柴石滩水库溢洪道预应力锚索施工

向金宝，卢昆生

（云南省曲靖市麒麟区水务局，655000，曲靖）

柴石滩水库溢洪道预应力锚索施工

向金宝，卢昆生

（云南省曲靖市麒麟区水务局，655000，曲靖）

柴石滩水库；预应力锚索；施工

一、工程概况

柴石滩水库位于云南省昆明市宜良县境内南盘江干流上,是南盘江中下游梯级的龙头水库，水库总库容4.37 亿 m3。

预应力锚索是柴石滩水库溢洪道高边坡综合加固治理的措施之一，整个坡面共布置424束100 t级预应力锚索（高程 1 648.8m～1 743m），间、排距4m，其中孔深35m的锚索258束，孔深40m的锚索166束，锚墩头均采用格梁进行连接。

二、材料及设备选用

（1）锚索、锚具

锚索、锚具采用广西柳州某预应力股份有限公司的OVM系列产品，1 000 kN级锚索由 7×7φ5高强钢绞线组成，单根7φ5强度为1 860MPa；锚具采用OVM 15—7型。

（2）张拉设备

电动油泵：ZB 4—500型。

张拉千斤顶：采用预张拉YDC 240Q—200型千斤顶；

整体张拉：采用YCW—150型千斤顶。

（3）钻孔设备

采用宣化QZJ—100型潜孔钻，冲击器直径115mm。

（4）灌浆设备

采用SGB—6—10型灌浆机，注浆压力为0.25MPa。

三、施工方法

在锚索施工之前，先进行生产性试验。锚索、锚具及附件样品，技术指标，施工设备及规格性能，施工方法，试验报告等资料，在施工前报监理工程师审批后方可使用和实施。

锚索采用国产钢绞线制备，主要指标见表1。

钢绞线应有出厂证明书，对进场的钢绞线要进行外观、直径的检查，对有锈蚀、缺损者不得使用。钢绞线的存放应严防锈蚀及化学污染，否则不得使用。

锚索施工程序按锚索制作、钻孔→穿索→内锚段灌浆→张拉台混凝土垫浇筑→张拉、测试、锚固→张拉段灌浆→外锚头保护的顺序进行。每道工序均需经中间检查方可继续施工，每道工序完成经检查合格后方可进行下道工序施工。

四、施工措施

（1）施工准备

在已进行临时支护的边坡上，根据锚索设计高程，采用1.5″钢管人工搭设脚手架及施工作业平台，要求脚手架必须安全牢靠、稳固，工作平台宽度不小于2.0m。

（2）造孔

①钻孔、定位。从施工区附近基准点采用全站仪或经纬仪定位，并用红油漆标明，按设计孔口位置，在脚手架平台上安装专用钢管，将钻机移到专用钢管上，采用地质罗盘仪进行方位角与倾角定位。设计锚索倾角为0°或下倾 10°，深 30～40m。 由于钻孔深度较深，受钻头和钻杆自重的影响，钻进过程中钻头有一定的下沉，开孔时把倾角调到7°～8°范围，固定钻机后复测一次，达到设计要求后，接上风管，即可开钻。钻进过程中，分段用地质罗盘仪或测斜仪进行测斜，及时纠偏 （因钻机及脚手架均为铁质，用地质罗盘仪定向时，应采用木尺导引方向施测，尽量避免外界因素的干扰）。钻孔深度按照超设计孔深0.2m进行施钻。钻孔孔径、孔深均不得小于设计值，钻孔倾角、方位角应符合设计要求。其允许误差：开孔偏差不得大于10 cm；孔斜误差不得大于3%；超径不得大于孔径的3%。

表1 钢绞线主要指标表

②地质缺陷处理。钻孔过程中，若遇断层孔段，岩石很破碎，钻进很快，且不回风，出现卡钻等现象，应退出钻头、钻杆后，进行固结灌浆处理，灌浆时采用孔口封堵。全孔灌浆压力0.1～0.3MPa，浆液浓度 0.6∶1，水泥标号不低于425号，灌浆结束后1～3天内进行重钻扫孔成孔。对于断层可能出现在设计内锚段的，扫孔时应征询设计意见增加孔深。

③洗孔。钻孔完毕后，对钻进情况正常的一般孔选用高压风将石渣、粉尘吹出，用破布或木头堵塞孔口，防止杂物进入孔内。对钻进过程中出现不回风、堵孔、卡钻等情况的异常孔，则采用高压风将孔内石渣、粉尘吹出，反复数次，然后进行探孔，若探孔至正常孔深而无异常现象发生，可进行下道工序，否则该孔需进行回填固结处理后，再重钻扫孔成孔。

④造孔过程中的注意事项。严格校验开孔时钻具的倾角和方位角，除经设计同意，不得对设计倾角作修改；宜优先采用轻型潜孔钻钻进，钻孔过程中应进行分段测斜，及时纠偏，钻孔完毕再进行一次全孔测斜；若遇塌孔等地质缺陷造成钻孔困难时，应先进行钻孔固结灌浆后钻进，在设计孔终孔深度处仍为地质缺陷部位时，应按监理工程师的指示进行钻孔加深；钻孔完毕后，穿索前应用高压风将钻孔吹干净。钻孔完毕验收合格后，应做好孔口保护。

（3）锚索制作

①钢绞线下料。将采购的整圈钢绞线用1.5〃钢管搭井字框，将整圈钢绞线内圈固定，使其站立；在下料长度范围内搭设工作台，按设计长度丈量尺寸后，采用砂轮切割机切割钢绞线下料；切口整齐无散头现象。下料长度应考虑到混凝土垫墩厚度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度要求，适当保留余度。

②编索制束。将下好料的钢绞线及各种进、回浆管平行堆放于工作平台上，对不同的进、回浆管及钢绞线在进口段进行编号并用不同颜色区别，然后按设计内锚段长度12m位置安装止浆环及各种进、回浆管，保证管道畅通及耐压要求（管路系统耐压值不低于设计灌浆压力的1.5倍），对耐压值不够或不通畅者要更换。管道安装检查完后管口临时封闭，并挂牌编号。止浆环内用环氧剂封填密实，逐根检查锈蚀情况，有锈蚀的要全部清除，用汽油逐根清洗，用干净棉纱擦干，保证钢丝上无油膜存在，以确保钢绞线与水泥浆胶结体之间有牢固黏结力。在内锚段范围内，每间隔1m安装一个对中支架，两个对中支架之间绑扎一道无锌铅丝，以使其成枣核状。张拉段2m装一对中支架，并绑扎无锌铅丝，绑扎时保证钢绞线与进、回浆管平行，不得有交叉现象，最后在锚索端头套上导向帽。锚索制作完毕后妥善存放，并登记，挂牌，标明锚索编号、长度等。存放点要求防潮、防水、防锈、防污染。

（4）锚索安装

采用人工辅以机械进行安装。下索前先校对锚索编号与孔口编号是否相符；用探头检查一次合格的孔，将编制好的锚索人工运至孔口，并将其送入孔内，必要时辅以手动葫芦配合，锚索安装时曲率半径不得小于3m，以防损坏锚索结构。在穿索过程中，损坏锚索结构的应予更换；应保证止浆、进浆、回浆和充气等设备完好。

（5）锚索灌浆

①锚索灌浆包括内锚段灌浆和张拉段封孔灌浆。

②锚段灌浆采用止浆环或止浆包孔口进浆、孔口排气回浆的方式施工，内锚段在锚索入孔后即进行，张拉段在锚索张拉锁定后进行。内锚段充气时，止浆环的充气压力不低于2～3.5 kg/cm2。当岩层较破碎，止浆环有以下几种原因无法施工时，采用止浆包止浆：止浆环充气压力注浆压力小，浆液直接回进张拉段；吹孔过程中孔内形成较大空腔，止浆环起不到止浆作用；孔内岩层较差，浆液绕过止浆环进入张拉段；止浆环相对较短，在止浆环采用孔壁的地方形成管涌，孔壁被破坏。止浆包的长度可根据钻孔情况选用，一般50～120 cm。

③灌浆采用水泥浆灌注，水泥浆标号为内锚段350号 （7d），张拉段350号（28d），灌浆水泥采用 525号普通硅酸盐水泥，灌浆液配比及外掺剂可由生产性试验确定，并报设计单位同意和监理工程师批准后方可采用。

（6）外锚头垫座混凝土浇筑

在混凝土浇筑前先清理岩面，使其表面清洁且无松动，然后安装孔口管与钢垫板，按设计要求绑扎钢筋，架立模板，在内锚段灌浆后进行混凝土浇筑。

钢垫板是直接将锚具的集中荷载均匀地传递到混凝土垫座上的重要构件，故钢垫板的安装须牢固、准确，同时为保证锚垫板与锚孔轴线垂直，施工前将孔口管一端与锚垫板正交焊接，另一端插入孔对中，并按设计要求预埋灌浆管和排气管及其他埋件。混凝土配比按室内试验结果选定配比执行，与内锚段浆液材料配套，采用R28、50MPa混凝土。外锚墩混凝土由人工现场搅拌制备，皮桶传运入仓，插入式振捣器振捣密实。

（7）锚索张拉锚固

①锚索张拉准备。为保证张拉控制力的准确性，在张拉作业前需对使用的张拉设备系统 （包括千斤顶、油泵、压力表等）进行“油压值—张拉力”的严格率定，并报监理工程师批准后方可使用。在内锚段灌浆垫座混凝土达到设计强度后，将夹片、锚具及绞线被夹持部位清理干净，然后安装锚具、千斤顶即可进行张拉。为便于卸下工具锚，工具夹片可涂少量润滑剂，工具锚板上孔的排列位置必须与前端工具锚的孔位一致，不允许在千斤顶的穿心孔中发生钢绞线交叉的现象。

②锚索张拉操作。张拉采用限位张拉自行锚固的方式施工。先安装测力计，再安装锚板、夹片、限位板、千斤顶及工具锚，最后锚索张拉锚固。在张拉时，先采用穿心式小千斤顶（YDC 240Q—200）进行单根锚索预张紧，使锚索各根受力均匀，然后换大千斤顶（YCW—150型），再将 7根钢绞线一起分级张拉至超张拉荷载时锁定，1 000 kN级锚索张拉按下列分级进行，并及时进行准确记录。

张拉过程中，当达到每一级的控制张拉力后稳定5min即可进行下一级张拉，达到最后一级张拉力后稳定10min即可锁定。整个张拉过程中，千斤顶升荷速度控制在每分钟不超过控制张拉力的70%。按《水工预应力锚固施工规范》（SL 46—94）规定，采用应力控制及伸长位校核操作方法，当实际伸长值大于计算伸长值10%或小于5%时，暂停张拉，查明原因采取措施予以调整后，再继续张拉，施工时以压力表读数为准采用伸长值校核。

③锚索锚头保护。锚索张拉灌浆完毕后，从锚具外端量起50mm钢绞线，将其余部分用砂轮切割机截去。按设计尺寸立模浇筑与垫墩同标号的混凝土（250 号（28d））保护。

五、锚索施工中的注意事项及检查与验收

内锚段灌浆在锚索入孔后24 h内完成。在内锚段和混凝土墩达到设计强度后应尽早进行锚索张拉及张拉段灌浆。

锚索施工完毕7天内，距锚索施工部位20m范围内不得进行爆破作业，后期也不得在邻近锚索施工部位进行大规模爆破作业。

预应力锚索质量检查与验收严格按《水工预应力锚固施工规范》（SL 46—94）有关条款执行。

预应力锚索施工前应建立健全以岗位责任制为主的各项规章制度，认真作好各工序的检查与验收。

施工中作好各工序施工记录，及时整理分析。上道工序不合格或未经验收签字的成品不得进入下道工序。

发生质量事故，及时提出事故报告，并与设计等有关单位共同拟定处理措施。

质量检查遵循以自检为主的三级检查制度。施工中，班组作好各工序施工记录，及时整理、分析，并作为验收依据。

现场质量检查应按有关规定进行。

TV641

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1000-1123（2011）02-0051-03

2010-08-10

向金宝（1970—），男，工程师。

责任编辑 李建章