【摘要】水利水電工程建設中，巖體的開挖會使邊坡產生變形或破壞。因此邊坡穩(wěn)定性在水利水電工程中尤為重要。在大型水利水電施工過程中，必須對邊坡采取加固處理。預應力錨索加固技術由于可靠度高、經驗豐富、施工效率高等優(yōu)點，在水利水電建設中得到廣泛的應用。本文對預應力錨索加固技術的工作原理以及施工方法進行介紹，并結合實際工程對錨索加固施工技術總結，提出自己的一些建議，為以后水利工程建設提供參考。

【關鍵詞】水利水電工程；預應力錨索；邊坡加固

隨著我國對清潔能源的持續(xù)開發(fā)利用，大型水利水電工程進入大規(guī)模建設時期。水利水電工程中邊坡穩(wěn)定性對于水工結構的安全性具有重要意義。預應力錨索加固技術在國內外邊坡支護加固工程中得到廣泛的應用。楊建紅對小峽水電站中預應力錨索技術對邊坡加固的力學效應進行有限元分析，研究結果表明預應力錨索能增加坡體整體穩(wěn)定性。袁小飛、李晶等人對預應力錨索施工技術進行研究，結果表明施工技術的可靠性對于工程質量具有重要影響。本文結合貴州構皮灘水電站坡體加固工程，介紹了預應力錨索加固技術的基本原理以及施工方法，并結合工程經驗對邊坡支護加固施工技術提出建議，為以后相關水利工程中邊坡加固支護提供借鑒。

1、預應力錨索

在水利水電工程建設中，由于地質成因，工程通常會遇到軟弱基巖處理的難題。軟弱基巖由于結構特性不穩(wěn)定，對于邊坡的安全穩(wěn)定性存在隱患，因此必須對此類邊坡進行加固支護，增強整體穩(wěn)定性?，F(xiàn)有加固方法主要分為錨桿、預應力錨索、錨桿、噴射混凝土和各種噴射混凝土的組合、鋼支撐、鎖口圈梁、小導管等。預應力錨索加固技術由于經濟效益好、安全可靠度高、施工簡單等優(yōu)點在水利工程邊坡加固支護中得到廣泛的應用。

1.1 預應力錨固原理

預應力錨索加固技術是通過對鋼絞線鋼絲等施加預拉力，使得錨索結構處于較強的受拉狀態(tài)，將錨索嵌入被加固巖體時拉應力主動施加于軟巖上，從而提高了巖體的力學性能，使得巖體穩(wěn)定性得到提高。預應力錨索加固原理如圖1所示。

預應力錨索加固技術將巖土緊緊綁定起來，通過錨索與巖體間力的傳遞，極大的利用了巖體自身的承載性能，提高原來邊坡的整體穩(wěn)定性。預應力錨索主要由錨固段，張拉段和外部錨端構成，加固效果主要與錨索的長度、錨索材料、預應力大小以及巖體介質的性能有關。施工前，先對錨固巖體的力學性能進行試驗，通過試驗數(shù)據(jù)確定錨索加固設計中的一些技術指標。

預應力錨索一般有普通拉伸型和雙重保護拉伸型。普通拉伸型中又分為無粘結型和有粘結性。無粘結預應力錨索通過特殊防腐涂層，將鋼材與漿體分離，錨固段通過漿液與巖體連接起來。粘結型預應力錨索的鋼絞線與漿體結合在一起形成整體。雙重保護型預應力錨索是在錨索和孔壁上都施加保護層。

1.2 預應力錨固施工

水工結構中預應力錨索施工主要有以下幾個工段組成：鉆孔施工、孔位聲波測試、錨固灌漿、錨索設計安裝、錨定端頭、錨固監(jiān)測、封錨等。鉆孔施工中通過測量儀器檢測孔位的位置，保證孔位間距符合相關規(guī)范規(guī)定。并在施工中詳細記錄施工過程。對于孔位的測試檢測一般通過聲波測試來進行。錨固監(jiān)測主要通過監(jiān)測儀器對注漿前后錨索的張拉力進行監(jiān)測使其符合設計要求。錨固灌漿一般分兩個階段，錨固段和自由段灌漿。當錨索錨固后應立即對錨固端進行灌漿，并控制灌漿漿體的水灰比以及灌漿壓力。灌漿從底部向孔口灌注，通過檢測漿液的稠度和濃度控制灌漿進度，當孔口處的出漿濃度進漿濃度相同時停止灌漿。

2、工程概況

構皮灘水電站處于貴州省余慶縣境內，是烏江干流開發(fā)的重要工程。水電站建設區(qū)域主要為軟巖地質。地質構造存在層間錯動、宏觀裂縫以及軟弱巖石，巖體整體穩(wěn)定性差。由于軟巖地質強度等級低，受開挖的影響坡體易產生滑坡等災害。因此在水電站施工中，應該對開挖的坡體進行快速加固支護。構皮灘水電站坡體以及洞段開挖中支護只要有初期支護和二期支護。以下將對構皮灘水電站支護工程中的預應力錨索加固施工技術進行介紹。

3、錨索加固施工技術

施工前根據(jù)水工結構預應力錨固施工規(guī)范進行現(xiàn)場試驗，獲得材料相關性能，提供超張拉或補償張拉依據(jù)，試驗結果經相關技術人員校驗后開始用正式施工。

3.1 工藝流程

對施工流程如下安排，見圖2。

3.2 施工方法

3.2.1 主要材料

水泥標號選用不低于P.O42.5級的水泥，主要用于孔道灌漿、鋼筋混凝土錨墩。鉆機選用MD-50型鉆機。灌漿設備采用2SNS型砂漿泵。安裝灌漿記錄儀。張拉機分別選取YDC240Q、YCW250B、YCW350型千斤頂及其配套機具對錨索張拉。

3.2.2 施工

對原材料及設備進行抽樣檢查，確保施工材料達到設計要求。根據(jù)設計測量出鉆空位置。

（1）鉆孔

首先進行鉆機定位，鉆機定位準確與否對于成孔質量具有重要影響。開鉆前由技術人員確認鉆機定位的相關參數(shù)，核對無誤后方可進行鉆孔。準確記錄各鉆孔的長度、返碴情況等數(shù)據(jù)，并對錨固段始末兩處的巖體進行精細處理。在錨孔形成過程中應調整鉆機的支點以減小誤差。新成錨孔進行灌漿結束后， 1～2天后開始進行聲波掃孔檢測。經檢測驗收后，將孔口進行封堵防止雜物進入。

（2）錨索制作與安裝

① 斷料：對鋼絞線進行抽樣檢測，合格后方可進行斷料。

② 錨索制作：按順序將鋼絞線編簾，對進漿方向進行標記。

③ 錨索安裝：對錨索驗收合格后將錨索逐漸放入成形的孔內。

（3）錨墩澆筑

錨墩采用混凝土澆筑，并根據(jù)工程要求設計配筋。

（4）錨索灌漿

① 粘結式錨索灌漿：全孔段采用一次灌漿，灌漿壓力0.3～0.4MPa。

② 無粘結式錨索灌漿：先進行錨固段灌漿；錨索張拉完成，檢測符合要求后進行再次灌漿。

（5）錨索張拉

當錨索固定端達到設計要求時，對錨索進行張拉。張拉過程分為預張來和張拉。張拉過程連續(xù)、勻速進行。張拉進行中，對錨索的力學性能進行監(jiān)測。錨索的預拉力達到設計值時，進行10～20min的持續(xù)穩(wěn)定張拉，通過錨片和錨具進行鎖定。

（6）封孔回填灌漿

對錨索進行補償張拉，補償張拉結束20天后對錨索進行檢測，達到設計要求時方可進行回填灌漿封孔。在漿液凝固前采取補漿措施，其壓力不小于0.4Mpa。

（7）錨頭保護

灌漿結束后對錨索進行裁剪，錨具外鋼絞預留長度滿足規(guī)范規(guī)定，并采取相關措施對外部固定端防護處理。

4、結語

水利水電工程中，坡體的穩(wěn)定性對工作整體安全性具有重要意義。施工中采用預應力錨索支護技術，可以對不穩(wěn)定巖體進行加固，保證坡體的穩(wěn)定性。隨著預應力錨索加固技術的應用推廣以及科研學者們的深入研究，新施工工藝逐漸在水利工程中得到很好的應用。預應力錨索工程是隱蔽性工程，在施工前后都應該有科學的施工管理方案，以保證工程質量。對于錨索加固技術，引入BIM技術管理方法對于施工進度以及施工精度有很大的提升。工程技術人員應該結合實際工程經驗，總結施工管理方法，并采用新科學的技術手段對以后施工管理進行指導，以取得最優(yōu)化的管理方案。

參考文獻：

[1] 楊建紅. 預應力錨索在小峽水電站閘墩中的應用研究[D]. 西安理工大學， 2003.

[2] 袁小飛. 錦屏一級水電站泄洪洞出口覆蓋層邊坡開挖穩(wěn)定性與處治技術[D]. 西南交通大學， 2011.

[3] 李晶. 雅礱江錦屏一級水電站左岸壩肩邊坡支護效應研究[D]. 成都理工大學， 2011.

[4] 詹興強. 雅礱江牙根二級水電站右壩肩邊坡支護措施研究[D]. 成都理工大學， 2014.

[5] 王源， 陶澤源. 錨索支護在邊坡治理中的應用[J]. 價值工程， 2014（13）：99-101.

[6] 李德水. 預應力錨索在水利水電工程中的應用分析[J]. 人民珠江， 2005（05）：56-58.

作者簡介：張鄧剛，（1983-）男、水利水電施工與管理工程師，曾供職與中國水利水電第八工程局，長期從事施工管理工作，對項目有較為深刻的了解。