刘晓鹏
中国安能集团第三工程局重庆分公司总经理 重庆巴南 401320
摘要：水电站闸墩预应力锚索施工存在预埋成孔钢管精度高、采用真空灌浆工艺进行孔道回填等技术难题，本文重点从预埋管加固、真空灌浆工艺等方面详细叙述，确保保质保量完成施工，为相应工程施工奠定基础。
关键词：预应力锚索；真空灌浆；研究；
1、工程概况及特点
闸墩预应力有粘结型锚索主要包括拱坝坝体深孔闸墩预应力水平对穿次锚索、预应力闸墩U形主锚索。张拉力分别为主锚3000KN、次锚2000KN及2500KN，共有混凝土锚索80根。预应力锚索施工的特点是：①高空作业，三面临空，危险程度大，锚索施工操作困难；②预埋成孔钢管精度要求高；③孔道回填采用真空灌浆工艺，需要有较高的质量控制水平。
2、施工布置
施工布置首先着重于安全性及可行性，本着方便、高效和就近的原则，改善施工条件，充分提高施工效率和质量，尽量减少不必要的工程量。
（1）风水电布置：施工用水、用电、用风就近从系统干线上接用。制浆站就近布置。
（2）主要材料准备
1）预埋管：均采用钢管，水平次锚索预埋管内径φ110mm，主锚索预埋管内径φ180mm。钢管加工时U型主锚钢管的加工在金结加工厂里进行加工。
2）钢绞线：混凝土预应力锚索采用φ15.24mm的1860MPa级低松弛有粘结钢绞线。粘结式锚索：钢绞线和塑料管之间用硬质塑料支架分离，支架间距在内锚固段为1.0m，自由段内为2.0m，端头2m区段内加密到1m。
3）灌浆浆液：注浆采用真空灌浆浆体，其中掺入真空灌浆添加剂，浆液的性能指标要求如下：
①浆体水灰比：0.3～0.35。浆体流动度：10s～15s，最多不得大于18s。
②浆体泌水性：a、小于水泥浆初始体积的2%；b、四次连续测试的结果平均值≤1%；c、拌合后2h水泥浆的泌水能吸收；d、浆体凝结时间：初凝≥6h，终凝≤24h；e、浆体变化率：0～5%；f、浆体强度：在标准养护条件下，7天抗压强度≥30MPa，28天抗压强度≥45MPa；g、浆体对钢绞线无腐蚀作用。
3、施工方法
3.1施工准备
（1）锚索埋管采用型钢进行架设固定，避免浇筑过程中管道位移；通过分析计算、测量放点搭设钢架，进行钢架定位、架上置管的预埋方式，优化预埋工艺，提高预埋可靠度。
（2）主锚管道预埋按直管段每段6m、弯管段每段9m、管间法兰连接方式；埋管采用厚壁无缝钢管，保证埋管在浇筑过程中不致发生挤压变形。
（3）直型水平次锚，先将其预埋管道联结好，浇筑前一次性预埋。
（4）锚索在加工厂统一编制。利用吊机吊运至各工作面，卷扬牵引、人工辅助的方式安装。优点为降低施工难度、提高施工效率、确保施工安全。
（5）在临空面搭设施工钢架平台，形成穿索、张拉、灌浆一体化工作面。
（6）根据主、次锚的结构和长度，采用按先单根预紧、再整体张拉的工艺；主锚两端对拉，次锚一端张拉。
（7）锚索采用真空灌浆工艺，灌前先对锚头部位作密封处理，确保实现真空效果，并能兼起灌浆承压作用。
3.2 施工措施
混凝土预应力锚索施工流程表：施工准备→预埋浇筑混凝土→锚索安装→钢绞线清洗、锚具安装→锚索张拉锁定→锚索真空灌浆→锚头保护。
1）编锚：
①将下好料的钢绞线平顺摆放在编锚平台上，沿锚索的轴线方向每隔1～2m设置隔离架或内芯管，锚固段每隔2m设置隔离板一块。
②无粘结钢绞线在两头采用电工胶布进行包扎，编制好的锚束挂牌标明锚束的长度、孔号以及日期，存放在专门的储架上，防止发生锈蚀。
③成束预应力筋采用穿束网套穿束，穿束前逐根理顺，捆扎成束，避免紊乱。穿束网套用细钢丝绳编织,网套上端通过挤压方式装上拉环,使用时将钢绞线穿入网中,前端用钢丝绳扎紧以防脱落。
2）预埋及安装：
①预埋
预埋管主要采用型钢立架支撑、螺纹钢绕管加固的方法，将预埋孔管按施工图纸要求的位置、方向、孔径及孔深固定在混凝土仓面中，并保证预埋孔管在混凝土浇筑中不致变形、位移。
②锚索安装
锚束的编号与锚孔的编号一致，安装时采用转盘盘好后，采用缆机吊运至穿锚施工平台，并固定好；利用预埋的钢丝绳作引导，将卷扬机上的钢绳从孔口较低一端逆向穿过锚索孔，连接在锚索前端网套拉环上；控制转盘缓慢转动，利用低速卷扬将锚索拉入孔内；穿锚时要避免锚索弯曲过大而变形，同时采用人工辅助入孔，减少锚索体因旋转而发生自身扭曲。
3）张拉：
①张拉条件
采用后张法张拉程序，在混凝土抗压强度达到设计值后才能进行张拉。
②张拉段钢绞线清洗
张拉前，先对钢垫板以外的张拉段钢绞线进行去皮处理，再采用锯末、汽油将钢绞线上的油脂清洗干净，最后用洁净棉纱檫干，以保证张拉时工作锚夹片、工具锚夹片均能与钢绞线有效咬合。
③锚具的安装
锚具安装之前，先将锚具上面的油迹清除干净，并对承压垫板平面进行清理，使锚具与承压垫板接触紧凑。夹片安装后用钢管略为打紧，使其在锚具外整齐出露。
张拉机具的安装顺序为：
锚垫板→工作锚板→工作夹片→限位板→张拉千斤顶→工具锚板→工具夹片。
④锚束的张拉
a、张拉方式：水平次锚张拉采用一端张拉，主锚采用两头对拉。张拉程序、张拉控制应力等按规定执行。
b、单根预紧：先用YDC240Q型千斤顶对锚索钢绞线进行逐根预紧，将每一根钢绞线从松弛的状态过渡到受力状态，使每一根钢绞线在整体张拉时能均匀受力。
c、整体张拉：单根预紧结束，采用YCW千斤顶进行整体张拉。张拉时油压匀速缓慢地上升，按设计要求逐级升压直至设计荷载的1.05～1.1倍，稳压10～20min后将锚索锁定。锁定后的48h内，若锚索应力下降到设计值以下，进行补偿张拉。
主锚对拉过程中，两端同步进行预紧、升压、稳压、卸荷等步骤，两端压力表始终保持一致；两台张拉油泵并排摆放，以便于整体控制。
⑤张拉的记录
在张拉过程中，对张拉各级加载稳压前后分别记录钢绞线的伸长值与回缩值，如果实际伸长值与理论伸长值相差超过+6%时，暂停，查明原因后才能重新张拉。
⑥张拉试验
在进行锚索试验时，认真记录压力传感器和千斤顶的读数，并记录试验索在不同张拉吨位时的伸长值，试验成果及时报送监理人。
4）灌浆：
1）一般要求
①预应力锚索在张拉结束后采用真空辅助灌浆工艺进行封孔灌浆。②在锚索开始灌浆之前，外包管通过灌浆管压气先清除管内积水。③灌浆前保证孔道内湿润、洁净。④灌浆顺序为先灌注下层孔道。⑤真空灌浆抽真空时真空度控制范围：-0.08MPa～-0.1MPa之间。真空灌浆压力控制范围：0.5MPa～0.6MPa之间。
2）真空灌浆的原理
锚索孔道在真空状态下，用灌浆泵将优化后的特种水泥浆灌入并充满整条孔道，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度，从而提高预应力混凝土结构安全度和耐久性。
3）真空灌浆的优点
①在真空状态下，孔内空气、水份以及混在水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象；②灌浆过程中孔道具有良好的密封性，使浆体保压及均匀充满整个孔道，从而形成一个密实、不透水的保护层；③与普通水泥浆相比，真空灌浆浆体具有低水灰比和多成份的特点。通过增加浆体的密实度，改善浆液性能，达到高强和耐久的目的，从而降低了裂缝产生的可能性；④真空灌浆施工工艺本身具有较高水平质量控制，且其灌浆过程是一个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间。
4）灌前密封工作
①真空灌浆前先对锚头进行密闭，确保锚索孔道的密封性，使之在灌浆时能达到很好的真空效果。②锚头密封混凝土体形、厚度按灌浆压力设定，配置温度防裂钢筋和拉筋，灌浆铁管从锚垫板注浆孔引出混凝土面外，灌浆作业在密封混凝土具有一定强度后进行。
5）管路连接
施工工艺方法为：真空→真空+灌浆→灌浆三步法不间断施工工艺。为了取得较好的灌浆效果，灌浆从高程低的一端进浆，高程高的一端出浆。其管路连接见图2（图中略去螺杆灌浆泵泵上循环管路和灌浆记录系统）。
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6）试抽真空检查
将灌浆管上的进浆阀、排气阀关闭，抽气阀、出浆阀打开。启动真空泵，观察真空压力表（压力表2）读数，即管内的真空度，当管内的真空度维持在0.08～0.1MPa时，停泵约l min时间，若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。否则查找泄露源头并加以封堵。
7）灌浆
试抽真空检查确认达到真空要求后，即可开始真空灌浆，步骤如下：
①断开螺杆灌浆泵输浆管与进浆阀门的连接，关闭进浆阀、排气阀；②搅拌水泥浆使水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标；③启动真空泵抽真空，使真空度达到－0.08～-0.1MPa并保持稳定；④启动螺杆灌浆泵，当泵上输浆管输出的浆体达到要求时，关闭泵上出浆端，让浆液在泵上循环，将输浆管接到进浆阀上后，打开进浆阀；⑤开启泵上出浆端进行灌浆，灌浆过程中，真空泵保持连续工作；⑥待抽气阀与空气过滤器间的透明网纹管中有浆体经过时，关闭抽气阀，随即关闭真空泵，打开排气阀；当水泥从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时，关闭出浆阀。⑦灌浆泵继续工作，在0.5MPa～0.6MPa压力下，持压屏浆规定时间后，关闭进浆阀，结束灌浆。
8）锚头保护：待灌浆浆液凝固后，割除灌浆管外露段，浇筑二期混凝土对锚头进行封闭保护。
9）质量检查与验收：预应力锚索施工过程中，会同监理人进行以下项目的质量检查和检验：
4、总结
通过采用型钢对预埋钢管支撑加固确保安装精度。锚索孔道在真空状态下，用特种水泥浆灌入并充满整条孔道，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度，从而提高预应力混凝土结构安全度和耐久性。
5、参考文献
(1)虞海峰.水利水电工程施工过程中使用预应力锚索技术[J]城市建设理论研究，2012（12）
(2)李艳武.预应力锚索施工技术[J]中国科技博览，2011(6)。