探索预应力锚索在水利电中的运用

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一、施工技术

1．测试声波

按照施工图纸的相关资料，声波测试值都应该在3,000m/s以上。所以，在开孔以及清孔工作完成之后，需要对孔内的锚固段进行声波测试。如果平均的波速值能够达到3,000m/s，就可以继续下一道工序的施工；如果没有达到，就应该采取固结灌浆的措施，该工作在完成48h之后，需要利用同级的钻头沿着原来孔位的位置扫孔到位，然后再利用高压风管进行清孔，继而再做声波测试，当测试值达到3,000/s方才停止。

2．固结灌浆

针对于本工程锚索部位的岩性相对较差的情况，并严格按照设计图纸的要求，为了保持完整没有通过声波测试的锚索岩体，需要对没有通过声波测试的锚索岩体采取固结灌浆措施，即通过空口管把孔封闭。鉴于锚索孔多数都是上仰孔，所以采用的是双管法进行施工，详细施工操作如下图2所示。

3．制作与安装锚索

（1）关于钢绞线的下料以及除油工作的一些小细节。在锚固段上做好一定的防水措施和对钢绞线按照相关的要求进行合理的分组。为了便于辨认，在完成下料工作之后，应对钢绞线做好编号标记工作，同时做好相应的记录工作。剥除钢绞线的PE套管使钢板和钢丝分开，涂上防锈油，然后将钢丝恢复原样即可完成除油工作。

（2）关于承载体安装设置工作的注意要点。需要特别注意的是，安装承载体一定要在第一级就按照对应的顺序安装。在钢绞线的末端装上对应的挤压套，再将之插到承压板内。在安装隔离架的时候，相隔的距离要控制在1.6m，再传递到注浆管中，在锚索体的末端要接上对应的导向帽。

（3）关于锚索体的安装工作的一些注意点。立足于施工现实情况，采用人工下锚的方式作业。在实际操作中，搬运锚索时注意对其保护不能被异物损坏结构，也不能沾上施工现场的污泥。在安装锚索体之前，一定要检查其编号和长度是否满足施工的要求。在确认其合格安全之后，将其小心运送到孔底进行设置安装，需要保证锚索体在孔内是顺直不扭曲状态的。

4．注浆锚索

按照相关的技术要求，在锚索体进入孔内后24h一定要完成注浆工作，以免出现不可控的情况。注浆要求如下：首先将进口封闭，然后采用采用排气法其气体排出，在孔口的顶部位置安装排气孔。并且采用的压力要求与固结灌浆过程中压力相同。在浆液里加入适量的早强剂然后才进行注浆的工序，此工序压力要求与固结灌浆过程中压力是相一致的。注浆封孔也与固结灌浆的方式基本上无差异。

5．浇筑铺墩

在制作和安装对应的钢筋笼和钢垫板之前，需要找到锚墩的准确位置。为了保证钢筋笼的稳固性，要求满足钢筋网的各个轴线必须和孔的轴线绝对重合，其次，还可在锚墩基底设置相对应的锚杆。用清水清洗去掉孔口的浮渣后，将相应的导向管焊接在孔口管上面，将锚垫板焊接在锚墩的顶部位置。为了方便进行二次注浆工作，注浆管和排气管被设计在导向管的中部，使两管和孔内想通，从而引出锚墩。做好相关的模版，使其刚度和强度等方面都满足相关的施工规定。在开始混凝土的浇筑工作之前，一定要确保所有的模版都检查合格。

6．锚索的张拉

要求将锚固段的胶结强度提升到30MPa之后进行锚索的张拉工作。根据技术规范，预应力锚索伸长值上限等于锚索张拉段长度理论伸长值（L1）与50%内锚固段长度理论伸长值（L2）之和，伸长值下限等于80%锚索张拉段长度理论伸长值（L1）。理论伸长值由胡克定律计算可得：ΔL=F×L1（E×A）ΔL：钢绞线理论弹性伸长值，单位mm；F：单根钢绞线分级荷载对应的张拉力，单位N；L1：钢绞线张拉段、锚固段长度，单位mm；E：钢绞线弹性模量；A：钢绞线横截面积，单根固定值140mm。张拉工序分级示意（3,000KN级）见图3：在进行张拉的时候，需要详细记录每一根钢绞线的分级应力以及锚索的伸长值，接着根据下列步骤进行施工，

（1）先将钢绞线进行首次循环拉紧工作：按照其分级顺序依次拉直，然后依照记录好对应的应力值十分之一进行锁定；

（2）开始首次循环张拉步骤：当完成首次拉紧工作后，然后依照记录好的应力值的四分之一将钢绞线拉直，持续稳定3min后进行锁定并完成；

（3）执行第二次循环张拉步骤：把荷载控制在25%，依次将每根钢绞线加载，当达到应力值的一半即可停止，持续稳定3min后进行锁定并完成；

（4）进行第三循环张拉工序：要求将荷载保持在50%，然后将钢绞线逐根加载，直到达到设计应力的四分之三为止，在稳定3min之后完成锁定；

（5）进行第四循环张拉工序：要求将荷载控制在75%，然后将钢绞线逐根加载，直到达到设计应力，在稳定5min之后完成锁定；

（6）进行第五循环张拉工序：在满足设计应力的层面上，依次将钢绞线加载，当设计应力达到115%即可停止，稳定持续5min后进行锁定并完成。

（7）如果所有的钢绞线的实际伸长符合理论值的波动范围，证明张拉步骤的完成满足施工要求。

7．进行封锚

为了确保不会损坏导向管里面的钢绞线，确保张拉工序施工的质量得到保证，应该对钢绞线进行补灌浆工序，利用水泥浆固定。切除所有多余的钢绞线，保留锚具15cm以外的长度，将钢绞线裸露在外面的部分用黄油以及PE套管包裹并用混凝土将其密封。在锚垫板上面焊接配置型号为φ12的构造筋，用厚度10cm的混凝土将其浇筑为锚墩形状。

二、施工过程控制

（1）施工过程中控制重点是孔斜、孔深以及孔径，要求精度高，其中孔底误差不能超过标准指标的3%；孔深要比设计孔深大；孔径要比设计孔径要大，导向管与锚索孔中心线偏差必须控制在0.4%以内，否则会造成不可控的结果。

（2）在进行下一步施工前，必须要确认锚固段声波的平均标准达到3,000m/s以上。

（3）在施工的过程中，必须要对所有的钢绞线进行必要的标记以确保每一级每一根钢绞线安装在对应的长度位置。在安装的时候一定不能损坏标识和确保锚索顺直而不扭曲。

（4）在对锚索编组时需要确保挤压套与钢绞线满足相关的设计要求；在锚索进行张拉工序之前，需要对张拉系统的油压表、千斤顶进行定期率定工作；若超过规定时间没有进行率定的设备，必须要检查合格后才能使用，否则一律弃用；

（5）为了确保抗压强度符合相关的设计要求，必须要对水泥净浆、锚墩混凝土进行现场取样。

三、结语

在此工程中，为了改变以往应力过于集中的情况，将锚索改进为压拉分散的形式，让每一个锚头都能够承受一定的荷载，这样的改进有利于工程项目的长效锚固。

作者：周鹏单位：宁夏唐徕渠管理处