摘要：黄河公伯峡水电站是国家"十五"重点工程、西电东送启动项目，属大Ⅰ型工程，其引水系统高边坡支护作为重点施工内容，直接关系到工程安全施工与后期安全运行。此文介绍黄河公伯峡水电站高边坡1000KN级无粘结预应力锚索支护施工技术，具有推广意义。
关键词：公伯峡水电站；无粘结预应力；施工技术
公伯峡水电站位于青海省循化县与化隆县交界的黄河干流上，其水库总库容6.2亿立方米，总装机容量为150万千瓦。其引水系统高边坡开挖后揭露出了大范围的强风化岩石，并存在古风化岩石边坡开挖后松弛变形的情况，采用型号为1000KN（有粘结），长度为40m、45m、50m 的预应力锚索进行支护。
1、主要材料
1.1钢绞线：采用符合美国ASTMA416—98a标准及《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224.2003的1860Mpa、φ15.24mm高强低松弛有粘结预应力钢绞线。钢绞线应具有厂家的产品合格证、试验报告或说明书。
1.2钢筋：锚杆选用Ⅱ级普通螺纹钢筋，型号为φ25mm；螺旋筋及抓筋采用φ16mm圆钢；承重排架拉条采用φ12圆钢。
1.3水泥：锚索注浆采用P.O.42.5级普硅水泥，浆液采用纯水泥浆。
1.4砂：采用最大粒径小于2.5mm的中粗砂，使用前须经过筛选合格。其质地坚硬、清洁。
1.5浆液：水泥净浆的强度等级不低于M45并满足设计要求。
1.6骨料：根据周边资源情况采用符合规范要求的中石及小石。
1.7外加剂：外加剂品质不含有对锚杆及锚索产生腐蚀作用的成分。
2、施工方法
2.1 测量放点
根据设计图纸和测定的控制点座标及高程，用全站仪放点定位，并用铁钎和红油漆准确作好锚孔位置标记，孔位偏差不得大于10cm。
2.2 承重脚手架施工及钻孔定位
根据实际地质情况，本工程选用无锡双帆YG-50型工程锚固钻机造孔，使用刚性较大的φ89mm、长度1500mm的钻杆，φ120mm金刚石钻头。
2.2.1脚手架的搭设及验收
考虑坡面及钻机工作断面宽度，承重排架工作平台宽度为4.5m，间距1.2m，排距1.5m，步距1.5m，每层排架工作平台应能满足2台潜孔钻机同时工作。
2.2.2钻机定位
（1）确定钻机位置：根据设计孔口高程、倾角计算钻机实际工作高度，作为钻孔垫层高度参考依据；
（2）加固钻机：为保证钻孔时钻机稳固、钻孔精确，钻机应与综合排架连接成为整体，原则上应保证钻机不发生轴向及横向位移，使钻机压力均匀分散于排架工作平台上。
2.2.3钻进过程控制
开孔时要严格控制钻机开孔误差，对冲击器和钻头应有一个支撑和限制，以达到设计控制点。
2.2.4钻孔基本要求
钻孔过程中应做好钻孔原始记录，包括返风、返岩粉情况、地质情况。钻孔完毕后应对其进行收集、整理，做为分析孔道质量依据。
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2.3锚索制安
2.3.1锚索运输
钢绞线运料车辆要求车厢清洁、无油渍，钢绞线垫离车厢厢板，每堆钢绞线盘圆不能超过厢板高度，防止运输过程中污染及坠落。
2.3.2钢绞线的存放
进场后若不能及时下料，临时放在地上时须垫高（离地至少20cm）并架空覆盖，以防潮防尘，登记每卷钢绞线的编号，钢绞线的出厂牌号应保存归档，同时必须附有相关材质证明书。
2.3.3 锚索下料
锚索在编索平台上统一下料。钢绞线下料在编索平台上完成。在下料时应做到：开盘后的钢绞线通过导向架、砂轮切割机至编索平台上均应顺直的在同一水平线上，以保证钢绞线的下料精度，编索平台上应每隔2m安放一块包装纸片，并经常更换，以保证钢绞线外表喷漆不致受损。
2.3.4编索
锚索各种附件经检查满足要求后，方可进入现场编索平台编制。进、回浆管定长下料，并做不同标记，一期进浆管用红油漆在两头及中间标识出来，二期进浆管用黄油漆标识出来，二期回浆管不做任何标识。
2.3.5穿索
锚索验收合格后采用人工运至相应高程孔位（该钻孔已验收合格）安装。锚索运输时各支点间距离不得大于2.0米，锚索入孔时锚索体的弯曲半径不得小于3米，穿索前要再次核对锚索各检查项目。
制浆设备采用NJ-600搅拌机。
2.3.7锚索灌浆
有粘结灌浆分为内锚段灌浆和张拉段灌浆两部分。灌浆采用2SNS单泵注浆机。
浆材采用M45水泥净浆，水泥标号为普硅型P.O.42.5。具体配合比及外加剂掺量按试验室提供的配合比执行。
首先对一期进浆管打水并有返风或返水，孔内注水润湿孔道后开始灌浆，灌浆压力0.3～0.4Mpa，回浆比重与进浆比重相同时开始并浆，并浆压力为0.4Mpa，并浆时间为30min，并浆结束后将一期进浆管和回浆管扎紧即可。
2.4外锚墩砼浇筑
锚索安装到位后即可进行外锚墩砼浇注，在立模前先按设计要求开挖、清理岩石面，使其表面清洁，然后按图施工安装孔口管与锚垫板，埋设螺旋筋、安装穿过锚墩的暗梁钢筋、面层钢筋网，架立模板验收后浇筑砼。
外锚锚墩采用C30或C35砼（根据拌和楼供料情况选择），外锚头采用C20砼及圆形钢罩防护。
2.5 锚索张拉锁定
对带有测力计的锚索进行生产性试验，先张拉3个带有测力计的锚索，根据应力损失情况确定是否进行补偿张拉，以指导不带测力计锚索的张拉施工。
（1）机具的率定：张拉设备的标定：为保护张拉控制力的准确性，在张拉作业前需对张拉设备系统（包括千斤顶、油管、压力表等）进行“油压值——张拉力”对应关系的率定。
采用YCW150B型千斤顶和ZB4-500型电动油泵配套进行锚索张拉，单根预紧采用YDC240Q型千斤顶。
（2）锚索张拉操作
①安装锚板、夹片、限位板、千斤顶及工具锚。安装前锚板上的锥形孔及夹片表面应保持清洁，为便于卸下工具锚，工具夹片可涂抹少量润滑剂。
②锚索正式张拉前，先对每股钢绞线施加100KN的张拉荷载进行预张拉，以使锚索各钢绞线受力均匀、完全平直，并将该荷载锁定在锚板上。
1000KN级锚索：预张拉（100KN）→200kN → 400kN →600kN →800kN →1000kN
张拉过程中当达到每一级的控制张拉力后稳定5分钟即可进行下一级张拉，达到最后一级张拉力后稳定30分钟，即可锁定。
③张拉时，升荷速率每分钟不宜超过设计应力的1/10，卸荷速率每分钟不超过设计应力的1/5。
④锚索锁定后，根据带测力计锚索应力损失情况确定是否补偿张拉。当预应力损失超过设计应力10%，应进行补偿张拉。
⑤当实际伸长值大于理论计算值10%或小于5%时，应暂停张拉，查明原因并采取相应措施予以调整后，方可继续张拉。
2.6 外锚头保护
（1）待锚索张拉段灌浆完毕后，从锚具外端量起50mm以外钢绞线用砂轮切割机截去。
（2）外锚头采用C20砼及圆形钢罩防护。
3、结语
预应力锚索施工技术日益成熟，尤其在大型水电项目的厂房、坝肩、高边坡应用很多。只要在材料选择、施工工艺、施工方法等方面严格控制，就能保证安全施工和安全运行，为企业赢得社会效益和经济效益。
参考文献
[1]《黄河公伯峡水电站压力钢管右边坡处理1000KN级预应力锚索施工技术要求》；
[2]《水电水利工程预应力锚索施工规范》（DL/T5083-2004）；
论文作者:徐康乐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/12
标签：钻机论文; 预应力论文; 钻孔论文; 钢绞线论文; 排架论文; 黄河论文; 水电站论文; 《建筑学研究前沿》2018年第14期论文;