张峰水库溢洪道地基预应力锚索施工质量控制

2012-04-14罗中元

山西水利 2012年11期

罗中元

（山西省水利工程质量与安全监督站，山西太原 030002）

1 工程概况

张峰水库位于沁水县张峰村沁河干流上，是一座以供水、防洪为主，兼顾水产养殖、旅游、发电及农村人畜供水等综合利用的大（二）型水库，枢纽主要建筑物包括大坝、导流泄洪洞、溢洪道、供水发电洞。溢洪道布置于沁河左岸单薄山梁中段，为开敞式溢洪道，分引渠、闸室、泄槽及挑流鼻坎4部分。溢洪道闸室长34.0 m，共布设4孔，每孔净宽12.0 m。在溢洪道闸室5个闸墩底部布设预应力锚索，以提高溢洪道整体抗滑稳定性，加固锚索均为压缩分散型，共80根，均匀布置于闸室各闸墩底部，横向间距4.1m，纵向间距4.0m。

2 锚索结构及质量控制

2.1 锚索结构

张峰水库溢洪道加固锚索均按平行于水流方向倾向上游布设（逆T1l-4层系列软弱夹层），与水平面夹角45°。锚索按1 000 kN和3 000 kN两种规格设计，内锚固段均为压缩分散型。锚索由外锚头、锚墩、锚孔、索体、内锚固段和张拉段（自由段）及浆体等部分组成。

2.2 质量控制

2.2.1 预埋、定位钢管埋设

闸墩基础作为锚孔围岩灌浆盖重先期施工，需采取措施防止锚索造孔、灌浆等施工时和闸墩内埋设钢筋互相干扰，并对锚孔进行精确定位。锚墩内配置5层直径14 mm的承压和抗冲切钢筋网，预埋定位钢管回避钢筋网干扰，并为锚孔精确定位。

2.2.2 钻孔定位和造孔

钻孔的孔深、孔斜、孔位应符合下列要求：孔深允许偏差为±200 mm。若钻孔达到预定孔深但未按预计达到稳定基岩时，应及时上报并按监理要求延长孔深，确保内锚固段为稳定基岩。控制终孔孔斜误差不大于±2°，孔口坐标误差不得大于10 cm。严格校验开孔时钻具的倾角及方位角，不得对设计的倾角作任何修改。当孔位受其他条件影响时，应按要求重新拟定新孔位。该工程对16号和79号先行钻孔，并对其锚固段进行岩芯取样，钻孔过程中应记录钻孔的尺寸、回水颜色、钻进速度和岩芯记录等数据。

2.2.3 锚孔围岩灌浆

黏结应力是影响锚索锚固力和内锚固段长度的主要因素。地层中锚索存在两种黏结界面：一是注浆体与地层间的黏结面；二是注浆体与预应力筋的黏结面。锚孔围岩灌浆按固结灌浆控制指标进行施工控制。

2.2.4 锚索吊装及穿索

沿锚索轴线方向每隔2 m设隔离架，绑扎时保证钢绞线平行不交叉；隔离架及锚束绑扎方式均不得妨碍张拉及灌浆，并预留灌浆、排气管通道。灌浆管要平顺，不得弯曲、破损，已安装的灌浆管应检查是否通畅。

2.2.5 内锚固段灌浆

灌浆开始前，应通过灌浆管送入压缩空气，将钻孔孔道的积水排干。灌浆为有压灌浆，灌浆压力0.2～0.3 MPa，当孔口溢出浆液浓度与进浆管一致并稳压20 min后，方可停止注浆，并封堵进浆管以防止浆液溢出。灌浆结束后，在浆体达到设计要求前，锚索体不得受扰动。灌浆作业完工后2～3 d，对灌浆孔道进行抽样检查，观察水泥砂浆是否充满孔内，否则应采取补灌或其他处理措施。

2.2.6 锚墩浇筑

锚墩采用高标号混凝土，由于结构受力条件复杂，对混凝土及浇筑质量要求较高，在施工前应对混凝土配合比、施工工艺进行研究；施工中应做好组织协调工作，使单个锚墩一次性浇筑成形。浇筑时要注意锚垫板周围混凝土的浇筑质量，保证承压钢垫板底部混凝土充填密实，安装牢固，防止出现蜂窝麻面；同时注意确保锚垫板和定位钢管不位移。

2.2.7 张拉及补张拉

锚索张拉过程分预紧、分级张拉两个主要环节。其中预紧采用单绞线小千顶循环法，单根钢绞线预紧吨位30 kN。每根钢绞线至少进行2个循环预紧，要求2次预紧伸长值差不小于3 mm，且每根钢绞线的伸长值与理论伸长值的差值不能超过理论伸长值的10%。否则进入下一循环继续预紧，直到满足要求才能进入整体张拉。整体张拉时，1 000 kN，3 000 kN锚索均分为5级。

张拉时，升卸荷速率应增稳、缓慢。升荷速率每分钟不超过最大张拉力的1/10，卸荷速率每分钟不超过最大张拉力的1/5。每级稳压5 min后进入下一级张拉，最后一级稳压15 min。张拉力控制以压力表读数为准，理论伸长值和实测伸长值比较为辅，兼备测力计观测。当实测伸长值超过理论伸长值10%或小于5%时，应停止张拉，查明原因后再行张拉。

若锚索张拉后锁定，48 h内预应力损失超过设计张拉力的10%时，应进行补偿张拉。补偿张拉值应达到设计超张拉值。补偿张拉应在锁定值基础上一次张拉至超张拉荷载，最多进行2次。

2.2.8 孔口段注浆

补偿张拉结束后进行封孔灌浆，封孔灌浆要求灌满孔口段定位钢管与锚垫板内孔隙，当冒出浆液浓度与注浆浓度一致时，停止注浆并采取措施封堵注浆口。

2.2.9 外锚头封闭

在孔口注浆并经监理人验收合格后及时进行外锚头封闭。外锚头封闭采用环氧树脂外包C20混凝土双层保护，封闭材料同锚墩接触面应全面凿毛。装有监测仪器的外锚头采用钢帽内注润滑脂保护，钢帽外浇注C20防护混凝土。在浇筑闸墩基础上部混凝土时，对锚墩及外锚头保护混凝土进行凿毛处理，凿毛时不得损坏锚墩及外锚头的内部结构。