摘要：预应力锚索广泛应用于公路、铁路、水利等高边坡的加固工程中。本文结合福建厦门抽水蓄能电站工程进厂交通洞洞口边坡预应力锚索的施工，分析总结预应力锚索施工的主要质量影响因素，并介绍相应的质量控制对策，可供类似工程参考。
关键词：预应力锚索；质量影响因素；质量控制
引言
预应力锚索技术具有实用性强、加固稳定性好、工期短的特点。该技术原理是克服滑动土体引起的拉力，经过设计受拉结构体将拉力进行受力分解，传递到具有较强稳定性的岩层中达到加固的目的。
1工程概况
福建厦门抽水蓄能电站位于福建省厦门市同安区汀溪镇境内。电站主要由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站及下水库等建筑物组成。进厂交通洞是地下厂房主要运输交通通道，也是厂房的进风通道，施工期作为厂房中部开挖的施工通道。进厂交通洞进口布置在下水库进出水口上游侧。洞脸宽度13.6m，洞口场地长度约24.5m，场地两侧均留喇叭口，与环库公路衔接段转弯半径35m。
预应力锚索施工质量的好坏是保证洞口边坡安全稳定的前提。本工程预应力锚索间排距为4m×4m布置在交通洞洞口边坡上。进厂交通洞洞口左边坡设锚索15根（其中35m锚索7根，40m锚索8根），右边坡设锚索9根（其中35m锚索4根，40m锚索5根）。35m锚索设计张拉力1000kN，40m锚索设计张拉力1200kN。
2预应力锚索施工工艺简介
2.1准备工作
2.1.1材料及设备准备
对进场的原材料进行抽检，指标应符合设计及相关规范要求，检查进场设备机具的合格证，其中张拉设备的千斤顶、压力表、测力计须配套标定，标定有效期为6个月。
2.1.2作业准备
为提高预应力锚索质量水平，根据设计、相关规范及质量评定标准制定《预应力锚索支护标准施工工艺手册》（见图1）。通过施工现场管理标准化，对施工作业人员进行技术交底，并分发《预应力锚索支护标准施工工艺手册》，对预应力锚索施工质量系统管理。其中预应力锚索施工的操作人员必须经过专业技术培训，持证上岗。
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图1预应力锚索支护标准施工工艺手册
2.2造孔清孔
采用ZD110型潜孔钻机造孔，过程中用倾角仪校正倾角。钻孔完成后，将孔内残留的废渣、废水用高压空气冲洗干净，并在孔口临时堵塞保护。
2.3锚索制作及安装
锚索在专用的锚索制作台上制作，制作好的锚索用防雨布覆盖防止污染。锚索的运输及安装均采用人工，一次性安装到位，对外露部分做临时保护，安装完毕及时灌浆。
2.4灌浆
2.4.1二次清孔
灌浆开始前，通过灌浆管送入压缩空气，将钻孔孔道的积水排干。
2.4.2浆液拌制
按设计砂浆配合比拌制，必要时可在浆材中加入适量膨胀剂。
2.4.3浆液灌注
砂浆泵将浆液输送至孔底，进行全孔一次性注浆，将锚索整体灌满。
2.4.4屏浆
灌浆过程中，当排浆比重与灌浆比重相同时，开始屏浆，屏浆压力0.3～0.4MPa，屏浆时间20～30min。
2.4.5补浆
灌浆结束后，浆液初凝前，进行补充灌浆。
2.5张拉
2.5.1锚墩
待所有锚索注浆完成后，浇筑贴坡混凝土及锚墩。
2.5.2张拉
待内锚固段注浆体、锚墩均达到设计要求后进行张拉。先进行单根钢绞线预紧，使锚索各股钢绞线的应力均匀后，再进行整索张拉。锚索分级张拉分别为设计值的0.25（持荷）、0.5（持荷）、0.75（持荷）、1.0（持荷）、1.1（持荷）、1.0（锁定）。
2.5.3防护
锚索施工完成后，外露部分钢绞线及时用混凝土进行封锚保护。
3影响预应力锚索施工质量的主要因素及控制对策
3.1预应力锚索施工质量影响因素总体分析
根据设计要求及相关规范，在预应力锚索施工过程中，主要从原材料质量、造孔倾角偏差、入岩深度、注浆质量、张拉质量等因素进行施工质量控制，并对可能发生的问题及时纠偏，以保证预应力锚索施工质量，确保边坡的稳定性。
3.2原材料质量因素的影响和控制对策
3.2.1原材料质量因素的影响
预应力锚索施工原材料主要有水泥、砂、外加剂、钢绞线、锚具、混凝土等。预应力锚索施工过程中产生的张拉力高达1320kN，所有原材料均与张拉过程密切相关。原材料的质量直接影响预应力锚索质量及施工过程的安全。
3.2.2相应质量控制对策
原材料进场时对合格证、品质检验报告等相关质量证明书进行检查。原材料必须符合相关规范的规定，并对质量证明书检查合格的原材料进行第三方抽样检测（监理见证），不合格材料清除退场。
3.3造孔倾角偏差因素的影响和控制对策
3.3.1造孔倾角偏差因素的影响
造孔是预应力锚索施工的关键工序。在造孔过程中，因操作人员的素质、地质等特殊情况，容易出现倾角偏差过大，将造成设计要求的轴向张拉力可能不满足要求，从而影响预应力锚索施工质量。
3.3.2相应质量控制对策
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图2倾角测量
造孔过程中进行跟踪，特别是开孔时。开孔时严格按测量放样点位进行钻进，保证开孔的孔位；毎钻进3～5m用倾角仪跟踪测量（见图2），及时调整钻机。造孔倾角偏差不得大于孔深的2%（下倾45°±1.14°）。
3.4基岩面深度及入岩深度因素的影响和控制对策
3.4.1基岩面深度达标情况的影响
基岩面深度的准确鉴定，是保证设计要求锚固段进入强风化岩不小于12m的关键。由于边坡地质条件复杂，为粉质黏土掺杂强风化岩，在钻孔过程中可能会遇到孤石、漂石等，造成入岩深度不足，影响预应力锚索的质量。
3.4.2相应质量控制对策
造孔过程中记录每一钻的尺寸、回水颜色、钻进速度和岩芯记录等数据，并将每钻残留的废渣用高压空气冲出取样保留，以判断不同钻孔深度的地质状况，由业主、设计、监理、施工四方进行检查确认基岩面深度及终孔深度。
3.5注浆质量因素的影响和控制对策
3.5.1注浆质量因素的影响
锚索注浆是在一定的压力下使浆液渗入破损岩体地层的裂隙中，从而起到固结地层、提高地层承载力的作用。注浆的质量直接影响到锚索的锚固性能和耐久性。
3.5.2相应质量控制对策
拌制浆液时严格按照监理批准的M40砂浆配合比进行拌制，在拌合前于施工现场进行复核。必要时，可在浆材中加入适量膨胀剂，使浆液3h后泌水率控制在2%以内。将孔道的积水排干后采用孔口阻塞器封闭灌注，全孔一次性灌注完成，并时刻关注注浆压力和排浆情况，当排浆比重与注浆比重相同时，开始屏浆。注浆时严格按照设计参数进行，浆液拌制应连续，以保证浆液的均匀性和连续性。拌合后砂浆及时使用，1h未使用的砂浆作为弃浆处理。
3.6张拉质量因素的影响和控制对策
3.6.1张拉质量因素的影响
张拉是预应力锚索施工的关键工序，张拉的质量直接影响到预应力的效果，进而影响到边坡的稳定性。张拉工艺质量控制的好坏，是能否满足符合设计要求的有效预应力值的关键。
3.6.2相应质量控制对策
张拉采用以张拉力控制为主，伸长值校核的双控操作方法。待内锚固段注浆体、锚墩均达到设计要求后进行张拉，先进行单根钢绞线预紧，使锚索各股钢绞线的应力均匀后，再进行整索张拉。张拉时荷载施加应均匀，加载速率每分钟不宜超过设计应力的10%，前6级每一级张拉后稳压5min，最后锁定时稳压不少于10min，同时量测伸长值并做好记录。若实际伸长值大于理论伸长值的10%或小于5%时，应停止张拉查明原因并采取补救措施后方可继续张拉。预应力锚索的拉力锁定值不小于设计拉力值。在设计指定的锚索上安装测力计并监控预应力，在锁定后48小时内，若发现损失超过10%，应进行补张拉。
4结语
预应力锚索施工应认真识别质量影响因素，并在施工过程质量控制中作为预警并加以预控，努力排除不利因素，可更好地保证预应力锚索施工质量。
参考文献
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个人简介
王靖元，1991-02，男，汉，福建龙岩人，助理工程师，本科，主要从事水利水电方面工作。
论文作者:王靖元
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
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