(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

1 工程概況

楊房溝水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣境內(nèi)的雅礱江中游河段上，壩址區(qū)為典型高山峽谷地貌，兩岸自然邊坡高陡，壩肩開挖邊坡較高，其中左岸壩肩邊坡開挖高度385m，壩頂高程以上的開挖邊坡最大高度達(dá)230m，居于國(guó)內(nèi)工程前列。河谷斜坡由于巖體節(jié)理、斷層切割及風(fēng)化卸荷等地質(zhì)作用影響，壩址區(qū)存在開挖后高邊坡失穩(wěn)的問題，高邊坡開挖支護(hù)施工難度較大，施工通道布置困難。

2 錨索驗(yàn)收試驗(yàn)方案與計(jì)算

預(yù)應(yīng)力錨索驗(yàn)收試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)錨索的抗拉承載力、筋體受拉自由段長(zhǎng)度和蠕變率能否滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求，判別錨索質(zhì)量是否合格。

工程錨索必須進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，其中占錨索總量5%且不少于3根的錨索應(yīng)進(jìn)行多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)，占錨索總量95%的錨索應(yīng)進(jìn)行單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)。工程錨索驗(yàn)收試驗(yàn)需在錨索張拉鎖定之前進(jìn)行。

2.1 試驗(yàn)方案

邊坡錨索設(shè)計(jì)為無粘結(jié)拉力型預(yù)應(yīng)力錨索，預(yù)應(yīng)力錨索類型為：2000kN級(jí)、1500kN級(jí)、1000kN級(jí)，2000kN級(jí)13根鋼絞線，1500kN級(jí)10根鋼絞線，1000kN級(jí)7根鋼絞線。錨索設(shè)計(jì)荷載為P，最大超張拉荷載為1.2P。

2.1.1 錨索多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)

錨索多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)分以下幾個(gè)步驟：

(1)預(yù)張拉：錨索正式張拉前，先施加0.1P的預(yù)緊荷載，對(duì)鋼絞線進(jìn)行逐根對(duì)稱張拉，使每根鋼絞線受力均勻，起到調(diào)直對(duì)中的作用。

(2)對(duì)錨索進(jìn)行整體分級(jí)張拉驗(yàn)收的加荷、持荷、卸荷方式按圖1規(guī)定的模式實(shí)施，初始荷載為錨索拉力設(shè)計(jì)值P的0.1倍(以后各級(jí)分別取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2倍)，各級(jí)持荷時(shí)間為10min。加荷速度為50kN/min～100kN/min；卸荷速度為100kN/min～200kN/min。每級(jí)荷載10min的持荷時(shí)間內(nèi)，按持荷1min、3min、5min、10min測(cè)讀一次錨頭位移值。

圖1 錨索多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)加荷、持荷和卸荷模式

(3)試驗(yàn)設(shè)備：驗(yàn)收試驗(yàn)使用YCW250B型千斤頂與油表對(duì)應(yīng)進(jìn)行張拉，張拉油泵采用ZB4-500S型電動(dòng)油泵。預(yù)緊采用YDC240Q小型千斤頂進(jìn)行預(yù)緊。測(cè)量錨索位移量采用游標(biāo)卡尺。

(4)依據(jù)試驗(yàn)張拉設(shè)備標(biāo)定的回歸方程(例：Y=0.0265X+0.15，實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)所使用張拉設(shè)備標(biāo)定的檢測(cè)報(bào)告確定)，編制加荷等級(jí)與位移觀測(cè)間隔時(shí)間表、荷載與油表讀數(shù)關(guān)系表，明確張拉順序。

(5)當(dāng)符合下列要求時(shí)，應(yīng)判斷驗(yàn)收合格：

①最大試驗(yàn)荷載作用下，在規(guī)定的持荷時(shí)間內(nèi)錨頭的位移增量小于1.0mm，不能滿足時(shí)，則增加持荷時(shí)間至60min，錨頭累計(jì)位移增量小于2.0mm；

②在最大試驗(yàn)荷載作用下，所測(cè)得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由段長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)值的90%，且應(yīng)小于自由段長(zhǎng)度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長(zhǎng)值。

2.1.2 錨索單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)

錨索單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)分以下幾個(gè)步驟：

(1)預(yù)張拉：錨索正式張拉前，先施加0.1P的預(yù)緊荷載，對(duì)鋼絞線進(jìn)行逐根對(duì)稱張拉，使每根鋼絞線受力均勻，起到調(diào)直對(duì)中的作用。

(2)對(duì)錨索進(jìn)行整體分級(jí)張拉驗(yàn)收的加荷、持荷、卸荷方式按圖2規(guī)定的模式實(shí)施，初始荷載為錨索拉力設(shè)計(jì)值P的0.1倍(以后各級(jí)分別取0.4、0.7、1.0、1.2倍)，最大試驗(yàn)荷載的持荷時(shí)間不小于5min。加荷速度為50N/min～100kN/min；卸荷速度為100N/min～200kN/min。在最大試驗(yàn)荷載持荷時(shí)間內(nèi)，測(cè)讀錨頭位移的時(shí)間為1min、3min、5min后。

圖2 錨索單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)加荷、持荷和卸荷模式

(3)試驗(yàn)設(shè)備：驗(yàn)收試驗(yàn)使用YCW250B型千斤頂與油表對(duì)應(yīng)進(jìn)行張拉，張拉油泵采用ZB4-500S型電動(dòng)油泵。預(yù)緊采用YDC240Q小型千斤頂進(jìn)行預(yù)緊。測(cè)量錨索位移量采用游標(biāo)卡尺。

(4)依據(jù)試驗(yàn)張拉設(shè)備標(biāo)定的回歸方程(Y=0.0265X+0.15，實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)所使用張拉設(shè)備標(biāo)定的檢測(cè)報(bào)告確定)，編制加荷等級(jí)與位移觀測(cè)間隔時(shí)間表、荷載與油表讀數(shù)關(guān)系表，明確張拉順序。

(5)當(dāng)符合下列要求時(shí)，應(yīng)判斷驗(yàn)收合格：

①與多循環(huán)驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果相比，在同級(jí)荷載作用下，兩者的荷載-位移曲線包絡(luò)圖相近似；

②最大試驗(yàn)荷載作用下，在規(guī)定的持荷時(shí)間內(nèi)錨頭的位移增量小于1.0mm，不能滿足時(shí)，則增加持荷時(shí)間至60min，錨頭累計(jì)位移增量小于2.0mm；

③在最大試驗(yàn)荷載作用下，所測(cè)得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由段長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)值的90%，且應(yīng)小于自由段長(zhǎng)度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長(zhǎng)值。

2.2 荷載計(jì)算

以35m預(yù)應(yīng)力錨索為例，自由段L1=27990mm、錨固段L2=8000mm(實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整)，A取140mm2，E取192GPa(實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線檢測(cè)報(bào)告中數(shù)值取值)。

最大試驗(yàn)荷載伸長(zhǎng)量計(jì)算：

根據(jù)《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50086-2015)要求，拉力型預(yù)應(yīng)力錨索總理論伸長(zhǎng)值允許范圍為：“在最大試驗(yàn)荷載作用下，所測(cè)得的彈性位移應(yīng)大于錨索自由段長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)值的90%，且應(yīng)小于自由段長(zhǎng)度與1/3錨固段之和的理論彈性伸長(zhǎng)值”。

錨索理論伸長(zhǎng)值△L計(jì)算公式：

式中：P——預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉力，N；

L——預(yù)應(yīng)力鋼絞線從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度，mm；

A——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面積，mm2；

E——預(yù)應(yīng)力鋼絞線彈性模量，MPa。

表1 錨索多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)理論伸長(zhǎng)值相關(guān)參數(shù)(以35m預(yù)應(yīng)力錨索為例)

表2 錨索單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)理論伸長(zhǎng)值相關(guān)參數(shù)(35m預(yù)應(yīng)力錨索為例)

由表1、表2可得：驗(yàn)收試驗(yàn)中，從20%設(shè)計(jì)拉力至最大試驗(yàn)荷載(1.2倍設(shè)計(jì)拉力)之間所測(cè)得的總位移量L，應(yīng)當(dāng)大于該荷載范圍內(nèi)自由段長(zhǎng)度預(yù)應(yīng)力錨索理論彈性伸長(zhǎng)值的90%，且小于自由段長(zhǎng)度與1/3錨固段長(zhǎng)度之和的預(yù)應(yīng)力錨索的理論彈性伸長(zhǎng)值，即：(171.81-15.62)×90%

3 錨索張拉順序要求

3.1 錨索多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)順序要求

每一級(jí)穩(wěn)壓10min。

(1)先預(yù)張拉150kN(10%設(shè)計(jì)值)，穩(wěn)壓10min；

(2)張拉第一級(jí)至0.4P，穩(wěn)壓10min，卸荷至0.1P，穩(wěn)壓1min；

(4)張拉至第一級(jí)0.4P，穩(wěn)壓1min，張拉至第二級(jí)0.6P，穩(wěn)壓1min，張拉至第三級(jí)0.8P，穩(wěn)壓10min，卸荷至0.6P，穩(wěn)壓1min，卸荷至0.4P，穩(wěn)壓1min，再卸荷至0.1P，穩(wěn)壓1min；

(5)張拉至第一級(jí)0.4P，穩(wěn)壓1min，張拉至第二級(jí)0.6P，穩(wěn)壓1min，張拉至第三級(jí)0.8P，穩(wěn)壓1min，張拉至第四級(jí)1.0P，穩(wěn)壓10min，卸荷至0.8P，穩(wěn)壓1min，卸荷至0.6P，穩(wěn)壓1min，卸荷至0.4P，穩(wěn)壓1min，再卸荷至0.1P，穩(wěn)壓1min；

(6)張拉至第一級(jí)0.4P，穩(wěn)壓1min，張拉至第二級(jí)0.6P，穩(wěn)壓1min，張拉至第三級(jí)0.8P，穩(wěn)壓1min，張拉至第四級(jí)1.0P，穩(wěn)壓1min，張拉至第五級(jí)1.2P，穩(wěn)壓10min，卸荷至1.0P，穩(wěn)壓1min，卸荷至0.8P，穩(wěn)壓1min，卸荷至0.6P，穩(wěn)壓1min，卸荷至0.4P，穩(wěn)壓1min，再卸荷至0.1P；

(7)單股預(yù)緊張拉程序：安裝夾片和千斤頂→0→30kN/股→測(cè)量鋼絞線伸長(zhǎng)值→卸千斤頂。此過程使各鋼絞線受力均勻，并起到調(diào)直對(duì)中作用，并消除錨索非彈性變形；

(8)整束分級(jí)張拉根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，張拉過程：30kN/股預(yù)緊后→0.25P→0.5P→0.75P→1.0P→1.1P；

(9)記錄每級(jí)錨頭位移讀數(shù)，并整理錨索多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果繪制荷載-位移曲線圖、荷載-彈性位移曲線圖和荷載-塑性位移曲線圖。

圖3 錨索多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)荷載(N)-位移(δ)曲線

表3 錨索多循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)施加應(yīng)力與壓力表讀數(shù)對(duì)應(yīng)數(shù)值

3.2 錨索單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)順序要求

最大試驗(yàn)荷載的持荷時(shí)間5min。

作為一個(gè)水旱災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，在長(zhǎng)期與自然災(zāi)害的不懈斗爭(zhēng)中，我們積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，形成了良好的傳統(tǒng)。但也必須認(rèn)識(shí)到，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，加之全球氣候變化的影響，防汛抗旱形勢(shì)越來越復(fù)雜，任務(wù)越來越艱巨。面對(duì)一年一度防汛抗旱的“大考”，既往的事實(shí)告訴我們，只有牢固樹立防大汛、抗大災(zāi)的思想，增強(qiáng)防災(zāi)意識(shí)，把工作著力點(diǎn)前移，提早準(zhǔn)備，防患于未然，方能大大降低災(zāi)害造成的損失和影響，實(shí)現(xiàn)防洪安全，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。

(1)先預(yù)張拉150kN(10%設(shè)計(jì)值)，穩(wěn)壓1min；

(2)張拉至第一級(jí)0.4P，穩(wěn)壓1min；

(3)張拉至第二級(jí)0.7P，穩(wěn)壓1min；

(4)張拉至第三級(jí)1.0P，穩(wěn)壓1min；

(5)張拉至第四級(jí)1.2P，穩(wěn)壓5min，卸荷至1.0P，穩(wěn)壓1min，卸荷至0.7P，穩(wěn)壓1min，卸荷至0.4P，穩(wěn)壓1min，再卸荷至0.1P，穩(wěn)壓1min；

(6)單股預(yù)緊張拉程序：安裝夾片和千斤頂→0→30kN/股→測(cè)量鋼絞線伸長(zhǎng)值→卸千斤頂。此過程使各鋼絞線受力均勻，并起到調(diào)直對(duì)中作用，并消除錨索非彈性變形；

(7)整束分級(jí)張拉根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，張拉過程：30kN/股預(yù)緊后→0.25P→0.5P→0.75P→1.0P→1.1P；

(8)記錄每級(jí)錨頭位移讀數(shù)，并整理錨索單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果繪制荷載-位移曲線圖。

圖4 錨索單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)荷載(N)-位移(δ)曲線

表4 錨索單循環(huán)張拉驗(yàn)收試驗(yàn)施加應(yīng)力與壓力表讀數(shù)對(duì)應(yīng)數(shù)值

4 張拉施工注意事項(xiàng)

(1)計(jì)算錨索各級(jí)張拉力對(duì)應(yīng)的張拉千斤頂油壓表讀數(shù)。預(yù)應(yīng)力錨索張拉施工使用的檢測(cè)加荷設(shè)備張拉千斤頂(測(cè)力計(jì)、計(jì)時(shí)表等)在使用前應(yīng)經(jīng)計(jì)量檢測(cè)單位進(jìn)行校驗(yàn)標(biāo)定，并在標(biāo)定合格后的有效期內(nèi)使用，同時(shí)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的精度。錨索使用張拉千斤頂?shù)念~定壓力必須大于試驗(yàn)壓力。張拉前，剝?nèi)ネ饴朵摻g線PE套管后用汽油清洗，并用棉紗擦洗干凈。錨索張拉在錨固灌漿7d抗壓強(qiáng)度達(dá)到35MPa且錨墩的承載強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值后進(jìn)行，且緊前工序驗(yàn)收合格。為了保證張拉人員安全，張拉的錨索周圍搭建張拉平臺(tái)。張拉油泵人工倒運(yùn)到錨索附件的工作面或者專門搭建的承重平臺(tái)上。

(2)按照張拉程序可知，錨索施工分為驗(yàn)收試驗(yàn)和單股預(yù)緊及整束分級(jí)張拉三個(gè)階段。驗(yàn)收試驗(yàn)完成后，進(jìn)行理論值，且兩次預(yù)緊值之差應(yīng)在3mm之內(nèi)，以使錨索各鋼絞線受力均勻，再進(jìn)行整束分級(jí)張拉施工。

(3)張拉加載和卸載應(yīng)緩慢平穩(wěn)，加載速率、卸載速率嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，加荷、持荷、卸荷、張拉均應(yīng)在同一工作時(shí)段內(nèi)完成，否則應(yīng)卸荷重新再依次施工。

(4)每級(jí)張拉完畢、穩(wěn)壓、卸荷升級(jí)前均應(yīng)測(cè)量伸長(zhǎng)值并記錄，繪制成果曲線圖。

(5)補(bǔ)償張拉：鎖定后的48h內(nèi)，通過監(jiān)測(cè)錨索檢查鎖定張拉力，若錨索鎖定力下降到設(shè)計(jì)鎖定荷載值的90%以下時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。補(bǔ)償張拉應(yīng)在鎖定值基礎(chǔ)上一次張拉至1.1P，補(bǔ)償張拉次數(shù)不能超過2次。

(6)張拉過程中，在每級(jí)拉力下持荷穩(wěn)定時(shí)，量測(cè)鋼鉸線的伸長(zhǎng)值，以用于校核張拉力。

(7)錨索驗(yàn)收試驗(yàn)準(zhǔn)備階段鋼絞線清洗后應(yīng)采用防護(hù)罩及時(shí)保護(hù)，錨墊板的錨孔應(yīng)清洗干凈、錨索驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)束后、進(jìn)行張拉前，每個(gè)夾片打緊程度應(yīng)均一；張拉過程中，操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范操作，特別是錨索張拉升壓、卸載過程嚴(yán)禁過快。夾片錯(cuò)牙大于2mm的，應(yīng)退錨重新張拉。

(8)錨墩制安二次注漿管焊接時(shí)，應(yīng)對(duì)錨索進(jìn)行保護(hù)，防止焊渣灼傷鋼絞線；錨索鉆孔時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制傾角及方位角，防止出現(xiàn)鉆孔過程中相交打傷鋼絞線的情況。

(9)錨索張拉后出現(xiàn)異常情況需要退錨，采用加工的專用退錨器具進(jìn)行退錨。