官地水电站大坝闸墩预应力锚索施工

摘 要：预应力锚索对改善闸墩结构应力状态、优化闸墩结构具有重要作用,其施工技术性强,工艺要求严格.本文阐述了官地水电站闸墩预应力锚索的制作、安装、灌浆和张拉等施工工艺和措施方法,对同类型大坝闸墩预应力锚索施工具有借鉴作用.

关键字官地水电站大坝闸墩预应力锚索施工

1工程概况

官地水电站位于四川省凉山彝族自治州西昌市和盐源县交界的打罗村境内,主要任务是发电,大坝为碾压混凝土重力坝.

大坝在河床中部的10#～15#共6个坝段为溢流坝段和中孔坝段,布置有5个溢流表孔,共有三个表孔中墩和两个表孔边墩.两个中孔坝段分别布置在溢流坝段两侧,闸墩布置了预应力锚索,分主次预应力锚索.主锚索吨位4711kN,共110根；次锚索吨位4711kN,共72根.

2施工程序

预应力锚索严格按照下列施工程序进行,每一道工序需通过监理验收合格、并做好记录后方可进行下一道工序.

3施工方法

3.1埋管安装定位

主锚索预埋管为φ200×4钢管,在混凝土浇筑前,布设钢管支撑桁架,支撑桁架采用型钢制作,先用14#的槽钢制作支撑架,沿锚索轴线方向安装间距为100～200cm水平支撑架,钢管经测量定位后,焊接固定在支撑桁架水平支撑上,支撑桁架采用焊接方式固定在已浇筑混凝土时预埋的钢板或锚筋上,各支撑桁架安装后,采用φ25的钢筋进行联系以形成整体.安装过程中,采用水准仪和全站仪测量,对支撑钢桁架和成孔钢管位置角度进行校验,并根据测量结果进行调整,确保钢管的同心度,支承钢垫板承压面与锚孔轴线保持垂直,其误差不大于0.5mm,垫座孔边中心线应与锚孔轴线垂直.

次锚索预埋管为φ140×4钢管,在混凝土浇筑前,布置钢管支撑架,支撑架采用14#的槽钢制作,安装间距为1～2m,在两端管口均布置支撑架,钢管采用焊接固定在支撑架上,在支撑架和钢管安装过程中,采用全站仪等进行测量定位,符合要求后进行固定,预埋管座标位置准确,其偏差不超过3mm.锚垫板承压面与锚孔轴线保持垂直,其误差不大于0.5mm,垫座孔边中心线与锚孔轴线垂直.

3.2操作平台

主锚索施工时,在闸墩下游预留平台采用脚手架钢管和脚手板搭制锚索施工操作平台,脚手板之间缝隙不大于5cm,施工操作平台四周设围栏.在次锚索施工时,在混凝土浇筑时预埋型钢等埋件,利用型钢等埋件采用钢管和钢桁架搭设锚索施工操作平台.

3.3锚索编束和安装

预应力钢绞线采用高强度、低松弛有粘结钢绞线（7φ5）,强度标准值1860Mpa,公称直径15.20mm.

闸墩主锚索和次锚索在锚索加工厂内加工、编束和贮藏,加工时采取遮阳和防雨防潮等措施.预应力筋的下料采用砂轮锯或切断机切断,切口整齐,无散头现象.将除锈处理过的钢绞线按不同孔深分组摆直,每隔2米距离设置一个隔离架,两隔离架中间用无锌铅丝捆扎,使钢绞线相互平行不交错,在锚索的端头套上导向帽.

锚索安装前,首先检查索体、对隔离架、导向帽是否牢靠,然后采用汽车运输至施工场地后,闸墩锚索采用缆机和门机等吊装,人工配合下索,预应力梁锚索采用人工配合吊车吊装下索,在锚索吊装过程中,保持各钢绞线顺直,不能出现纽结现象.锚索安装完毕后,应对外露钢绞线进行临时防护,并防止雨水或杂物进入预埋管端；每一单元闸墩锚索安装完毕后,应及时张拉,不应长期放在管内不进行张拉.

3.4锚索张拉

主锚束采用一端张拉,另一端固定；张拉端设在混凝土锚块位置,固定端设在上游预留孔位置.次锚束采用锚块左岸侧面张拉,锚块右岸侧面补偿张拉.由于闸墩锚索数量较大,优化张拉程序非常重要,张拉顺序自下而上,从内侧至外侧,先张拉水平次锚索,再张拉主锚索.

锚索张拉采用后张法、分级加载、整索张拉.张拉力分级施加,逐级增加至超张拉荷载,经稳压后锁定.经试验确定,张拉按0―0.2δ―0.4δcon―0.6δcon―0.8δcon―1.0δcon―1.05～1.10δcon（δ为设计张拉吨位）分级加载方式进行,张拉达到分级张拉吨位时,持荷稳定2min,达到1.05～1.10倍设计吨位时稳压10～20mim后锁定.

当锚索的预应力损失超过设计张拉力的10%时,应进行补偿张拉.锚索应力损失基本稳定后,若监测到锚索的锁定张拉力低于规定设计值的10%,对锚索进行补偿张拉,以满足设计永久赋存力的要求.

3.5灌浆

闸墩锚索灌浆时,灌浆站布置在闸墩平台上,安装1台BW100/100灌浆机和1台2×200L搅拌桶,浆液由集中制浆站拌制后输送至灌浆部位.所有套管或孔洞在张拉和补偿张拉完毕后及时进行压力灌浆.灌浆按先下层孔道后上层孔道的顺序进行,采用往复式活塞压浆泵,由预留孔一端压入水泥浆

灌浆水泥应采用强度等级不低于42.5普通硅酸盐水泥,水泥浆的水灰比不大于0.4,水泥浆的强度等级不低于M40.浆液搅拌后3h泌水率应在2%以内,浆液中可掺入减水剂、微膨胀剂和早强剂等外加剂,但掺用外加剂的氯离子含量不得大于水泥重量的0.02%,并不得产生气泡或降低浆材的PH值.灌浆浆液温度应保持在5℃～40℃之间.

3.6施工保护

在进行闸墩浇筑时,要做好预埋锚垫板、预埋管的保护工作.混凝土浇筑前,应对已安装的孔道的密封性、畅通性及孔位进行全面检查,并将两端孔口临时封堵保护.混凝土浇筑过程中应有专人看护,严禁冲击、触伤或移动孔道管.在混凝土浇筑过程中,严禁撞击预埋管和支撑桁架,避免振捣器撞击预埋件和观测仪器,振捣器不直接接触钢桁架及钢管或波纹管,预埋件和钢管密集部位采用小型软轴振捣器振捣密实.锚束张拉、灌浆完毕,锚具外的钢绞线除留存15cm外,其余部分切除除多,浇筑二期混凝土进行保护.

4结语

通过上述施工方法和工艺,官地水电站闸墩预应力锚索施工克服了工期紧、张拉吨位大等不利因素,顺利完成施工,施工质量和工期都得到了很好保证,为以后类似大坝闸墩预应力锚索施工提供了借鉴和参考.