帥悅熹，吳政緦

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

1 工程概況

1.1 工程簡介

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，是雅礱江中游河段一庫七級開發(fā)的第六級，楊房溝水電站的開發(fā)任務為發(fā)電，電站總裝機容量1500MW，安裝4臺375MW的混流式水輪發(fā)電機組，工程規(guī)模為Ⅰ等大(1)型工程。壩址控制流域面積80880km2，多年平均流量896m3/s。水庫正常蓄水位2094m，死水位2088m，總庫容為5.1248億m3，調節(jié)庫容為0.5385億m3，其擋水建筑為混凝土雙曲拱壩，最大壩高155m，壩頂高程2102m。

1.2 泄洪中孔出口閘墩預應力錨索布置形式

壩體共計分為17個壩段，拱壩泄洪中孔布置共計3孔(8#壩段為1#孔、9#壩段為2#孔、10#壩段為3#孔)，1#、3#孔工作弧門設計水頭為70m，2#孔設計水頭為68m，最大弧門推力為46200kN，采用預應力閘墩錨固設計，在泄洪中孔出口閘墩上布置預應力錨索，除監(jiān)測錨索采用無粘結型錨索外，閘墩錨索均采用有粘結型預應力錨索。錨索形式包括U形主錨索及直線形對穿次錨索，其中主錨索(U型錨索)設計噸位3800kN(24根鋼絞線)，單個閘墩布置12索，合計36索，主錨索在立面上呈輻射狀布置，以弧門推力中心線為基準向兩側擴散；在支撐大梁上布置次錨索(直線型錨索)設計噸位2400kN(14根鋼絞線)，單個閘墩布置13索，合計39索。

2 施工布置

施工人員通行及小型配件、材料運輸主要通過壩后接縫灌漿形成的水平棧橋、垂直轉梯等通道進入施工部位。

大型材料(預埋鋼管、加固支架、油泵及千斤頂、架管、鋼絞線、灌漿泵、卷揚機等)主要通過跨江纜機進行材料運輸。

3 主要施工程序及方法

3.1 錨索施工程序

錨索施工程序見圖1。

圖1 錨索施工程序

3.2 施工平臺

3.2.1 編錨平臺搭設

利用泄洪中孔出口閘墩頂部平臺及主錨施工排架頂部平臺。相鄰閘墩之間的間隙鋪設C14槽鋼，間距1m，槽鋼鋪設時槽口應向下，并采用插筋與閘墩混凝土固定。插筋設置：采用電鉆在混凝土表面鉆孔，孔內(nèi)插入C25mm、L=45cm螺紋鋼筋，并灌注高標號水泥砂漿，鉆孔孔深25cm，插筋外露20cm，外露端與槽鋼焊接。編錨場形成后，在場內(nèi)鋪設一層5cm厚木板，并在編錨平臺所有臨空面設置安全護欄和擋腳板，護欄高1.2m。

圖2 編錨平臺平面布置示意

3.2.2 主錨施工平臺搭設

主錨索施工排架寬度及長度根據(jù)閘墩結構確定，排架立桿橫距1.0m，縱距1.0m，步距1.3m～1.6m，斜坡面立桿底部預埋定位錐，將立桿固定，以滿足立桿的抗滑要求。承重排架頂部滿鋪5cm厚木板，作為編錨平臺的一部分。

圖3 主錨施工排架搭設示意

圖4 主錨保護平臺布置示意

在承重排架外側搭建2.8m寬的保護平臺，保護平臺修建于承重排架正下方。閘墩混凝土澆筑時，在距閘墩斜坡面轉角0.5m處預埋M42定位錐+D25-750錨筋，預埋定位錐時，外掛型鋼三角架，寬度2.8m，間距1.5m。三角架采用[14槽鋼作為懸挑梁，[14槽鋼作為斜撐，懸挑梁面層間隔布置[12槽鋼和φ48×3.5mm鋼架管將其連接成為整體，并滿鋪5cm厚木板。

3.2.3 次錨施工平臺搭設

次錨懸挑平臺修建于閘墩兩側次錨正下方，閘墩混凝土澆筑時，在距閘墩次錨最低高程1.0m處預埋M42定位錐+D25-750錨筋，預埋定位錐時，外掛型鋼三角架，寬度2.8m，間距1.0m。三角架采用[14槽鋼作為懸挑梁，[14槽鋼作為斜撐，懸挑梁面層布置[12槽鋼將其連接成為整體。

懸挑排架長度及高度根據(jù)次錨索分布情況確定，排架立桿橫距1.5m，縱距1.0m，步距1.8m。

圖5 次錨施工排架搭設示意

3.3 預埋件安裝

在進行鋼套管安裝過程中，需預埋錨索安裝牽引鋼繩，隨倉號澆筑進展進行延伸，牽引鋼繩預埋長度較錨索長度長10m。進漿鋼管布置于環(huán)錨段底部向上約10cm處，隨混凝土澆筑進展進行延伸。在預埋管兩個端頭部位，按施工圖紙預埋鋼墊板、螺旋鋼筋、回漿管、保護套管、橡膠墊圈等預埋件，導向管與鋼墊板應垂直焊接牢固，并清理干凈鋼管內(nèi)留有的焊渣。鋼墊板與錨孔軸線應保持垂直，其誤差不得大于0.5°。預埋過程中，注意對鋼套管和進、回漿管的密封保護，鋼套管可采用保護鋼罩進行保護，進、回漿管可采用保護帽進行保護，防止異物及混凝土漿液進入管內(nèi)堵塞管道。錨索安裝前，需對預埋的鋼套管進行通孔檢查并進行管道清理。

3.4 錨索制作

錨索制作擬在泄洪出口閘墩頂部平臺及通往壩后的棧橋上，利用架管形成的錨索編索平臺上進行。

錨索下料長度=錨索實際長度(預埋管長度)+錨具厚度+錨索外露端長度。根據(jù)實際情況，各主、次錨索兩端均外露不小于1.3m(考慮測力計厚度)。

U型主錨索環(huán)錨段不設置隔離支架，采用無鋅鉛絲捆扎，捆扎間距2m；U型主錨索直線段設置隔離支架，間距1m～2m(其中中間部位間距2m，端頭2m范圍加密至1m)，隔離支架之間綁扎無鋅鉛絲；直形次錨索全段設隔離支架，間距2m，隔離支架之間綁扎無鋅鉛絲。隔離支架間距允許誤差不大于50mm。

編束時，應先將鋼絞線理順后再行綁扎，鋼絞線要排列平順，錨索兩端頭鋼絞線編號應沿弧門推力方向，呈對稱布置錨索保證鋼絞線不扭曲、不錯位。

同一鋼絞線兩端用同一顏色的油漆做好標記，以便穿索時可檢查錨索是否扭轉、平順。在錨索安裝完成后，應仔細檢查兩端各根鋼絞線的對應關系，如發(fā)現(xiàn)鋼絞線間有嚴重扭轉或錯位，則應將錨索拉出后重新安裝。

錨索牽引安裝方面，采用自鎖裝置，配合卷揚機進行錨索的牽引安裝。

錨索編索成束后，及時進行驗收，合格后及時進行安裝。

3.5 錨索安裝

錨索施工前進行錨索穿索試驗，驗證U型管及錨索索體、安裝工藝的合理性及錨索穿索牽引系統(tǒng)的安全可靠性。

主錨索的安裝采用人工結合慢速卷揚機的方式進行安裝。將預埋的鋼絲繩一端利用繩卡連接錨索牽引端導向帽位置，另一端與卷揚機預留的鋼繩連接。錨索安裝時，推送力要均勻一致，不得使錨索扭轉。錨索入孔時索體的彎曲半徑必須大于3m。

次錨索的安裝采用人工配合電動葫蘆的方式進行。

3.6 錨索張拉

錨索張拉前確保已對錨索端頭混凝土進行檢查，對發(fā)現(xiàn)的施工質量缺陷處理完畢。

3.6.1 錨具安裝

在安裝錨具前，用預應力鋼絞線專用水溶性油脂潤滑錨墊板。

錨具、夾片安裝時，必須徹底清掃鋼絞線、錨具的錐孔和夾片牙形，不得有油脂、鐵屑、泥沙等雜物。

依次安裝好工作錨具、工作夾片和限位板，每個錨孔各裝入一套夾片，并輕輕打齊，夾片上不允許沾有灰塵，并使鋼絞線按相應的編號和位置穿過工作錨具，工作錨具應和錨墊板對中并相吻合。

安裝千斤頂之前先檢查工作錨具與預埋套管是否對齊，每個錨孔是否安裝好夾片。之后依次安裝液壓頂壓器、千斤頂，在千斤頂尾部安裝工作錨具。工作錨具安裝前錨具錐孔可涂抹一層厚約1mm的退錨靈，以便張拉完畢后能自動松開。

工作錨夾片外表面視需要涂退錨靈，對準錨孔后將夾片裝入，并用配套工具輕輕敲緊。

3.6.2 錨索張拉

錨索入孔后，對外露鋼絞線進行臨時防護，張拉作業(yè)應控制在15d內(nèi)進行，以避免鋼絞線銹蝕。

3.6.2.1 張拉方法

主錨索和次錨索均采用后張拉法施工，即先架設預埋鋼套管，待主、次錨索閘墩混凝土全部澆筑完成并達到設計齡期和設計強度后再張拉。采用單根預緊、整體分級張拉法。主錨索采用兩端對稱張拉；次錨索采用一端夾片鎖定，另一端單端張拉的方式進行張拉。

3.6.2.2 張拉順序

(1)先張拉監(jiān)測錨索，再張拉非監(jiān)測錨索。

(2)主次錨索分序張拉施工，張拉原則為：先次后主、對稱張拉。

(3)閘墩主錨索施工程序：

材料進場檢驗、驗收→錨束制作→錨束驗收預埋鋼套管→閘墩混凝土澆筑 ?清洗預埋管道→下索→張拉→鎖定→檢查錨索荷載損失情況→管道灌漿→錨索鎖定荷載檢查→驗收

(4)閘墩次錨索施工程序：

材料進場檢驗、驗收→錨束制作→錨束驗收預埋鋼套管→支撐大梁混凝土澆筑 ?清洗預埋管道→下索→張拉→鎖定→檢查錨索荷載損失情況→管道灌漿→錨索鎖定荷載檢查→驗收

(5)錨索按照：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→IV→V→VI序順序進行，同一次序張拉錨索必須采用分級加載，所有同次序錨索每一級加載完成后方可開始下一級加載。以1#中孔為例，張拉順序如下：(1C-1、1C-5、1Z-2L、1Z-2R)→(1C-11、1C-13、1Z-5L、1Z-5R)→(1C-6、1C-10、1Z-1L、1Z-1R)→(1C-2、1C-4、1Z-6L、1Z-6R)→(1C-7、1C-9、1Z-3L、1Z-3R)→(1C-3、1C-8、1C-12、1Z-4L、1Z-4R)。詳見圖6。

圖6 錨索張拉分序圖

3.6.2.3 預應力錨索張拉(單根預緊、整體分級張拉)

單根預緊采用YDC250Q型液壓千斤頂；整體張拉千斤頂選用YCW650型液壓千斤頂。

3.6.3 閘墩變形監(jiān)測

為防止在錨索張拉過程中，閘墩在外加應力作用下產(chǎn)生變形，擬在錨索張拉過程中，引進一臺全站儀進行閘墩變形監(jiān)測，同時跟蹤已經(jīng)安裝、并張拉完成的錨索測力計數(shù)值衰減情況，及時發(fā)現(xiàn)閘墩變形情況，以便積極采取相應的措施。

3.7 錨索灌漿

錨索孔道灌漿采用真空灌漿工藝，灌漿壓力0.3MPa～0.5MPa，灌漿材料為M45水泥漿。在錨索灌漿正式施工前選擇觀測錨索(1～2束)做錨索真空灌漿生產(chǎn)性試驗。

3.7.1 水泥性能要求

漿液中必須摻加真空灌漿外加劑，漿液性能應滿足以下要求：水泥漿液水灰比宜采用0.38～0.45，要求漿液3h后的泌水率控制在2%，泌水應在24h內(nèi)全部被漿體吸收。漿液應攪拌均勻，流動性好，流淌直徑不應小于150mm，純水泥漿的攪拌時間不小于30s。漿液溫度應保持在5℃～40℃之間。具體施工配合比按照經(jīng)試驗室報批的配合比施工。

3.7.2 真空灌漿施工

3.7.2.1 管路連接

真空灌漿施工管路連接見圖7。

圖7 真空灌漿施工管路連接示意

3.7.2.2 真空灌漿施工

(1)確定灌漿端及抽真空端，按圖7連接好管路。

(2)管道真空度檢查：啟動真空泵抽真空，真空度要求控制在-0.08MPa～-0.1MPa，停泵約1min，若壓力保持不變即可認為孔道能達到并維持真空。

(3)啟動灌漿泵，待灌漿泵輸出的漿體滿足要求時，將送漿管路連接在進漿管上開始灌漿。

(4)灌漿過程中，真空泵保持連續(xù)工作。

(5)待抽真空端的空氣濾清器中有漿體經(jīng)過時，關閉空氣濾清器前端的閥門(閥4)，隨后打開排氣閥(閥3)，當漿體從排氣閥順暢流出，且濃度與灌入的漿體相當時，關閉抽真空端的所有閥門(閥2、閥3、閥4)。

(6)繼續(xù)灌漿施工。工作壓力達到0.3MPa～0.5MPa，繼續(xù)灌注1min～2min。

(7)關閉灌漿泵及灌漿端閥門(閥門1)，灌漿結束。

(8)拆除外接管路、附件，清洗空氣濾清器及閥門。

3.8 封錨

(1)張拉鎖定結束后，將錨具外10cm外多余的鋼絞線切除。

(2)再對封錨表面進行鑿毛，將錨頭封錨范圍內(nèi)的油脂等異物清洗干凈后，采用C35混凝土(0.5m厚)對錨頭進行保護，具體結構如圖8所示(尺寸以mm計)。

圖8 封錨結構示意

(3)混凝土澆筑完后，應加強養(yǎng)護，保持混凝土表面經(jīng)常濕潤。低溫季節(jié)應采取嚴格保溫措施，以防凍裂，可適當延長拆模時間。

3.9 錨索質量檢查與試驗

3.9.1 錨索質量檢查

(1)每批鋼絞線到貨后的材質檢驗。

(2)預應力錨索安裝前，每個錨孔清孔質量的檢查。

(3)預應力錨索安裝入孔前，每根錨索制作質量的檢查。

(4)預應力錨索灌漿前，抽樣檢驗漿液試驗成果和對現(xiàn)場灌漿工藝進行逐項檢查。

(5)預應力錨索張拉工作結束后，對每根錨索的張拉應力和補償張拉的效果進行檢查。

3.9.2 錨索試驗

(1)在錨索正式張拉前選擇觀測錨索做受力性能試驗。

(2)受力性能試驗所用錨夾具、張拉機具及施工工藝應與工程實際采用的相同。

(3)性能試驗的張拉力值以測力計讀數(shù)為準。試驗前，測力計必須與千斤頂、壓力表配套標定。

(4)性能試驗束的伸長值、錨束受力的均勻性和摩阻力損失等參數(shù)均應在分級張拉中同步測量。

3.10 錨索監(jiān)測

錨索測力計用于測量巖土體等結構物支護錨索軸向荷載，并與錨索測力計配套，安裝埋設。

4 總結

為保障大壩泄洪中孔出口閘墩后期運行安全穩(wěn)定性，楊房溝水電站拱壩中孔出口閘墩采用了預應力錨索加固方案。因其施工屬高危作業(yè)，安全風險極高，施工進度受其他壩段混凝土施工所限制，在滿足施工質量及工期要求的前提下，施工平臺采用懸挑結構，閘墩混凝土澆筑時穿插預埋件施工，隨混凝土逐層升高加固，降低了后續(xù)施工平臺搭設難度及安全風險，節(jié)約了施工工期，為大壩相關節(jié)點的順利實現(xiàn)提供了強有力的保障。