泄水闸闸墩预应力锚索施工研究

曾礼成 广东水电二局股份有限公司

本次研究的工程项目为广西郁江老口航运枢纽工程，为保证工程项目的顺利实施，应制定完整的施工工序，并在闸墩混凝土施工前，充分熟悉、理解设计图纸，做到现场情况与图纸一致，不漏项。同时需要采取支架来稳固锚垫板以及锚管，严格根据图纸来设置锚索方向，并且采取焊接方式来稳固定位支架，防止在具体浇筑环节预埋件会出现位移等情况。要求保证能够准确、稳固安装孔道管位置，经相关监理工程师验收合格后方可进行下一道工序。明确泄水闸闸墩预应力锚索施工工艺标准后，考虑到现场施工环境较为复杂，因此，需要搭设临时防护进行施工保障。为此，下文将以广西郁江老口航运枢纽工程项目为例，开展泄水闸闸墩预应力锚索的施工研究。

1.泄水闸闸墩预应力锚索施工设计

1.1 施工中锚头的二期混凝土浇筑灌浆

在泄水闸闸墩预应力锚索施工时，为确保结构具有较高的稳定性，应进行施工中锚头的二期混凝土浇筑。

混凝土灌浆浇筑行为应在锚索张拉施工完毕后3.0天内实施，当施工现场完成锚索张拉施工后，由监理工程师对阶段性施工成果进行组织验收，通过验收后尽快进行管道灌浆。浇筑混凝土材料属性如表1所示。

表1 施工中锚头的二期浇筑混凝土材料属性

按照上述方式，设定加固浇筑灌浆施工的条件。按照预设的比例掺入原材料，持续3.0小时进行浆液的搅拌处理，确保浆液的泌水率<2.0%后，结合施工需求，在制备的材料中掺入一定量的外加试剂。包括膨胀试剂、减水试剂等，添加时应注意试剂中的CL离子含量应<0.02%的水泥重量，在添加中持续进行原材料的搅拌，避免原材料中出现气泡或出现浇筑材料PH值下降的问题。

在灌浆施工前，使用高压水枪对孔道中的杂物、粉渣进行清理，使用空压机装置进行积水的处理。制浆并测记管路容积，当搅拌的浆液>钢管有效容积时，开始进行锚头的二期混凝土浇筑灌浆施工，为保证施工行为的连续性，应在施工中使用高速旋转搅拌机辅助材料制备，确保浇筑材料的持续供应。

在对泄水闸闸墩主预应力锚索进行加固施工时，应采用间歇灌浆的方法，保证遵守由上游平孔实施进浆，随后浆液在下游流出后做好其浓度检验工作，保证其浓度不变，随后开展屏浆施工。控制屏浆施工的连续性压力为0.3Mpa，持续此种行为30.0min，完成后开启放浆孔，持续放浆处理5.0min。再按照上述步骤，进行锚头的第二次屏浆处理，反复两次后关闭上游与下游的进出浆口，完成对泄水闸闸墩预应力锚索临时防护中，锚头的二期混凝土浇筑灌浆施工。需要注意的是，次锚索与主锚索加固处理步骤相同。

灌浆过程中必须加强观测，如果发生浆液泄漏情况，需查明原因后方可施工。灌浆完成后48.0小时内，必须加强观测。

1.2 上游平孔防渗封堵处理

全部张拉完成后可用切割机（根据本项目施工需求，不能选用电弧切割机），对结构中多余的绞线进行切除处理，上游平孔内钢绞线端头可不切除。

在此基础上，在结构端面、锚头、支撑垫板等位置进行水泥杂物处理，保证上游平孔位置的清洁，降低不稳定因素造成的结构预应力异常。

在进行平孔防渗封堵处理时，结合工程需求，优先选用C35等级的混凝土作为封堵材料，在回填施工前，对老旧混凝土面层进行打毛。并在泄水闸闸墩预应力锚索临时防护结构的顶拱位置，安装自动化回填灌浆机构，将廊道内清除干净后，在14天内完成对平孔的回填封堵处理，避免临时防护结构出现漏浆、渗水等方面问题。

1.3 张拉平台及脚手架搭设防护施工

为保证泄水闸闸墩预应力锚索防护结构具有较强的稳定性，可以为现场施工作业提供安全保障，在完成上述施工后，需要进行张拉平台及脚手架搭设的安全防护施工。

在进行张拉作业平台搭设时使用悬挑钢架结构作为支撑，在其上部挂设千斤顶，辅助预应力锚索的张拉施工。搭设时，应先在锚块的顶部位置预埋一个铁板，用于支撑、布置、焊接桁架与护栏。桁架整体参照“工”字钢结构设计，工字钢与预埋铁板焊接，完成焊接后，在桁架的底部位置，采用预埋钢绞线的方式，对主体结构的锁定性进行强化处理。

次锚索施工需在桁架左右侧各挂设4个高爬梯，将爬梯之间使用竹夹板作为衔接，通过此种方式，搭建一个临时防护作业平台，将预应力锚索施工中的张拉设备挂设在桁架挑梁位置，人员可站在工作平台上进行张拉施工。

为确保搭设的桁架可以在施工中发挥更好的效果，要求桁架同时覆盖泄水闸闸墩预应力锚索施工中的主锚索位置与次锚索位置，并可根据施工中的实际情况，随时调整桁架转至下个锚块施工。锚块顶部一圈设有安全防护网，施工过程中施工人员必须配备安全绳，锚块底部设置安全隔离带。

在脚手架搭设时，应先在闸墩的上游预留平孔，在平孔一侧架设脚手架，脚手架的高度为14.0m，宽度为10.0m，施工中要确保脚手架覆盖至少>6.0个平孔。同时，在平孔高程位置铺设作业平台，按照上述方式，在操作平台上加装防护网。为保证脚手架结构的稳定性，使用钢丝穿过脚手架中的预留平孔，进行泄水闸闸墩与脚手架结构的固定。固定的点位应>6.0个，以此种方式，保证防护结构的安全性，避免在施工作业中出现结构侧倾或倒塌事故。

2.实例应用分析

上文从三个方面，完成了泄水闸闸墩预应力锚索的施工研究，为证明此次施工设计可以在施工现场发挥更好的效果，以广西郁江老口航运枢纽工程为例，对设计的成果进行检验。

广西郁江老口航运枢纽工程泄水闸共计13.0孔，闸墩顺水流方向长35.8m，中墩宽3.2m，高30.5m，顶高程92.0m，共14.0个闸墩。其中靠厂房和靠左岸门库坝段为1#左边墩和14#右边墩，其他为中墩，每个闸墩均设锚索预留平孔6.0个。所有闸墩的每个锚索孔设有4.0根锚索，施工中采用预埋金属波纹管的方式进行成孔，主锚索金属波纹管外径为100.0mm，次锚索金属波纹管外径为90.0mm。

为避免预应力锚索在施工中出现形变与位移，影响结构张拉施工的质量，需采用型钢和钢筋加固确保成孔质量。

按照本文设计的内容，进行施工现场防护搭设，根据设计要求优选喷涂环氧防腐材料的钢绞线。钢绞线应有出厂合格证书，按DL/T5083-2004附录方法进行钢绞线力学性能试验，按规范要求进行外观检查。主锚索两端采用M15-19锚具，次锚索两端采用M15-13锚具。规划施工中所用机械与材料，如表2所示。

表2 泄水闸闸墩预应力锚索施工防护施工机械与材料

按照标准化施工部署，进行安全防护结构的架设，根据脚手架在使用中的承载，选择连续测点进行结构承载能力的测量与计算。对脚手架的承载力计算可用下述公式表示。

公式（1）中：P表示为脚手架承载力；p表示为立杆自重荷载；p表示为横杆集中静荷载；p表示为横杆集中活荷载；p表示为工作人员重量荷载；p表示为其他荷载。获取脚手架在使用中需要承载的作用力，将其与实测有效承载力进行对比，对比结果如图1所示。

图1 泄水闸闸墩预应力锚索施工防护脚手架承载力

从图1中可以看出，防护脚手架结构的实测有效承载力远远大于脚手架在使用中需要承载的作用力，说明此结构可以在实际应用中起到较好的安全防护效果，可以为现场工作高空作业施工提供安全保障。

3.结束语

本文开展了泄水闸闸墩预应力锚索施工研究，并在完成研究后，选择广西郁江老口航运枢纽工程项目作为实例，通过实践证明了该设计可以在施工现场起到良好的效果。但要进一步加强对现场施工质量与安全的管控，应在预应力锚索的施工运输与安装时，应按照装载标准，严禁在地面拖拉，防止破坏钢绞线外皮。安装时，做好对安装孔的清理与检查，孔道内应用空压机吹风清洗干净，孔道通畅，不得有偏心。在进行锚索张拉施工时，如有滑丝和断丝现象，应立即停止张拉，待找出原因后再进行张拉。量测的钢绞线伸长值必须与计算的伸长值基本相符，伸长值的计算应在张拉前计算好填入表中，保证在施工中对张拉吨位的规范化检测与控制。