張峰水庫溢洪道地基預應力錨索施工質量控制

羅中元

（山西省水利工程質量與安全監督站，山西 太原 030002）

1 工程概況

張峰水庫位于沁水縣張峰村沁河干流上，是一座以供水、防洪為主，兼顧水產養殖、旅游、發電及農村人畜供水等綜合利用的大（二）型水庫，樞紐主要建筑物包括大壩、導流泄洪洞、溢洪道、供水發電洞。溢洪道布置于沁河左岸單薄山梁中段，為開敞式溢洪道，分引渠、閘室、泄槽及挑流鼻坎4部分。溢洪道閘室長34.0 m，共布設4孔，每孔凈寬12.0 m。在溢洪道閘室5個閘墩底部布設預應力錨索，以提高溢洪道整體抗滑穩定性，加固錨索均為壓縮分散型，共80根，均勻布置于閘室各閘墩底部，橫向間距4.1m，縱向間距4.0m。

2 錨索結構及質量控制

2.1 錨索結構

張峰水庫溢洪道加固錨索均按平行于水流方向傾向上游布設（逆T1l-4層系列軟弱夾層），與水平面夾角45°。錨索按1 000 kN和3 000 kN兩種規格設計，內錨固段均為壓縮分散型。錨索由外錨頭、錨墩、錨孔、索體、內錨固段和張拉段（自由段）及漿體等部分組成。

2.2 質量控制

2.2.1 預埋、定位鋼管埋設

閘墩基礎作為錨孔圍巖灌漿蓋重先期施工，需采取措施防止錨索造孔、灌漿等施工時和閘墩內埋設鋼筋互相干擾，并對錨孔進行精確定位。錨墩內配置5層直徑14 mm的承壓和抗沖切鋼筋網，預埋定位鋼管回避鋼筋網干擾，并為錨孔精確定位。

2.2.2 鉆孔定位和造孔

鉆孔的孔深、孔斜、孔位應符合下列要求：孔深允許偏差為±200 mm。若鉆孔達到預定孔深但未按預計達到穩定基巖時，應及時上報并按監理要求延長孔深，確保內錨固段為穩定基巖。控制終孔孔斜誤差不大于±2°，孔口坐標誤差不得大于10 cm。嚴格校驗開孔時鉆具的傾角及方位角，不得對設計的傾角作任何修改。當孔位受其他條件影響時，應按要求重新擬定新孔位。該工程對16號和79號先行鉆孔，并對其錨固段進行巖芯取樣，鉆孔過程中應記錄鉆孔的尺寸、回水顏色、鉆進速度和巖芯記錄等數據。

2.2.3 錨孔圍巖灌漿

黏結應力是影響錨索錨固力和內錨固段長度的主要因素。地層中錨索存在兩種黏結界面：一是注漿體與地層間的黏結面；二是注漿體與預應力筋的黏結面。錨孔圍巖灌漿按固結灌漿控制指標進行施工控制。

2.2.4 錨索吊裝及穿索

沿錨索軸線方向每隔2 m設隔離架，綁扎時保證鋼絞線平行不交叉；隔離架及錨束綁扎方式均不得妨礙張拉及灌漿，并預留灌漿、排氣管通道。灌漿管要平順，不得彎曲、破損，已安裝的灌漿管應檢查是否通暢。

2.2.5 內錨固段灌漿

灌漿開始前，應通過灌漿管送入壓縮空氣，將鉆孔孔道的積水排干。灌漿為有壓灌漿，灌漿壓力0.2～0.3 MPa，當孔口溢出漿液濃度與進漿管一致并穩壓20 min后，方可停止注漿，并封堵進漿管以防止漿液溢出。灌漿結束后，在漿體達到設計要求前，錨索體不得受擾動。灌漿作業完工后2～3 d，對灌漿孔道進行抽樣檢查，觀察水泥砂漿是否充滿孔內，否則應采取補灌或其他處理措施。

2.2.6 錨墩澆筑

錨墩采用高標號混凝土，由于結構受力條件復雜，對混凝土及澆筑質量要求較高，在施工前應對混凝土配合比、施工工藝進行研究；施工中應做好組織協調工作，使單個錨墩一次性澆筑成形。澆筑時要注意錨墊板周圍混凝土的澆筑質量，保證承壓鋼墊板底部混凝土充填密實，安裝牢固，防止出現蜂窩麻面；同時注意確保錨墊板和定位鋼管不位移。

2.2.7 張拉及補張拉

錨索張拉過程分預緊、分級張拉兩個主要環節。其中預緊采用單絞線小千頂循環法，單根鋼絞線預緊噸位30 kN。每根鋼絞線至少進行2個循環預緊，要求2次預緊伸長值差不小于3 mm，且每根鋼絞線的伸長值與理論伸長值的差值不能超過理論伸長值的10%。否則進入下一循環繼續預緊，直到滿足要求才能進入整體張拉。整體張拉時，1 000 kN，3 000 kN錨索均分為5級。

張拉時，升卸荷速率應增穩、緩慢。升荷速率每分鐘不超過最大張拉力的1/10，卸荷速率每分鐘不超過最大張拉力的1/5。每級穩壓5 min后進入下一級張拉，最后一級穩壓15 min。張拉力控制以壓力表讀數為準，理論伸長值和實測伸長值比較為輔，兼備測力計觀測。當實測伸長值超過理論伸長值10%或小于5%時，應停止張拉，查明原因后再行張拉。

若錨索張拉后鎖定，48 h內預應力損失超過設計張拉力的10%時，應進行補償張拉。補償張拉值應達到設計超張拉值。補償張拉應在鎖定值基礎上一次張拉至超張拉荷載，最多進行2次。

2.2.8 孔口段注漿

補償張拉結束后進行封孔灌漿，封孔灌漿要求灌滿孔口段定位鋼管與錨墊板內孔隙，當冒出漿液濃度與注漿濃度一致時，停止注漿并采取措施封堵注漿口。

2.2.9 外錨頭封閉

在孔口注漿并經監理人驗收合格后及時進行外錨頭封閉。外錨頭封閉采用環氧樹脂外包C20混凝土雙層保護，封閉材料同錨墩接觸面應全面鑿毛。裝有監測儀器的外錨頭采用鋼帽內注潤滑脂保護，鋼帽外澆注C20防護混凝土。在澆筑閘墩基礎上部混凝土時，對錨墩及外錨頭保護混凝土進行鑿毛處理，鑿毛時不得損壞錨墩及外錨頭的內部結構。

3 結語

目前，張峰水庫溢洪道地基加固錨索已完成施工，施工過程驗證設計參數基本合理，施工、試驗及監測控制符合預應力錨索施工規范的有關要求，據監測數據分析，工程運行良好。預應力錨索加固技術是在山西水利工程建設中的首次運用，其施工方法可為其他工程提供借鑒。