中国葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北宜昌 443002
摘要：本文详细介绍了双江口水电站地下洞室预应力锚杆的工艺性试验，并对其试验成果进行了总结，为后期大规模施工提供了有利的依据。
关键词：大直径 预应力锚杆 工艺性试验 成果 报告
1 工程简介
双江口水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州马尔康县、金川县境内，引水发电系统布置于左岸，发电厂房采用地下式。根据设计图纸，引水发电系统地下主副厂房顶拱及边墙、主变室及尾水调压室顶拱设置L=9m、T=120KN的C36预应力锚杆约4747根。
2 试验目的及依据
2.1试验目的
通过进行预应力锚杆的现场安装、注浆及张拉试验，确定满足锚杆注浆密实度及张拉条件的注浆方法及砂浆配合比，为大规模预应力锚杆施工提供合理的技术参数和施工指导。
2.2试验依据
设计图纸、《四川省大渡河双江口水电站引水发电系统地下洞室群开挖支护施工技术要求》、《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086-2015)及《水电水利工程锚杆无损检测规程》（DL/T 5424-2009）等相关规范。
3 试验简介及准备
3.1试验简介
在地下厂房Ⅰ层（厂横）0+125～（厂横）0+60桩号段选择5个孔位进行预应力锚杆的工艺性试验。采用“先插杆后注浆”的施工工艺，注浆采用一台注浆机，先将早强砂浆注入锚固段，待强度满足张拉要求时，采用扭力扳手分级张拉，记录位移读数后持荷锁定，最后将缓凝砂浆注入自由段。
3.2试验材料、设备
（1）锚杆采用C36热轧钢筋HRB400，一端车丝（L=15cm，M=36mm），另一端切角处理。锚具200×200×15mm垫板由钢筋厂统一加工，螺帽由按照规范要求统一采购。
（2）灌浆材料：选用四川三和混凝土外加剂有限公司生产的早强砂浆，四川亚东生产的P.O42.5R普通硅酸盐水泥，马尔康双江口河沙供应公司供应砂子，湖北鑫城普瑞化学科技有限公司的缓凝高效减水剂。
测量放点采用莱卡（Leica）全站仪，钻孔采用阿特拉斯BoomerL2D多臂钻，注浆采用SX-C挤压式注浆机，现场试验张拉采用YK-60、QLX-1500型扭力扳手，锚杆伸长量采用游标卡尺测量。
3.3技术准备
（1）试验前，分别对ML-300KN拉拔仪、YK-60扭力扳手及QLX-1500扭力扳手进行率定，并得出万能材料试验机与拉拔仪的关系曲线及扭力扳手与万能试验机之间的函数关系方程。
（2）确定理论伸长值。经计算1.2倍设计荷载（120KN）下：自由段理论伸长值为3.369mm，自由段+锚固段理论伸长值为4.234mm。
试验最大荷载：Nmax=1.2×12×9.8=141.1KN <3.14×(0.0182)×400×1000×0.8=325.56KN，即试验最大荷载小于杆体承载能力标准值的80%，符合规范要求。
根据《岩土锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2015）“张拉伸长值应大于锚杆自由杆体长度段理论伸长值得90%，且应小于自由段长度和1/3锚固段之和的理论弹性伸长值”及“最大荷载应取锚杆拉力设计值的1.2倍”的要求，得出本试验预应力锚杆位移量L的范围：3.032mm<L<4.234mm。
4 试验时间安排
（1）2018年4月8日～4月26日一次性灌浆：先注自由段缓凝砂浆，后注锚固段早强砂浆，分级张拉。
（2）2018年4月26日～6月24日二次性灌浆：先注锚固段早强砂浆，后注自由段缓凝砂浆，分级张拉。
5 主要施工工艺及方法
5.1工艺流程
预应力锚杆主要施工工艺如图1、2所示：
5.2锚杆加工
锚杆杆体采用无绣、顺直的C36整根钢筋加工，不得采用焊接。杆体端部的丝口（L=15cm）按要求加工成M36mm，另一端进行切角处理。
（2）200×200×15mm钢垫板由钢筋厂统一加工，预留φ45mm锚杆孔、φ20mm和φ10mm浆管孔，螺帽按照规范要求统一采购。
（3）浆管绑扎。
一次注浆：浆管包括进浆管和出浆管共3根，分自由段和锚固段。进浆管布置在锚固段尾部，出浆管在锚固段和自由段各布置一根。进浆管深入锚固段30cm处，锚固段出浆管深入距孔底5~10cm处，自由段出浆管深入孔内约6.05m（距锚固段部30cm）处。所有浆管均采用铅丝绑扎牢固，同时考虑有足够的外露长度（以100cm为宜）。各段浆管固定在预应力锚杆一侧，外露岩面20～30cm。
二次注浆：浆管包括进浆管和出浆管两种，分张拉段和锚固段。各段浆管包括进浆管和出浆管各一根，固定在预应力锚杆一侧。锚固段浆管外露岩面20～30cm，自由段浆管通过锚垫板预留孔外露20～30cm。锚固段进浆管深入止浆环内侧即可，出浆管深入距孔底5~10cm；张拉段进浆管深入孔内30cm，出浆管深入孔内距止浆环外侧30cm处。
5.3测量放样
采用莱卡全站仪按锚杆间距精确定出孔位，并用红油漆做出标识。
5.4钻孔
采用多臂钻进行钻孔，孔径70mm，孔深9m。施钻时钻头要对准岩壁上锚杆孔孔位标识，开孔用小功率缓慢钻进，钻进约50cm后，校正钻孔方向，全功率钻进。钻孔角度偏差控制在3°以内，最大孔位偏差控制在±10cm以内，孔深偏差控制在±5cm以内，且不小于杆体有效长度，钻孔深度控制通过在钻杆上作标记进行。
5.5锚杆安装
预应力锚杆对中插入，插入过程中如遇阻碍可轻微旋转锚杆，使之插入，不得倒退，不得硬性敲击入孔。凡是不符合设计要求的锚杆，均应在距离孔150mm左右处（偏向对围岩稳定有利方向）重新钻孔，补装锚杆。
论文作者:赵铁拴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/21
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