排水渡槽預應力張拉施工技術

□喻金鐘（河南省水利第二工程局）

1.工程概況

南水北調(diào)中線工程中的某排水渡槽槽身結構為預應力混凝土多縱梁矩形雙槽結構，槽身斷面底寬11.5m，單槽孔口寬5m，槽身分為5跨，每跨長20m，混凝土強度等級為C50。槽身兩邊壁設計為4道鋼束孔，中肋設計為6道鋼束孔，每道鋼束孔內(nèi)的鋼絞線為7根，在槽身內(nèi)為曲線布置。

2.預應力張拉施工

2.1 張拉前準備工作

組織管理人員和施工技術工人學習預應力張拉施工技術規(guī)范，熟悉設計圖紙，對施工人員進行崗前培訓和技術交底。本工程預應力鋼束采用標準GB/T5224－2003ΦS15.2mm高強低松馳鋼鉸線，fptk=1860MPa，錨具采用YJM15-7型錨具及其配件，與之相配套的張拉設備采用YCK1500型千斤頂4臺（套）。使用前對液壓千斤頂及油泵進行全數(shù)檢驗、率定并配套使用，波紋管采用Φ70金屬波紋管并在槽身混凝土澆筑前按設計位置提前預埋到位，灰漿泵及灰漿攪拌機各1臺。

結構中所采用的材料（鋼絞線、錨具、夾具和連接器等），應按現(xiàn)行國家標準的規(guī)定進場驗收。待槽身混凝土強度達到混凝土強度設計等級的100%后，且混凝土齡期不小于14d時，再進行預應力張拉。張拉前清理干凈錨墊板，把多余的波紋管進行切割，清理完成后用空壓機進行孔道清孔，排出孔內(nèi)殘渣。端頭處鋼絞線表面的灰漿清理干凈。

2.2 鋼絞線編束和穿束

鋼絞線下料時采用砂輪機切割，不得采用電弧或氣割切割。下料長度參照渡槽預應力鋼束構造圖紙中鋼鉸線材料表所示“下料長度”，并用下式進行復核，確保每根鋼鉸線的長度滿足要求。

L=s+2h

式中：L-鋼絞線下料長度，mm；s-實測管道長度，mm；h-錨墊板外鋼絞線使用長度，包括工作錨板、限位板、工具錨板的厚度，張拉千斤頂長度和工具錨板外必要的安全長度之和，mm。

預應力筋束根據(jù)設計結構進行編制。編束時在平坦、干燥且無油污的場地進行，成束預應力筋在編制過程中先使一端對齊，排列平順，不能出現(xiàn)扭結，綁扎要牢固。穿束前將預應力筋束前端包裹，并仔細檢查孔號與預應力筋的編號，預應力筋束的各根預應力筋保持順直，如有扭曲須經(jīng)調(diào)整。只有上述兩項均檢驗合格后方可穿束。

2.3 張拉機具的檢驗及安裝

張拉機具安裝前，對外露預應力筋除銹，清理承壓面，并檢查錨墊板后面及波紋管邊緣的混凝土質(zhì)量，如有空鼓現(xiàn)象，則需要進行修補，修補混凝土強度不低于設計強度等級的80%后再進行張拉施工。

預應力筋張拉前，對所有張拉機具送至具備相應資質(zhì)的檢驗機構進行配套標定，并在張拉機具就位后，經(jīng)有關技術人員檢驗機具安裝合格后，進行空載試運轉(zhuǎn)，檢查其運行狀態(tài)及可靠性。錨具安裝后及時進行張拉施工，不能及時張拉時，將外露預應力筋和錨具密封，防止塵土和水進入錨夾具及錨板與墊板的接縫內(nèi)。

2.4 預應力張拉施工

張拉按照“先張拉中肋后兩邊對稱、先張拉底索再張拉上索”的原則進行，對稱鋼束采用兩套設備同時張拉。前述各鋼束在正式張拉前先進行初始張拉，設初始張拉力為控制張拉力的10%，張拉順序及張拉應力控制按照設計圖紙要求進行。鋼束張拉時兩端對稱、均勻張拉，采用張拉力與引伸量雙控。兩端張拉達到要求應力后，先錨固一端，另一端補足應力后再錨固。

千斤頂和油表要按時進行校正，保持良好的工作狀態(tài)，保證誤差不超過規(guī)定。預應力筋使用前按規(guī)定對其進行如下檢查：鋼絲截面要圓，粗細、強度、硬度要均勻；鋼絲編束時應認真梳理，避免交叉混亂；清除鋼絲表面的油污銹蝕，使鋼絲正常楔緊和正常張拉。錨具安裝位置要準確。錨墊板承壓面、錨環(huán)、對中套等的安裝面必須與孔道中心線垂直，錨具中心線必須與孔道中心線重合。墊板承壓面與孔道中線不垂直時，應在錨圈下墊薄鋼板調(diào)整垂直度。將錨圈孔對正點焊，防止張拉時移動。千斤頂給油、回油工序一般應當緩慢平穩(wěn)進行。特別是要避免大缸回油過猛，產(chǎn)生較大的沖擊振動，易發(fā)生滑絲。

鋼絞線斷絲、滑絲不得超過1絲，每個斷面斷絲之和不得超過該斷面鋼絲總數(shù)的1%。滑絲與斷絲現(xiàn)象發(fā)生后，可按如下方法進行處理：

一是鋼絲束放松。將千斤頂按張拉狀態(tài)裝好，并將鋼絲在夾盤內(nèi)楔緊。一端張拉，當鋼絲受力伸長時，錨塞稍被帶出。這時立即用鋼釬卡住錨塞螺紋（鋼釬可用Φ5mm的鋼絲、端部磨尖制成，長20～30cm）。然后主缸緩慢回油，鋼絲內(nèi)縮，錨塞因被卡住而不能與鋼絲同時內(nèi)縮。主缸再次進油，張拉鋼絲，錨塞又被帶出。再用鋼釬卡住，并使主缸回油，如此反復進行至錨塞退出為止。然后拉出鋼絲束更換新的鋼絲束和錨具。

二是單根滑絲單根補拉。將滑進的鋼絲楔緊在卡盤上，張拉達到應力后頂壓楔緊。

三是人工滑絲放松鋼絲束。安裝好千斤頂并楔緊各根鋼絲。在鋼絲束的一端張拉到鋼絲的控制應力仍拉不出錨塞時，打掉一個千斤頂卡盤上鋼絲的楔子，迫使1～2根鋼絲產(chǎn)生抽絲。這時錨塞與錨圈的錨固力就減小了，再次拉錨塞就較易拉出。

2.5 孔道壓漿

預應力張拉完成經(jīng)驗收合格后及時進行孔道壓漿。壓漿采用不低于42.5級硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配置的水泥漿液，水灰比≤0.4，水泥漿強度不低于C50，所用水泥的出廠時間不超過一個月，壓漿前先進行壓漿試驗。壓漿順序為：清除管道內(nèi)雜物及積水→攪拌水泥漿→壓漿泵壓漿→壓滿孔道并封閉排氣孔后壓漿泵保壓→另一端排出與規(guī)定稠度相同的灰漿關閉壓漿泵→拆卸壓漿泵。壓漿后24h內(nèi)，預應力混凝土槽身上不得放置設備或施加其它荷載。

壓漿前，將錨具周圍的鋼絲間隙和孔洞封堵，并吹入無油的壓縮空氣清洗管道。接著用內(nèi)含0.01g/L生石灰或氫氧化鈣的清水沖洗管道，直到將松散顆粒除去及清水排除為止，再以無油的壓縮空氣吹干管道。

壓漿時，從一端壓漿孔壓入漿液，由另一端的排氣孔排氣和泌水，壓漿時先壓注下層孔道。壓漿使用活塞式壓漿泵，壓漿過程保持緩慢、均勻，不得中斷，待漿液充滿管道后，排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿時關閉排氣孔，之后繼續(xù)加壓至0.5～0.6MPa，維持5min后，將灌漿孔用木塞堵住，以保證管道中充滿水泥漿。較集中和鄰近的孔道，先連續(xù)壓漿完成。對摻加外加劑泌水率較小的水泥漿，通過試驗證明能達到孔道內(nèi)飽滿時，可采用一次壓漿的方法；不摻加外加劑的水泥漿，可采用二次壓漿法，兩次壓漿的時間間隔控制在30-45min。

壓漿后，從檢查孔抽查壓漿的密實情況，如有不實，及時進行處理和糾正。壓漿時，每班取3組70.7mm立方體試塊，標準養(yǎng)護28d，檢查水泥漿的抗壓強度。壓漿完成后及時將錨頭封堵。張拉端槽身截面的混凝土鑿毛后，即可進入后澆帶施工階段。

3.張拉質(zhì)量控制措施

張拉控制采用應力值為主、伸長值為輔的雙控措施。在張拉前，首先對張拉機具進行校驗，然后做好伸長值的測量準備工作；在張拉過程中，按允許的伸長值（理論伸長值的±6%）校驗應力值。

張拉前做好張拉設備的配套校檢與標定。采取兩端張拉工藝，專人指揮，確保兩端同步，按設計要求的順序依次張拉，加載、卸載要平穩(wěn)緩慢均勻。張拉時，工作錨、夾片安裝要均勻，松緊一致。預應力筋下料后進行編束，整束以人工的方式穿入預留孔道內(nèi)，以防止鋼絞線在孔道內(nèi)扭結，影響張拉的質(zhì)量。

對預應力張拉機具操作人員定人定位持證掛牌上崗，并進行崗前培訓和技術交底。預應力張拉時，指定技術員做好張拉時的數(shù)據(jù)記錄。

4.結論

排水渡槽預應力施工，直接關系到渡槽后期的運行安全。上述方案施工簡單、可操作性強，施工質(zhì)量容易得到保證。