尹成福

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司 四川成都 610066）

1 工程概況

江蘇溧陽抽水蓄能電站地處江蘇省溧陽市，樞紐建筑物主要由上水庫、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房系統(tǒng)及下水庫等4部分組成。電站安裝6臺(tái)單機(jī)容量250MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)總?cè)萘?500MW。其中上水庫庫盆工程為利用龍?zhí)读謭?chǎng)伍員山工區(qū)兩條較平緩的沖溝在東面筑壩成庫，主要建筑物由1座主壩、2座副壩、庫岸及庫底防滲體系等組成。

上水庫西南庫岸基巖主要為巖屑石英砂巖夾少量泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖。開挖后邊坡坡高90～130m，邊坡穩(wěn)定主要受層間結(jié)構(gòu)面影響，層間錯(cuò)動(dòng)間距小，強(qiáng)度低，且順坡向，與其他方向陡傾結(jié)構(gòu)面組合將形成順層滑動(dòng)塊體。為了保證邊坡穩(wěn)定，設(shè)計(jì)采用了40m長(zhǎng)的1000kN的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行邊坡支護(hù)。

2 錨索設(shè)計(jì)參數(shù)

錨索全長(zhǎng)為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索，全長(zhǎng)波紋管防護(hù)，錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)40m，內(nèi)錨固段長(zhǎng)10m，由9根φ18鋼絞線組成，設(shè)計(jì)承載力1000kN，錨孔直徑150mm，錨索間距6m，工作錨采用15-10型，錨墊板50mm厚Q235鋼板，鋼絞線采用1860級(jí)高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，注漿采用P.O42.5水泥拌制的純水泥漿注漿，水灰比為0.4:1，水泥凈漿強(qiáng)度為C40，錨墩混凝土7天強(qiáng)度大于40MPa，錨墩高度50cm。具體見圖1。

圖1 帶有錨索測(cè)力計(jì)的外錨頭結(jié)構(gòu)圖

3 錨索張拉施工

錨索施工工藝流程見圖2。

圖2 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程圖

錨索施工各個(gè)環(huán)節(jié)均要按照規(guī)范要求進(jìn)行施工和質(zhì)量控制，本文結(jié)合一根帶有錨索測(cè)力計(jì)的錨索的張拉施工和計(jì)算進(jìn)行具體說明。

3.1 張拉前施工準(zhǔn)備

錨索張拉前要做好充分的準(zhǔn)備工作，主要包括：

（1）檢查錨墩混凝土強(qiáng)度、齡期是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）檢查錨墊板下混凝土是否有蜂窩和空洞，必要時(shí)采取補(bǔ)強(qiáng)措施。同時(shí)錨墊板清理干凈。

（3）錨板、夾片、千斤頂和油表的標(biāo)定、錨索測(cè)力計(jì)的質(zhì)量檢驗(yàn)和標(biāo)定等。

（4）根據(jù)規(guī)范要求計(jì)算鋼束理論伸長(zhǎng)值，根據(jù)張拉控制應(yīng)力及超張拉應(yīng)力換算張拉油壓表讀數(shù)。

（5）做好技術(shù)和安全交底，使參加的人員熟悉技術(shù)要求和操作規(guī)程。

（6）準(zhǔn)備記錄表，按表中要求記錄項(xiàng)目逐項(xiàng)記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。

3.2 各種設(shè)備就位

張拉前各種設(shè)備就位，首先穿入錨索測(cè)力計(jì)，再放置錨板和夾片，再放置限位板，再安裝千斤頂，最后安裝工具錨和夾片，千斤頂和油泵以及壓力表提前安裝好，錨索測(cè)力計(jì)讀數(shù)儀與錨索測(cè)力計(jì)接好待用。

3.3 初張拉

張拉和指揮人員就位，一切準(zhǔn)備好后進(jìn)行張拉施工。首先進(jìn)行初張拉，初張拉采用20%δ（δ為設(shè)計(jì)張拉力值，20%δ即為200kN）張拉值進(jìn)行。初張拉開始進(jìn)行中間鋼絞線的張拉，通過中間鋼絞線初張拉將各種設(shè)備調(diào)整就位，圓心與錨索中心一致，然后再對(duì)稱單根進(jìn)行初張拉。

3.4 錨索張拉

首先測(cè)量和記錄千斤頂油缸伸出的初讀數(shù)，伸長(zhǎng)值使用游標(biāo)卡尺測(cè)量。然后開始進(jìn)行正式整體張拉施工，錨索張拉逐步按照25%δ、50%δ、75%δ、100%δ、110%δ分級(jí)進(jìn)行張拉，整體進(jìn)行張拉，每級(jí)張拉的持荷時(shí)間對(duì)應(yīng)分別是：3min、3min、3min、3min、20min。每級(jí)鋼絞線張拉時(shí)準(zhǔn)確量測(cè)和記錄千斤頂油缸伸出值。張拉過程中記錄錨索測(cè)力計(jì)的讀數(shù)并計(jì)算相應(yīng)的測(cè)值。

張拉完成后千斤頂卸荷，鋼絞線鎖定，然后錨索測(cè)力計(jì)加密測(cè)定錨索測(cè)力計(jì)的力值，準(zhǔn)確獲取錨索鎖定24h和48 h后的讀數(shù)值。

4 錨索張拉施工的質(zhì)量控制

4.1 原材料的質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)每批進(jìn)廠的錨板、夾片、限位板等進(jìn)行外觀檢測(cè)，錨板、夾片夾持受力部位要求清潔，尺寸準(zhǔn)確，不得有明顯的機(jī)械損傷，避免應(yīng)力集中；每批進(jìn)廠的錨具都應(yīng)有廠家的出廠證明書。檢測(cè)合格后才能投入使用。

4.2 中間產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)

中間產(chǎn)品主要指錨索注漿凈漿強(qiáng)度和錨墩混凝土強(qiáng)度。在這兩個(gè)施工工序中要進(jìn)行取樣，檢測(cè)抗壓強(qiáng)度，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)后才能進(jìn)行張拉施工。

4.3 機(jī)具的率定

張拉設(shè)備的標(biāo)定：為保護(hù)張拉控制力的準(zhǔn)確性，在張拉作業(yè)前需對(duì)張拉設(shè)備系統(tǒng)（包括千斤頂、油管、壓力表等）進(jìn)行“油壓值—張拉力”對(duì)應(yīng)關(guān)系的率定，并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可使用。采用整體張拉千斤頂SVDC250型千斤頂和2YB2-80型電動(dòng)油泵配套進(jìn)行錨索張拉，單根預(yù)緊采用YDC240Q型千斤頂。使用前，張拉機(jī)具須請(qǐng)有資質(zhì)的檢測(cè)中心進(jìn)行配套率定。經(jīng)標(biāo)定兩套設(shè)備的“油壓值—張拉力”回歸曲線方程分別為：P(MPa)=0.0211×F(kN)+0.02，P(MPa)=0.2031×F(kN)-0.23。儀器修理后要立即進(jìn)行重新標(biāo)定，千斤頂校驗(yàn)周期在6個(gè)月以內(nèi)。

張拉過程中電動(dòng)油泵由專人進(jìn)行操作，張拉過程中升荷速率不超過0.1δ/min,卸荷速率不超過0.2δ/min。

4.4 其他方面

各種設(shè)備安裝前，錨板上的錐形孔及夾片表面應(yīng)保持清潔，為便于卸下工具錨，工具夾片涂抹少量潤(rùn)滑劑。工具錨板上孔的排列位置需與前端工作錨的孔位一致，不允許在千斤頂?shù)拇┬目字袖摻g線發(fā)生交叉現(xiàn)象。

錨索正式張拉前，先對(duì)每股鋼絞線施加22.2kN的張拉荷載進(jìn)行預(yù)張拉，以使錨索各鋼絞線受力均勻、完全平直，并將該荷載鎖定在錨板上，再將所有錨索一起張拉至安裝荷載。張拉控制以拉力為主，輔以伸長(zhǎng)值校核，張拉時(shí)按分級(jí)進(jìn)行，并進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的記錄。

張拉前所有參加人員要進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，張拉過程中要有專人統(tǒng)一進(jìn)行指揮，讀數(shù)和油泵操作人員步調(diào)一致。

5 張拉成果計(jì)算和分析

5.1 理論和實(shí)際伸長(zhǎng)值計(jì)算

（1）錨索體理論伸長(zhǎng)量由下式計(jì)算：

式中：△L理論——理論伸長(zhǎng)量，mm；

P——錨索設(shè)計(jì)張拉力，1000kN；

E——鋼絞線彈性模量，195GPa（kN/mm2）；

L——錨索張拉段長(zhǎng)度31.3m(錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)40m，錨固段10m，自由段長(zhǎng)30m，錨墩0.5m，錨索測(cè)力計(jì)和千斤頂長(zhǎng)度0.8m)；

A——鋼絞線截面積之和，A=9×140=1260mm2。

（2）錨索體實(shí)際伸長(zhǎng)量由下式計(jì)算：

式中：△L實(shí)際——錨索實(shí)際伸長(zhǎng)值，mm；

△L1——從初應(yīng)力至最終應(yīng)力之間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值，mm；

△L2——初應(yīng)力下推算伸長(zhǎng)值，即20%δ（200kN）下計(jì)算伸長(zhǎng)值為25.5mm。

5.2 實(shí)際成果分析

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量值和計(jì)算值見表1和表2。

表1 理論伸長(zhǎng)值與實(shí)際伸長(zhǎng)值匯總表

由表1、表2可以看出溧陽抽水蓄能電站高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索張拉鎖定48 h后應(yīng)力值為959.7kN，設(shè)計(jì)值為1000kN，低于設(shè)計(jì)值的4.03%，滿足規(guī)范10%的要求。另實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值偏差在-5%～10%之間，也滿足規(guī)范要求。說明錨索質(zhì)量控制和施工工藝滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

表2 錨索測(cè)力計(jì)測(cè)值和張拉力對(duì)照表

6 結(jié)語

本文對(duì)溧陽抽水蓄能電站上水庫邊坡無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索張拉施工和質(zhì)量控制以及理論計(jì)算方法進(jìn)行了詳細(xì)的說明和總結(jié)，施工過程中要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使錨索出力值達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，確保邊坡的安全和穩(wěn)定。