蒲石河抽水蓄能電站下庫閘墩預應力錨索施工

朱甲學，孫曉奇，高光輝，張 強

（中國水利水電第二工程局有限公司，北京 100120）

1 工程概況

蒲石河抽水蓄能電站下庫泄洪排沙閘閘墩采用預應力混凝土結構，共布置6個中墩、2個邊墩，閘孔凈寬14 m，溢流堰為WES型式。每個中墩布置主錨束16束，長度為37.01 m；水平次錨束15束，錨束孔道長度中墩為7.0 m。其中，主錨束沿閘墩中心線對稱布置，每側一排，每排8層。邊墩只在靠近弧門側布置一排8根主錨束和5束水平次錨束，邊墩次錨束長度為5.2 m。

主錨束的控制張拉噸位為3 500 kN/束，水平次錨束的控制張拉噸位為2 300 kN/束。預應力錨索采用后裝后張法施工，單側張拉。在中墩上游側和邊墩左右兩側均設有錨固預留槽，方便張拉，待張拉結束后再行回填。

2 施工準備

工程現場預埋施工，施工供風、供電及施工平臺已搭設完成。閘墩的混凝土強度要求不低于設計強度等級值的75%。施工材料已進場，并按要求抽檢合格。主錨索下料長度為39.3 m，中墩次錨索下料長度為9.0 m，邊墩次錨索下料長度為7.2 m，鋼紋線用量加5%的損耗系數。

本工程采用單側張拉方式施工，全部張拉及灌漿施工工期為3個月。主要配備1套YCJ250預緊千斤頂、2套YDCW4000B主錨索張拉千斤頂、2套YCW250B次錨索張拉千斤頂、制漿及灌漿設備1套，其他小型工器具若干。施工前，完成了壓力表及千斤頂的配套率定。編索場地及材料庫布置在消力池外側，均在混凝土澆筑時布置在消力池底板的DMQ540門機工作半徑內。

為驗證設計參數，完善施工工藝，張拉時在10號中墩進行了生產性試驗。根據生產性試驗情況，調整了錨索的預緊及張拉參數，對施工工藝進行了規范。

3 錨索施工

3.1 預埋

錨索孔道為預埋波紋管，與混凝土施工同步分層進行，采用架立鋼筋加固，接頭采用波紋管專用接頭連接。施工時，嚴格控制孔道偏差，張拉前進行了專門復核檢查，孔道偏差均未超過設計規定的管軸兩端點偏差±8 mm、管軸局部偏差±10 mm。

3.2 編索

錨束制作在工作棚內清潔的工作平臺上進行。鋼絞線下料采用砂輪切割機下料，切口整齊無散頭現象，將切好的鋼絞線平鋪在工作臺上，要求順直、無交叉纏繞現象。將鋼絞線的兩端按順序編號，采用編簾法進行編束，并綁扎成束。

首先用醫用膠布纏好，用記號筆編號 （注意：一根鋼絞線的兩端為同一編號），然后用透明膠帶纏緊。編號從一側開始，編好號后，中間每隔1.5～2.0 m用22號無鋅鐵絲按順序逐根綁扎相連，編成一個鋼絞線簾，然后按順序卷好，每隔1 m用8號無鋅鐵線進行綁扎成束。最后，在錨束一端套上導向帽，導向帽與鋼絞線之間要連接牢固。

3.3 穿索

用DMQ540門機直接將錨索吊至孔道口，人工穿索，另一端采用2 t卷揚機輔助穿索。

3.4 預緊

按照鋼絞線的編號進行，按穿孔示意圖 （見圖1）的順序進行穿索，防止鋼絞線串孔造成鋼絞線扭曲。鋼絞線就位后，派專人對夾片進行加固。夾片安裝后，保證夾片平整無錯牙。預緊后，對夾片進行檢查，不合格的夾片拆除后重新安裝。

居中安裝工作夾具，工作夾片應安裝平整。用YCJ250型千斤頂采取自內而外、單根鋼絞線對稱和多次循環的方式對鋼絞線預緊，主、次錨束的預緊均分兩個循環。根據生產性試驗成果，為了保證預緊效果設計將第一循環15 kN、第二循環20 kN預緊力均調整為40 kN。

圖1 穿孔示意

3.5 張拉

根據設計圖紙，一序孔、二序孔間隔布置，第一循環張拉一序次錨索；第二循環張拉二序錨索，均先張拉次錨索，再張拉主錨索。主次錨索均有兩套張拉設備，每序孔施工過程中均采用對稱張拉方式施工，一般先張拉帶測力計的錨索。

經過張拉試驗，對設計張拉分級進行了優化，確定了最終的張拉分級程序，按照設計要求應進行整體張拉，主次錨束的整體張拉均分為6級進行。張拉采取以應力控制為主，伸長值校核的操作方法。次錨索的張拉分級為480 kN→550 kN→1 100 kN→1 650 kN→2 300 kN→2 500 kN。主錨索的張拉分級為 760 kN→870 kN→1 750 kN→2 625 kN→3 500 kN→3 800 kN。

首先同步調整到初應力，主錨束0.35 MPa、次錨束0.23 MPa，標記伸長值起點，然后分級張拉。張拉至各級壓力時，均穩壓5 min，并測伸長值。每一級張拉均應緩慢、勻速、連續進行，并認真填寫施工記錄及觀測記錄。伸長值的測量、計算及異常處理，按照操作規程及技術要求執行。

張拉時的升荷速率主錨束控制在35 kN/min左右，次錨束控制在25 kN/min左右，卸荷速率分別控制在70 kN/min和50 kN/min左右。在超張力應力下持荷穩壓20 min后，卸荷鎖定，并測記回縮量。張拉過程中，兩端采用對講機通訊聯絡，防止錨固端出現異常。

整體全部張拉后，組織參建各方對錨索張拉數據進行分析，以帶測力計錨索的讀數判定張拉效果是否合格。驗收合格后，采用無齒鋸切除多余的鋼絞線，并控制切除后鋼絞線的外露長度不小于30 mm。

3.6 封錨

采用UB3灌漿泵和SZ-2真空泵進行真空輔助灌漿技術施工。主要施工工藝：

（1）張拉施工完成之后，切除外露的鋼絞線并采用真空保護罩進行密封，清理錨墊板表面，保證平整，必要時在灌漿保護罩底面和橡膠密封圈表面均勻涂上一層玻璃膠，裝上橡膠密封圈，將保護罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊，注意將排氣口朝正上方 （保證孔內灌漿飽滿）。

（2）清理錨墊板上的灌漿孔，保證灌漿通道通暢。

（3）確定抽真空端及灌漿端安裝了引出管、球閥和接頭，并檢查其功能。

（4）攪拌水泥使其水灰比、流動度、泌水性達到技術要求的指標。

（5）啟動真空泵抽真空，使真空度達到-0.08～-0.1 MPa并保持穩定。

（6）啟動灌漿泵，當灌漿泵輸出的漿體達到要求稠度時，將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管上，開始灌漿。

（7）灌漿過程中，真空泵保持連續工作。

（8）待抽真空端的空氣濾清器中有漿體經過時，關閉空氣濾清器前端的閥門，稍后打開排氣閥，當水泥漿從排氣閥順暢流出，且稠度與灌入的漿體相當時，關閉抽真空端所有的閥。

（9）灌漿泵繼續工作，壓力達到0.6 MPa左右，持壓 1～2 min。

（10）關閉灌漿泵及灌漿端閥門完成灌漿。

（11）拆卸外接管路、附件，清洗空氣濾清器及閥等。

（12）完成當日灌漿后，必須將所有沾有水泥的設備清洗干凈。

（13）安裝在壓漿端及出漿端的球閥，應在灌漿后1 h內拆除并進行清理。

灌漿完成后，完成錨固預留槽部位的混凝土澆筑。

4 質量控制的相關問題

4.1 測力計與千斤頂出力不一致

通常錨索張拉控制時主要以千斤頂油壓表作為施工過程中的控制依據，以實際伸長值進行校核。根據規程錨索受力性能試驗中應以錨索測力計為控制標準。但在實際過程中，千斤頂的出力和測力計測值之間有較大的差異。

受力性能試驗和配套標定結果表明，測力計的測值受到影響的因素較多。因此，在實際張拉過程中，以千斤頂油壓表作為張拉控制依據，以測力計監測預應力錨索鎖定后的錨索應力變化情況[1]。

4.2 邊墩次錨索回縮量大

中噸次錨索張拉按照480 kN→550 kN→1 100 kN→1 650 kN→2 300 kN→2 500 kN分級進行。鎖定卸載速率控制在400 kN/min，不超過規范要求的0.2σcon，其中σcon為控制應力。鎖定損失量一般為4.7～5.5 mm，根據理論伸長值40.6 mm計算，邊墩次錨索損失平均為12%，為300 kN，鎖定后錨索噸位為2 200 kN，不能滿足驗收要求。

對此，采用柳州OVM公司新研制的低回縮錨具，通過二次張拉，成功解決了難題。為了準確測量張拉鎖定的回縮量，在測量回縮量的過程中，采用千分表進行測量，千分表測量精度為0.001 mm。

4.3 驗收噸位

驗收噸位合格標準為實測值不得大于設計值的5%，并不得小于設計值的3%。因測力計讀數存在偏差，按照測力計—千斤頂—油壓表率定成果，主錨索驗收時噸位按照3 800×（1-3%）-（張拉至設計噸位時測量計量測值-驗收時測量計量測值），次錨索驗收時的噸位按照2 500×（1-1.5%）-（張拉至設計噸位時測量計量測值-驗收時測量計量測值）計算。

下庫閘墩共安裝預應力錨索測力計22套，隨錨具同步安裝。其中，7號閘墩安裝主、次錨索測力計各3套；11號閘墩安裝3套主錨索測力計、1套次錨索測力計；4號、5號、6號、8號、9號和10號閘墩安裝主、次錨索測力計各1套。

閘墩在所有錨索全部張拉后進行驗收，一個閘墩為一個驗收單位，以測力計錨索的噸位損失來判定驗收噸位。安裝有多套測力計的，以噸位損失的平均值計。

5 結語

蒲石河電站下水庫已蓄水一年多，泄洪排沙閘閘墩工作狀態正常。自動監測成果表明，泄洪排沙閘預應力錨索工作狀況正常，預應力錨索施工滿足設計要求。

［1］ 羅維成，邢軍，任建欽，蔡云波.蒲石河預應力閘墩錨索張拉力與測力計關系研究［J］.東北水利水電， 2009， 38（12）:40-41.