注浆。补偿张拉　的施载吨位为设计吨位的１０５％；锚索注浆封孔７ｄ　后，对孔口段的离析沉缩部分，进行补封注浆。松　弛损失一般为锁定吨位的３～４％。本工程左右岸边　坡预应力锚索均进行了补偿张拉。　（６）锚索灌浆：锚索张拉锁定后及时进行全孔　一次性注浆。采用纯水泥浆灌注，水泥采用标号　Ｐ．０４２．５普通硅酸盐水泥。浆液配比由试验确定，　水灰比取０．４～０．４５，浆液中掺入一定量的膨胀剂　和早强剂。　（７）封锚：锚索应力己达到稳定的设计值后，　锚具外的钢绞束除留存１５ｃｍ￣ｂ，将多余部分切除。　外锚具或钢绞束端头，采用混凝土封闭保护，保护　厚度不小于１０ｃｍ。端头锚在补封注浆结束后，进行　锚头混凝土保护帽封堵施工。切去锁定板外多余的　钢绞线（锁定板外预留１００ｍ），按设计尺寸采用环　氧砂浆浇封，保护帽最小厚度１５ｃｍ，封头底部均包　住承压钢板。　

３　左右岸自由式单孔多锚头防腐型预应　力锚索　３．１自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索施工　右岸边坡预应力锚索均采用无粘结型式，间距　５．０ｍ，交错布置。锚索张拉力分别为２０００ｋＮ、　３０００ｋＮ、６００ＫＮ。锚索长深为４０ｍ、４５ｍ、５０ｍ、　５５ｍ，仰角：５度，方位角：垂直坡面走向。２０００ｌ（Ｎ和　３ｏ００ｌ（Ｎ预应力锚索钻孔孔径分别为１６５ｍ、１８０ｍｍ。　右岸土坡６Ｏ０　采用　１３６偏心钻头造孔，　１６８钢　管跟进成孔。其中设计增加２０００ｌ（Ｎ锚索在　６３６．８５ｍ高程、（坝）０＋２１．７～（坝）０－６８．３范围内有　１６根对穿锚索。　左岸边坡预应力锚索均采用无粘结型式，间排　距５．０ＩＩｌ、６．０Ｉｎ，交错布置，仰角：５度，方位角：　垂直坡面走向。锚索长深为４０ｍ，锚索张拉力分别　

４５　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１６　Ｇ　ＨＯＵＢＡ　ＧＲＯＵＰ　ＳＣⅢＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．１ｌ７　为２０００ｋＮ、１０００ｋＮ。２Ｏ００ｌ（Ｎ和１０００ｋＮ预应力锚索钻　孔孔径分别为１６５ｎｍａ。　３．２自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索主要施工　方法　（１）主要施工流程见图２　（２）自由式拉压复合（防腐）型预应力锚索结构　图见图３　（３）施工工艺　预应力锚索钻孔顺序：钻孔自上而下逐层施　工，采用ＹＧ－６０锚固钻机和ＹＧ－８０锚固钻机施钻锚索　孔、　１３６偏心钻头造孔，　１６８钢管跟进成孔。锚　索钻孔均在施工排架上实施；钻机垂直移动采用贴　坡提升架及３Ｔ手动葫芦完成，贴坡提升架由卷扬机　牵引。　锚孔清理：钻孔完成后，使用高压风、水循环　冲洗（风压０．２～０．４￣Ⅱ）ａ）将孔内岩粉及水体全部清　除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结　强度；钻孔孔口堵塞保护。　锚索制安、张拉、灌浆、封锚工序施工工艺同　右岸土质边坡跟管式预应力锚索。　对穿锚索采用两端同步张拉，张拉时，采用两　端各ｌ台张拉千斤顶同步进行（对讲机保持联系），　张拉之前，根据标识情况确认无误（即同一根钢胶　线）后，方可实施张拉。锚索张拉完毕、锁定（采用　

图２　锚索施工工艺流程图　４６　图３　自由式拉压复合（防腐）型预应力锚索结构图　２０１６年３月第１期　葛洲坝集团科技　总第１１７期　锚具和夹片锁定）后，对穿锚索只需进行封孔灌　浆，采用全孔一段灌注（即从一端灌注，将另一端　灌浆管堵塞）。对穿锚索其他施工工艺同自由式拉　压复合（防腐）型预应力锚索。　

４　安装间屋顶预应力Ｔ型板及泄洪闸预　应力门机梁　４．１施工内容　接头坝段安装间屋顶采用１９根预应力Ｔ型梁拼　装而成，Ｔ型梁安装高程为坝顶６６２．５ｍ高程，布置　范围为厂横０－０００．０５～厂横０－０２５．５５，坝　０＋０２９．ｏ０～坝０＋０５９．Ｏ０。每根Ｔ型梁预制长度为　３０ｍ，翼缘宽１．４８ｍ，梁高１．２５ｍ，主梁宽０．４ｍ，重　３０．２ｔ，采用Ｃ４０（二级配）混凝土进行浇筑。安装间　屋顶预应力Ｔ型板采用后张法施工。　施工特点：预应力Ｔ型预制梁属薄壁结构，结　构断面小、钢筋密集，特别是Ｔ型梁的预制过程中　因两翼板较薄，预埋预应力钢铰线的波纹管占用空　间较大，埋件较多，混凝土振捣和埋件的精确定位　是关键。　深溪沟水电站泄洪建筑物布置有３孔泄洪闸，　坝顶门机轨道梁在泄洪闸段采用６根预应力混凝土　预制梁，每孔布置２根。其中上游（闸）０＋００３．Ｏ０桩　号处布置３根，净跨７ｍ，梁端各深入支座１ｍ，梁长　９ＩＩｌ，每根重约２９．２ｔ；下游（闸）０＋０２５．Ｏ０桩号处布　置３根，净跨８．２ｍ，两端各深入支座１ｍ，梁长　１０．２ｍ，每根重约３２．６ｔ。上、下游部位预应力混凝　土梁高均为２ｍ，梁顶宽ｌｍ，梁底宽６５ｃｍ。吊装就位　后在梁顶部浇筑４１ｃｍ厚的二期混凝土形成轨道基　础。泄洪闸预应力门机梁采用后张法施工。　４．２主要施工程序（见图４）　４．３主要施工工艺　预应力钢绞线布置在Ｔ型梁主梁内，每一主梁　布置两束，间距２３ｃｍ，每束七股组成，张拉控制应　力为１３６０　ａ。当混凝土Ｔ型梁强度达到１００％强度后　方可进行张拉。　钢绞线采用渐进匀速张拉，张拉程序如下：　（１）用单顶对每根钢绞线进行设计张拉控制应　力１０％的预紧张拉，并在钢绞线的两端做好标记。　（２）换用配套千斤顶进行整体张拉，张拉应力　达到设计张拉控制应力的２０％时，测量钢绞线伸长　值，并做好记录。　

底模安装　绑扎粱肋钢筋　波纹管安设　穿钢绞线束　安装锚垫板　绑扎翼缘钢筋　安装侧模　混凝土浇筑　混凝土养护　侧面模板拆除　锚垫板清理、张拉　钢纹线下料　试块制作