预应力锚索技术在水利工程施工中的应用

景洁琼 司晓娜

摘 要：预应力锚索结构是一种应用效果良好的支挡防护体系。该结构能充分挖掘岩土体自身潜力，并产生强大的挡护作用；加之其结构简单，自重较轻，节省材料，具备良好经济技术价值。为此，本文主要对水利工程预应力锚索形式选择、技术应用等内容进行了分析与研究。

关键词：水利工程；预应力锚索；施工技术

1 锚索形式选择

我们根据锚索内锚固段形式的不同，一般可以将锚索分为：拉力分散形、普通拉力形、拉压复合形和压力分散形。而各个形式各有他们的优点和缺点，在对形式选取时，要充分结合工程特点，选择最优形式，下面论文就锚索各个形式的特点做简单分析：

（1）拉力分散形锚索其特点是内锚固段钢绞线分散布置开来，将锚索张拉力分散的传递到内锚固段的不同深度处，这就有效的解决了拉力过于集中的问题，对桥梁本身起到了有效的保护作用。

（2）普通拉力形锚索优点有结构较为简单、造价成本低廉、施工十分便捷，但是其内锚固段的上部拉力过于集中，常见的问题是导致混凝土断裂，进而影响固的效果。

（3） 拉压复合形和压力分散形锚索内锚固段混凝土承受压应力，可以有效的提高锚固效果，特别是其自由长度的增加，可以更好的适应边坡岩体变形。同时我们不能忽视的是，内锚固段形式很复杂，在安装和张拉等都较为繁琐，大大增加了施工的难度，造价方面也远高于普通的拉力形锚索。

2 工程案例

某大型水利工程主要以农业灌溉与城市水源供应为主要目的，且兼顾发电、防洪、生态环境保护及旅游等作用。在工程1#与2#位置，也就是泄洪排沙洞口位置的边坡部位，因具有极为复杂的地质情况，其强谐和地段的平均深度为27.5m，且在小段层、小型层中间位置存有很多破碎地带，附近岩体则具有较低硬度及较差稳定性。按照工程施工具体情况，需进行预应力锚索的合理安装，分别为1500NN、3000KN。

3 水利工程预应力锚索施工技术应用

1、钻孔施工

根据施工规范应将排与排之间的距离调整到5m，确保利用全站仪能够依据错孔方式进行监测具体孔位置的设置、测定。因锚索分为2个不同等级，分别为1500NN、3000KN，为此，选取的钻孔方式也不尽相同。按照一般方式方法，可选取无水钻进施工方式进行作业，应确保完成开孔作业后，具有完整无损的岩面，避免钻孔施工不规范对工程建设施工进度造成严重影响。钻进施工中，应对其倾斜角度进行适当调整，完成钻孔作业后则可彻底清理干净高压风管。同时还需详细记录钻孔施工过程，与设计孔深相比，孔深应多出一些。

2、锚索制作和安装

首先，对钢绞线进行下料与除油作业，要求将相应防水方式应用于锚固段，且根据施工规定科学划分钢绞线组别。为便于识别，需在下料作业完成后，通过编号的方式进行钢绞线标记，且做好详细记录作业。钢板、钢丝可通过钢绞线PE套管剥除的方式分离，并将防锈油涂抹到其上面，随后恢复钢丝原有样子，以此结束除油作业。

其次，合理设置安装承载体，依据相应顺序进行承载体安装，将一定挤压套设置到钢绞线末端，随后在向承压板插入。在隔离架设置过程中，需在1.6m内控制间隔距离，随后向注浆管传递，并将一定导向帽安装到锚索体末端。

最后，科学安装锚索体，严格遵循施工规定及现场具体情况，以人工下锚的方法进行施工。在具体作业环节，锚索运送环节应做好保护工作，避免其结构因异物造成损害，也不得存在泥浆污染问题。在锚索体安装前期，需对其编号、长度进行详细检查，确保其能够与施工规定相符。在确保其质量符合施工规定后，可在向孔底运送，且做好安装设置工作，避免弯曲、变形问题出现在锚索体内。

3、锚固注浆

通过锚索注浆可形成锚固段，且能够将防腐保护层提供给锚索体，在水利工程预应力锚索施工中注浆环节极为重要，其注浆水平的高低将对锚索锚固性能、永久性等造成极大的影响。在完成钻孔作业后，孔道内往往存在一些杂物，如岩屑、泥沙等，可通过压力风水将其清理干净，直至回水清洁。同时，选取水泥砂浆、纯水泥浆进行锚固段灌浆，通过试验对浆液配合比进行准确确定。如锚固段以纯水泥浆进行灌注施工，可在0.3到0.4之间控制水灰比；如锚固段选取水泥砂浆进行灌注作业，可在0.4到0.5之间控制水灰比，其中120到170mm之间为其流动度，3小时泌水率需控制在2%以下。并將膨胀剂、早强剂适当掺加到浆液内，与施工设计值相比，其28天强度应在其以上。

灌浆环节，需对出浆管的排水、排浆问题进行详细观测，如具体相同排液、灌浆比重，即可屏浆，并在0.3到0.4mpa之间控制屏浆压力，20到30分钟为屏浆的允许范围。锚固段灌浆长度应与施工规定相符，准确放置阻塞器，如实施有压注浆作业，需避免滑移、串浆等问题出现。一般可按照由下到上的顺序进行灌浆作业，不可间断灌浆施工。

在下锚索后与浇筑外锚墩混凝土前于无黏结锚索而言，需进行全孔一次注浆，检测锚索张拉质量后，即可封孔回填注浆。

4、浇筑铺墩

在钢筋笼、钢垫板制作与安装前，需将锚墩的准确位置找出。为避免不稳定问题出现在钢筋笼施工中，应保证钢筋网所有轴线必须重合孔轴线，且将一定锚杆设置到锚墩基底位置。孔口浮渣在清理后，可在孔口管上面焊接一定导向管，并在锚墩顶部位置焊接锚垫板。为确保二次注浆工作快速进行，可在导向管中间位置设置注浆管、排气管，确保有效联通2管和孔内，并将锚墩引出。除此之外，还需做好一定模板工作，确保其刚度、强度等能够与施工要求相符。在浇筑混凝土前期，应保证模板施工的質量。

5、锚索张拉

张拉作业应在锚固段固结灌浆浆液、承压垫座混凝土等与施工规定相符后进行施工。在浆体设计强度符合施工要求后，可选取双控法进行张拉质量控制，也就是以控制油表读数为主，在张拉锚索前期，需进行0.2p预紧荷载施加，要求一根一根对称张拉钢绞线，确保所有钢绞线能够均匀受力，并达到调直对中的作用。在完成张拉作业后，可实施一次补偿张拉作业，也就是在锁定值的前提下补偿张拉到1p，卸载速率需控制在0.2p/min以下，随后进行锁定荷载施加，最终进行30min静载作业，前四次加载时间都控制在5min。选择使用的千斤顶应满足锚索施工需求，通常情况下，与设计张拉力相比，需高出500到1000KN之间。选取整体张拉的方式进行锚索张拉施工，如千斤顶与整体张拉需求不符，可根据施工现状，一组一组进行张拉。张拉前期，需先实施单束预紧施工，确保具有均匀的锚索预应力钢筋线应力，根据中间到四周的顺序进行预紧作业，整体预紧力需控制在0.1p左右。设计荷载保持30分钟，且对锚索在该30分钟内的徐变位移量进行准确测量，如徐变值在1mm以下，则表明该锚索质量符合施工规定，如在该值以上，则需再次进行45分钟稳压。

6、封锚

完成锚索灌浆一天后，可浇筑锚墩。为避免导向管内钢绞线被损害，降低张拉施工质量，需对钢绞线进行补注灌浆，通过水泥浆进行稳固。随后将多出的钢绞线去除，锚具外预留长度则需控制在15cm左右，选取黄油将裸露在外面的钢绞线进行涂抹，且选取PE套管做好包裹工作，密封可选取混凝土材料。且将直径为12mm的构造筋焊接设置到锚垫板上方，通过混凝土（10cm厚度）进行浇筑，其形状以锚墩为主。

4 结束语

综上所述，预应力锚索技术对水利工程具有一定的防护作用，将预应力锚索技术合理应用到工程施工中，可使工程保持稳定性，有效降低施工难度。在预应力锚索技术施工中，要想合理控制水利工程施工质量，应严格按照水利工程实际状况，结合相关施工规范，规范各项施工操作，以此实现水利工程高质量施工建设目的。

参考文献

[1]姚卓英.2000KN压力分散型锚索在高边坡加固工程中的应用[J].铁道标准设计，2009（01）.

[2]杨 杰.高速公路路垫边固预应力锚索施工技术与质量控制[J].岩石力学与工程学报，2013（06）.