某水电站溢洪道闸墩预应力锚索缺陷处理技术

江建国 吴静

摘 要：随着水电工程建设的迅速发展，预应力闸墩的运用越来越广泛，当然出现的预应力锚索技术问题也越来越多，作者结合工程实例简述了一些常见缺陷及相应的技术处理措施。

关键词：预应力锚索；缺陷处理；技术

引言

随着水电站工程建设的大力发展，电站泄洪设施的型式和结构越来越多样化，为了减少泄洪设施闸墩工程量、降低工程造价，加快工程建设进度，在闸墩设计结构中往往采用预应力锚索技术来承担闸门传递给闸墩的巨大荷载，防止在巨大荷载作用下闸墩混凝土开裂以及出现应力集中等结构安全运行的不利于因素。随之而来的就是在施工过程中，偶尔会出现由于过程管控不严、测量及质量控制不力，导致预应力锚索不能完全满足设计技术要求。此时则需要采取一些非常规措施对已施工的锚索进行处理，才能让闸墩的预应力锚索体系满足结构使用需要。

1 闸墩预应力锚索结构形式简介

1.1 工程背景资料

根据某水电站设计技术资料，该电站的溢洪道闸门由三孔弧门闸门组成，其中泄水闸墩由左边墩、左中墩、右中墩、右边墩组成，所有闸墩均为预应力锚索型结构。

闸墩纵向设计采用3000kN级无粘结对穿预应力锚索加固，锚固有效长度28m；并采用每组7束竖向布置成列，每列设计安装总吨位21000kN；其中左右边墩各布置一列，左右中墩各对称布置两列。总计3000kN级无粘结对穿预应力锚索42束。

闸墩牛腿横向采用2000kN级无粘结对穿预应力锚索加固，锚固有效长度5～7m；并采用每组6束竖向布置成列，每个闸墩布置两列，设计安装总吨位24000kN/墩；总计2000kN级无粘结对穿预应力锚索48束。

根据设计技术要求，闸墩锚索均采用预埋铁皮波纹管成孔，其中3000kN级主索设计预埋孔径为108mm，单束锚索采用19根1860Mpa级、φ15.24mm无粘结钢绞线集束，允许一端张拉，超张拉115%锁定；2000kN级次索设计预埋孔径为108mm，单束锚索采用12根1860Mpa级、φ15.24mm无粘结钢绞线集束，允许一端张拉，超張拉110%锁定。

1.2 闸墩预应力锚索布置示意图

2 某水电站溢洪道预应力锚索缺陷处理

2.1 工程存在问题及原因分析

在闸墩预应力区混凝土浇筑完成并达到相关技术要求后，施工人员随即进行预应力锚索穿索、张拉及锁定等施工。但是在施工过程中却出现了部分锚索无法穿索、锚索张拉锁定后预应力损失大（预应力损失甚至达到超张拉力值的30%）等现象。

经过现场调查及查阅资料分析，出现上述问题的原因主要有：（1）由于锚索孔道采用预埋铁皮波纹管形式，铁皮波纹管管壁很薄，同时波纹管固定点密度不够，在混凝土浇筑过程中孔道出现变形或移位，最终导致无法穿索；（2）锚索采用无粘结钢绞线集束，在编索过程中索体体形及紧密度不够，出现索体变形或松散无法穿过孔道；（3）设计预留索孔孔径富裕度不充分；（4）锚索张拉过程程序不规范，未严格按照施工规范要求进行初始应力、分级、稳压等规定动作进行，导致单束锚索内单根钢绞线之间受力不均，受力过大的夹片出现滑移松动；（5）锚索锚具和夹具的选型或者匹配性不够好；（6）个别锚索在编索过程中未清理干净钢绞线油脂，张拉后可能出现锚固夹片滑移现象等。

2.2 处理方案

针对上述存在问题，经参建各方商讨要就决定采取以下缺陷处理措施：（1）在锚索穿索之前，对锚索孔道是否畅通进行检查并疏通；（2）对已经堵塞的孔道进行原位扫孔；（3）对可以穿过部分钢绞线，并无法进行扫孔作业的索孔，根据能穿透钢绞线根数和闸墩预应力设计吨位要求，与设计单位交流后采取保证闸墩预应力设计吨位情况下，重新调整每根钢绞线设计应力值并张拉到位；（4）对张拉后预应力损失较大的锚索采取尽量采用安全退锚装置进行退锚，并将不合格部分处理后重新张拉（主索及次索应力值调整案例如下表）；（5）所有锚索的张拉严格按照相关施工规程规范要求进行；（6）对锚具及夹具的质量、匹配性等进行试验，确保满足技术要求；（7）锚索张拉施工前，对千斤顶、压力表等进行率定或校验；（8）更换张拉端QM锚具为OVM锚具，以确保锚具质量及锁定效果；（9）加强预应力监测锚索监测分析工作，为其他锚索施工提供技术支持等。

根据上述处理方案，对电站溢洪道闸墩预应力锚索缺陷进行处理，最终闸墩预应力指标基本满足设计及使用要求。同时，经过实践证明该闸墩预应力锚索处理后运行正常，能满足工程功能设计要求。

表1 3000kN级主索应力值调整表案例

表2 2000kN级次索应力值调整表

3 结束语

（1）预应力锚索施工过程中须严格按照各项技术要求及施工规程规范进行，加强施工过程管控，尽量避免类似问题的出现。否则会造成工程质量缺陷或事故，以及经济损失。（2）实践表明在技术允许范围内采取笔者所述预应力调整的技术方案是可行的。（3）建议在设计类似闸墩之类需预埋锚索孔管道的技术方案时，应充分考虑管道的强度、刚度、内径及方便施工等技术特点。（4）类似锚索的处理技术及经验也可结合其它工程实际情况借鉴运用。

参考文献

[1]某水电站设计图纸及相关技术要求[Z].

[2]解伟，等.预应力闸墩结构试验及理论[M].北京：水利水电出版社.

[3]陈强，等.预应力闸墩设计相关技术问题的调研与探讨[J].水电站设计.

[4]杜正宏.溢洪道闸墩预应力锚索施工常见问题及对策[J].水电与新能源，2010，4.

[5]DL-T5083-2004.水电水利工程预应力锚索施工规范[M].

作者简介：江建国，男，国电云南阿墨江发电有限公司，硕士研究生。