中国水利水电第九工程局有限责任公司 贵州 贵阳 550001
摘要：本文重点对贵州老江底水电站左岸边坡锚索工程施工情况做了一些简要的分析，并重点介绍了水电站左岸边坡锚索工程施工的方案及施工工艺。
关健词：贵州老江底水电站、左岸边坡锚索工程施工、施工方案、施工方法
1工程简介
老江底水电站工程位于贵州省兴义市雄武乡补作村河谷地段，距鲁布革水电站库尾上游1km。距州府兴义市70km。
为了满足左岸边坡岩体的稳定，确保大坝施工及以后大坝运行安全，设计部门采用1300KN级预应力锚索进行加固处理，锚索分别在1216~1248m，1205~1214m，1210~1224m等高程，分3个区域，其中1区和2区按间排距2m×2m进行加固布置，3区按间排距3m×3m进行加固布置，锚索L=25m，钻孔方向垂直于坡面，下倾10°。
2 左岸边坡锚索施工方案
2.1 施工工艺
预应力锚索的施工程序见图1。
图1 预应力锚索施工程序示意图
2.2 施工方法
2.2.1造孔施工工艺
潜孔钻造孔：测量放点→场地清理→风动潜孔冲击钻机定位→钻孔→洗孔→验收。
1、钻孔施工前由工程技术人员进行孔位的测量放点工作，放样采用全站仪测量，位置确定后在岩面上用红油漆标出孔位，在排架平台上标出后视点，确定造孔方位。
2、采用潜孔钻造孔时，设备采用江苏无锡双帆凿岩设备有限公司生产的YG-60型锚固工程钻机、配Ø108mm钻杆（每10m带扶正器）、CIRØ150mm冲击器、Ø165mm钻头。钻孔终孔后，用压力水连续不断的彻底清洗钻孔，用高压风把水、碴冲出，直至孔内无岩粉石碴，孔壁干净，孔口返清水为止。
3、造孔完毕经三检验收合格后，由项目工程师填写钻孔验收合格证，随钻孔记录一并报监理工程师进行现场验收签证，签证后及时保护孔口。
2.2.2锚索孔质量缺陷的处理方法
施工中为了保证内锚固段的岩体质量，确保该段处于较新鲜完整的岩体中。当孔内遇不良地质情况（如较发育裂隙、溶洞、夹泥层等），及时报监理、设计采取相应的处理措施。
1、内锚固段遇到不良地质条件（如溶洞、断层、较发育的节理裂隙、夹泥层等）时，采用加深锚索孔深予以避开，不具备加深孔深的条件或不适宜继续加深孔深时，以适当减小孔深避开。经加深或减小孔深的锚索孔内锚固段均满足岩体质量，并按上述方法进行认定和处理。
2、锚索孔自由段在遇不良地质条件（如溶洞、断层、较发育的节理裂隙等）时，采用预注砂浆或下套管跨越溶洞等方法处理，以保证自由段的二次注浆饱满、密实。
2.2.3预应力锚索的组装
编束工序：下料→清洗→编束→签证→库存。
1、编束前，由项目工程技术员向锚索组做编束孔号、下料长度、下料根数及组装质量要求等方面的参数交底。
2、用电动砂轮切割机将成卷的钢绞线按要求的下料长度切割，本工程中下料长度=孔深+外锚墩高+千斤顶工作长度+工具锚高+0.8 m，安装锚索测力计的监测锚索另加上锚索测力计的高度。
3、内锚固段去皮洗油：由于钢绞线长度下料误差，去皮洗油以最短一根为准，采用电工刀锯口，人工拉拔方法去皮，洗油时采用专用工具将钢绞线松开，用汽油单根清洗，干净棉纱檫干，保证钢丝上无油膜，以确保钢绞线与水泥胶结体之间有牢固的粘结力。
4、对钢绞线进行编号，并逆序依次将10根钢绞线和Ø40mm塑料注浆管按设计图纸要求捆扎成一束。钢绞线与注浆管之间用架线环分离，架线环间距为1.0m，内锚固段两架线环间用12#无锌铅丝进行捆扎。组装应确保锚索体平顺，钢绞线相互平行没有交叉现象，架线环、隔离架等均符合设计要求。
5、锚索组装完成后，按锚索编号挂牌，注明完成日期，并进行检验，填写检验表格，再请监理工程师进行现场验收，验收合格签发合格证。
6、验收合格的锚索，及时存入库存平台，并涂刷防锈剂进行钢绞线的防锈保护。
2.2.4预应力锚索的安装
安装锚索的工序：运输→检查→安装锚索
1、钻孔和编束合格后，方才组织安装锚索。
2、锚索采用卷扬机、滑轮运至钻孔平台，人工运输、安装入孔，每距离1.0m有1人，转弯半径不应改变锚索的编束结构为限。
3、安装前项目工程师及质检人员必须检查下列项目，合格后方才进行安装：
（1）锚孔内及孔口周围杂物必须清理干净；
（2）锚索的孔号牌与锚索孔必须相同，并核对孔深与锚索长度；
（3）锚索应无明显弯曲、扭转现象；
（4）检查锚索中的注浆管位置和畅通情况：一端封堵，另一端吹风，不通，说明无破损；一端放入水中，另一端吹风，有水泡则畅通。否则，应予以更换。
4、锚索穿入锚孔时，应保持平顺，均匀推进；严禁旋转锚索，以防损坏索体结构，造成返工。
5、锚索的安装确保推送就位，若推送受阻，则拉出已推送入孔的锚索，并进行扫孔后，再行就位。
6、锚索到位后，再检查注浆管是否畅通，若不畅通，拔出锚索，排除故障后重新进行安装。
7、锚索安装好后，及时对外露索体进行保护。
2.2.5锚索注浆
1、全孔注浆按照设计施工技术要求采用强度等级为M50、具有膨胀性的水泥浆。水泥采用普通硅酸盐水泥，标号为P.052.5。配合比为：W∶C =0.52∶1。
2、自由段补偿性注浆在相邻锚索张拉完毕，确定是否需要进行补偿张拉之后进行，采用强度等级为M50的水泥浆。配合比为：W∶C =0.52∶1，自由段注浆结束标准：锚索孔口返浓浆，返浆比重与进浆比重基本相符。
3、所有注浆浆液必须搅拌均匀，搅拌时间不应小于3 min，浆液自制备至用完的时间应少于4h。
4、注浆采用单孔注浆法，如发现严重串浆、漏浆及灌浆无法结束时，及时报告监理工程师。
5、施灌人员必须严格认真填写注浆记录。
6、锚索质检人员到场，方才实施注浆施工。
2.2.6外锚墩施工
砼垫墩浇筑工序为：基础清理→打插筋→安装定位管及固定钢垫板→扎筋立模→验收→浇筑砼→养护与保护。
1、垫墩的基础必须清理干净，孔口周围及建基面上的碎石及泥土必须清除。
2、按设计图纸要求打插筋。
3、安装好定位管、环向筋及固定锚垫板，要求锚孔中心线、定位管中心线及锚垫板中心线成一条直线。
4、扎筋立模：按照设计图纸绑扎钢筋和立模。模板与岩石接触面不得漏浆，模板本身不得有孔洞，模板内侧光滑并涂擦脱模剂。
5、开仓前会同监理工程师一起现场验收，验收合格后签发开仓证方才进行浇筑。
6、外锚墩采用早强混凝土浇筑，强度等级为C40。
7、砼的浇筑，在签发开仓证24h内开始。超过24h浇筑，开仓前将重新申请开仓证。砼浇筑时，必须振捣密实，并埋设好安装钢垫板的螺栓。
8、垫墩砼保护与养护：垫墩的砼保护采用不脱模保护，达到设计强度后脱模。砼的养护，砼浇筑结束12～18h后覆盖草袋洒水养护，养护3d。
2.2.7张拉
张拉工序为：张拉准备→（锚索测力计安装）→工作锚具安装→预张拉→千斤顶安装→工具锚安装→分级整体张拉→锁定→验收。
1、张拉准备
（1）、张拉前必须确保用于张拉的千斤顶、油泵和压力表等机具已进行配套标定，并绘制标定好“压力表读数～张拉力关系曲线”以指导现场张拉施工。
（2）、张拉设备经监理工程师审核批准后，方才用于张拉施工。
（3）、检查注浆龄期和垫墩砼龄期达到设计强度后，方才进行张拉。
2、工作锚具安装
（1）、对锚索张拉夹持段，必须清洗干净，保证工作锚和工具锚正常工作。对固定钢垫板表面要求达到光滑整洁。
（2）、依次装上（压力传感器）、工作锚、限位板，使限位板止口与工作锚定位，并一一检查，使其与钻孔成一系列同心圆，再安装好工作夹片。
3、预紧张拉
用YDC240QX-200型千斤顶并采取单根钢绞线对称和多次循环（两个循环）的方式进行钢绞线的预张拉。
在预张拉完毕后，安装YCW250B型千斤顶（整体张拉千斤顶），千斤顶止口应对准限位板止口；安装工具锚，工具锚应与前端张拉端锚具对正，不得使工具锚与前端张拉端锚具之间的钢绞线扭转。检查无误后，装上工具夹片。
4、整体张拉
张拉系统安装妥当后，即可进行整体张拉。整体张拉时应缓慢、连续地向张拉缸加油施加压力，直至设计吨位，稳定后，锁定。
（1）、整体张拉时张拉力分五级施加，第一级张拉力为325KN，第二级张拉力为650KN，第三级张拉力为1040KN，第四级张拉力为1300KN，第五级张拉力为1430KN，升荷速度每分钟不得超过控制张拉吨位的10%，即13T 。
（2）、每级张拉荷载下，持荷10min并测量钢绞线的伸长值后方才进行下一级张拉。
（3）、张拉至设计吨位（1430KN），稳定10min后，测量钢绞线的伸长值并测量其中一根工作锚外部的整体长度，并及时准确的做好记录。
（4）、打开高压油泵截止阀，张拉缸油压缓慢降至零，活塞回程，夹片即自动跟进锚固，完成锁定。
（5）、锚索锁定后一般不再进行补偿张拉，如在张拉过程中发生意外或有迹象表明预应力损失较大时，则进行补偿张拉，此时应在锁定值基础上一次张拉至超张拉荷载，补偿张拉最多进行两次。
（6）、张拉锁定工作结束后，，并逐项卸下工具锚、千斤顶、限位板并重新测量前一根的长度，由监理工程师现场签证锚索张拉记录表
2.2.8防护
锚索张拉锁定、并完成自由段补偿注浆之后，经监理工程师同意，可将锚索锁定后的外露索体预留50mm长度，其余部分采用手持砂轮切割机切去。将钢绞线、工作锚及外锚墩进行清洗后，按设计要求进行外锚头的永久性防护。
2.2.9锚索测力计安装和监测
1、测力计设备安装埋设及质量控制
（1）按施工图纸和制造厂使用说明书的要求，进行仪器设备的安装和埋设。
（2）在观测仪器设备安装前35天，提交一份观测仪器设备安装和埋设措施计划，报送监理人审批，其内容包括各工程建筑物埋设观测仪器设备的安装项目、安装方法、安装时间与建筑物施工进度的协调、施工期观测安排和设备维护措施等。
（3）仪器埋设中使用经过批准的编码系统，对各种仪器设备、电缆、观测仪器部位、控制坐标（或高程、桩号）等进行统一编号，每支仪器均建立档案卡。
（4）按批准的安装和埋设措施计划和厂家使用说明书规定的程序和方法，进行仪器设备的安装和埋设。在仪器埋设过程中，及时向监理人报告发生的问题，并提供有关质量记录。
（5）协调好锚索施工和观测仪器安装埋设的相互干扰，并将观测仪器设备的埋设计划，列入建筑物施工的进度计划中。
2、锚索测力计安装埋设步骤：
（1）在锚索锚固段注浆后，锚索张拉前，将测力计安装在孔口垫板上。带专用传力板的测力计，先将传力板装在孔口垫板上。使测力计---传力板平整结合，同时与孔轴垂直对中，以避免偏心荷载。
（2）安装工作锚、张拉机具和工具锚，同时对测力计的位置进行校验，合格后，开始预紧和张拉。
（3）测力计安装就位后，加荷张拉前，准确测得初始值和环境温度。反复测读，三次读数差小于1%（F•S）取其平均值作为观测基准值。
（4）基准值确定后，分级加荷张拉，逐级进行张拉观测。一般每级荷载测读一次，最后一级荷载进行稳定观测，以5分钟测一次，连续三次读数差小于1%（F•S）为稳定。张拉荷载稳定后，及时测读锁定荷载。张拉结束之后，根据荷载变化速率确定观测时间间隔，进行锁定后的稳定观测。
3 监测资料的整理分析和反馈
监测资料及时整理、分析、反馈，对工程不同时期进行安全监控，并起着指导施工和改进设计方法的关键作用。
监测资料整理分析反馈的方法和内容通常包括监测资料的搜集、整理、分析、安全预报、综合评判和决策5个方面。
（1）资料搜集
监测数据的采集和与之相关的其它资料搜集、记录、存储、传输等。
a、监测资料的搜集应做到及时准确，全面完整。
b、资料的录入抄写、传输、拷贝等作业按全面质量管理的要求，做好校核检验工作，切实保证资料的准确可靠，防止数据资料损坏和丢失。
c、监测资料的存储和表示方法力求简洁、清晰、直观、尽可能采用图表以便于保管，归档和查询。
（2）资料整理
原始观测及数据的检验、物理量计算、填表制图、异值的识别剔除、初步分析和整编等。
（3）资料分析
通常采用比较法、作图法、统计法分析各监测物理量值大小，变化规律、发展趋势、各种原因量和效应量的相关性。
（4）安全预报和反馈
应用监测资料的整理和反分析的成果，每月提交一份月报，每年提交一份年报，对于特殊时期，异常情况和重要仪器随时提交监测资料及分析成果，预测可能出现的工程质量问题。
（5）综合评判和决策
对各项资料和成果进行综合比较和相关分析，评判工程的安全状态，制定防范措施和处理方案。
监测资料分析反馈将被纳入整体安全监测计划，配置先进的软、硬件设备，组织合格称职的技术员，认真执行有关规程和技术要求，在任何时段观测资料的校核、整理和初步分析当日完成，发现监测资料有异常或确认有异值，就向主管部门报告。测力计检测成果与分析见：项目部提交的检测报告。
2.2.10完成工程量
预应力锚索实际完成锚索施工481束，工程量见表1
表1 左岸边坡锚索完成工程量清单
2.3成果分析
2.3.1锚索造孔
锚索造孔采用地质罗盘仪进行方位角和孔斜测量，锚索造孔完毕，进行孔深、孔位孔向测量，同时进行锚固段的岩芯岩粉检查验收，如符合要求，监理、设计、业主三方签证进行下一道工序的施工，否则不能进行下一道工序施工。锚索孔造孔检测成果表见表2
表2 锚索孔造孔检测成果表
造孔检测成果表明，左岸边坡锚索所有锚索孔均满足设计要求，并处于良好受控状态。
个别锚索在自由段造孔时因地质缺陷原因，造孔无明显进尺,故采取预注水泥浆护壁措施，保证了锚束孔顺利成型，满足质量要求。
2.3.2锚索张拉
张拉是锚索施工的关键工序，张拉前，必须对张拉设备进行率定后才能使用，安装锚具时严格按照施工工艺施工，确保千斤顶和锚具同心。张拉吨位以张拉力控制为主，采用张拉力与伸长值同时控制的双重标准，若张拉伸长量的实测值未超出计算值（-5%~+10%）允许偏差范围，则符合规范要求，通过伸长值的校核，可以综合反映张拉力是否合格，孔道磨阻损失是否偏大，是否有异常现象等。
原始资料反映确认：左岸边坡锚索经过1430KN超张拉后，实际伸长值均符合规范要求。
2.3.3试验检测成果及分析
1、所涉及的内锚固段水泥浆、张拉段及垫墩混凝土由试验室进行了试验，提出合理配合比。试验成果见表3、表4；在施工过程中对每批混凝土浇筑和内锚段灌浆均进行了抽样检验，检验成果见表5。
表3 内锚固段砂浆M50配合比室内试拌成果表
表4 垫墩混凝土C40配合比室内试拌成果表
表5 砂浆、混凝土现场取样强度试验统计表
2、根据总体试验要求，对所用预应力钢绞线，委托贵州省建筑科学研究检测中心进行抽检试验，其检测成果摘录见表6
表6 钢绞线抽样检测试验成果表（摘录）
注：上述试验成果为第一批进场钢绞线拉伸成果摘录，以后每批钢绞线进场均进行试验
3、张拉机具的（千斤顶、油泵、油表）的配套标定，分别委托广西柳州市产品质量监督检验所进行，经配套标定，千斤顶公称油压与输出力之间的关系曲线见图2。
图2 YCD240QX-200型千斤顶公称油压~输出力关系曲线图（045#压力表）
注：以上率定成果在有效期内使用，超过有效期必须进行重新率定。
所有资料均表明，所最终选用的钢绞线及采用的砂浆、混凝土均满足工程质量要求。
3.文明施工及安全生产
3.1切实执行《安全法》、贯彻“安全第一，预防为主”的方针；项目经理部设专职安全员，各施工班组设兼职安全员，负责施工安全检查和监管工作，发现问题和隐患，及时处理和排除。
3.2锚索施工前，必须制定各机械设备的安全操作规程，并编制安全手册发放到所有施工人员。
3.3所有施工人员必须经过培训，并持证上岗。操作张拉千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶的侧面操作，并严格按规定的操作程序进行，严禁违章作业；油泵开动过程中，操作人员不得擅自离开工作岗位。
3.4由于钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止在下料过程中，钢绞线紊乱并弹出伤人，在下料前，用钢管制作简易框架，下料时将钢绞线盘卷装在框架内，再从盘卷中央逐步抽出下料。
3.5各类锚具在张拉和锚固过程中，不得敲击和猛烈震动，严防锚具失效而飞出伤人。
3.6在任何情况下，作业人员不得站在千斤顶出力方向的作业区，其他人员也严禁进入。
3.7供穿束、张拉操作的施工平台，必须牢固可靠并经检查验收后方才使用，同时在平台四周搭设安全护拦。
3.8所有进入施工区的人员必须戴安全帽，佩带劳保用品。无关人员严禁停留在平台，参加预应力锚索施工的所有人员须进行安全技术培训，经考试合格后方能参加施工。
4．几点结论
老江底水电站左岸边坡1300KN级锚索工程，从2007年4月20日着手准备进场面，至2007年9月12日全面完工，历时4个月，其间经过了许多工程设计变更、施工变更，我们学到了许多施工经验，现分述如下：
4.1施工人员必须经技术培训并考核合格后，才能从事重要工序的操作，发挥生产工人和技术人员的积极性和创造性。
4.2加强技术管理基础工作，施工前组织图纸会审、技术交底，控制图纸、文件的审查、发放，保证施工中使用正确的图纸、文件和规程规范。
4.3施工中对隐蔽工程和每道工序严格执行施工质量“三检制”和“联检制”，坚持施工班组自检、质检员复检、项目经理部终检制度，在三检合格的情况下由项目经理部技术负责人将检验合格证呈交监理工程师，并在监理工程师指定的时间里，对申请验收的部位进行联检，在联检合格后，监理工程师在验收合格证上签字后方可进行下一道工序的施工作业。
4.4在施工过程中，我们在业主、监理、设计单位的帮助下，使我们的质量管理水平上了一个台阶，让我们在激烈市场竞争中多了一份不可多得的宝贵经验。
参考文献：
[1] DLT5083-2004水电水利工程预应力锚索施工规范。
[2]水电水利工程施工安全防护设施技术规范 DL5162-2002
[3]水利水电建设工程验收规程2008年版水利行业标准
论文作者:杨永
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：测力计论文; 千斤顶论文; 锚固论文; 钢绞线论文; 成果论文; 预应力论文; 资料论文; 《基层建设》2019年第24期论文;