余 超

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,四川成都 610091)

1 概 述

雅礱江錦屏二級(jí)水電站地下廠房系統(tǒng)采用主副廠房洞與主變洞兩大洞室平行布置的方式。主、副廠房洞斷面采用圓拱直墻型,頂拱采用三心圓拱。主、副廠房洞從左至右依次布置副廠房、主機(jī)組段和安裝間,呈“一”字型布置,主副廠房開挖尺寸為 25.8 m×72.2 m(寬 ×高),全長(zhǎng) 352.4 m。設(shè)計(jì)單位在主副廠房洞室上下游垂直側(cè)墻坡面、兩端端墻坡面共布置了 15排共計(jì) 1 742束系統(tǒng)支護(hù)錨索。錨索設(shè)計(jì)噸位分別為 1 750 k N、2 000 k N,孔深 L=20～44.8 m,錨索布置間距為3～4.5 m。根據(jù)對(duì)主廠房頂拱開挖揭露的地質(zhì)情況、圍巖變形觀測(cè)資料以及圍巖三維穩(wěn)定性分析成果進(jìn)行綜合分析,主廠房第Ⅵ層和主變洞全部開挖完成后,應(yīng)力松弛范圍和程度有所加劇,廠房上下游邊墻、墻腳及下游母線洞附近塑性區(qū)加深,主廠房高邊墻中部的圍巖變形將加大。

因此,為了保證系統(tǒng)錨索具備較好的適應(yīng)圍巖變形的能力,使其能夠在安全的應(yīng)力條件下對(duì)地下長(zhǎng)房圍巖起到有效的支護(hù)作用,錨索張拉到達(dá)設(shè)計(jì)噸位后放張鎖定至 0.6～0.8設(shè)計(jì)張拉噸位,項(xiàng)目部研究開發(fā)了雙錨結(jié)構(gòu)裝置的錨索放張、鎖定新型施工工藝,施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

2 雙錨結(jié)構(gòu)裝置

2.1 工作原理

測(cè)試階段利用后錨工作,前錨自由;測(cè)試結(jié)束后,在對(duì)錨索有效工作長(zhǎng)度范圍內(nèi)的鋼絞線不產(chǎn)生機(jī)械損傷的情況下,實(shí)現(xiàn)安全退除后錨,并使前錨同期鎖定不小于設(shè)計(jì)規(guī)定的張拉力值。

2.2 組裝順序

雙錨結(jié)構(gòu)裝置在承壓墊板后依次安裝前端工作錨板——工作夾片——推錨器——后端工作錨板——工作夾片——限位板。如圖 1所示。

圖 1 雙錨結(jié)構(gòu)安全退錨裝置圖

3 雙錨結(jié)構(gòu)裝置的施工方法

3.1 設(shè)計(jì)噸位張拉

(1)張拉前應(yīng)具備的條件。

鋼絞線材質(zhì)抽樣檢查合格;張拉前各工序階段驗(yàn)收合格;錨夾具合格證齊備、抽樣檢驗(yàn)合格;張拉機(jī)具已配套標(biāo)定并出具標(biāo)定證明文件;灌漿、墊座混凝土強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求值。

(2)張拉作業(yè)程序。

張拉設(shè)備采用 Y D C 240-Q X型千斤頂。

張拉順序按照設(shè)計(jì)編號(hào)單根分級(jí)循環(huán);先中間、后周邊、對(duì)稱均衡的原則進(jìn)行。

第一步:解除錨索尾端包裹物,清除錨索及周圍雜物并將錨索擦拭干凈;將鋼絞線外錨頭 P E套管部分用電工刀剝?nèi)?洗去油脂,按照?qǐng)D 1順序組裝各部件(注意各部件對(duì)中安裝),前錨安裝工作夾片但不打緊,使其保持自由狀態(tài),依據(jù)后錨張拉順序按設(shè)計(jì)編號(hào)對(duì)應(yīng)安裝工作錨具、夾片,工作錨具及其錐形孔、夾片表面應(yīng)保持清潔,然后打緊夾片。

第二步:千斤頂排氣。

第三步:使用千斤頂對(duì)鋼絞線進(jìn)行單根預(yù)緊,使各根鋼絞線初始應(yīng)力均勻,預(yù)緊順序亦應(yīng)按照先中間、后周邊、對(duì)稱均衡的原則進(jìn)行。

第四步:開始張拉錨索,在進(jìn)行錨索張拉時(shí),從預(yù)緊應(yīng)力到鎖定應(yīng)力共分 4級(jí)進(jìn)行張拉施工,分 級(jí) 標(biāo) 準(zhǔn) 為 :0.25σcon→0.50σcon→0.75σcon→1.00σcon。

3.2 放張及鎖定

張拉至 1.00σcon后,在后錨上將鋼絞線按分組、對(duì)稱、逐根張拉的原則超張拉至1.03～1.05σcon退出后錨工作夾片,使后端千斤頂卸荷至鎖定應(yīng)力值,這時(shí),前錨夾片隨鋼絞線回縮,跟進(jìn)受力退出后錨工作夾片,單根循環(huán)以上操作直至整束放張結(jié)束。退出錨索測(cè)力計(jì)后,套裝限位板,對(duì)夾片回縮不一致的鋼絞線進(jìn)行循環(huán)補(bǔ)償張拉后予以糾正。

4 施工效果

我們?cè)谘诺a江錦屏二級(jí)水電站地下廠房錨索支護(hù)工程施工中全面推廣使用了雙錨結(jié)構(gòu)裝置的錨索放張、鎖定新型施工工藝,共計(jì)張拉預(yù)應(yīng)力錨索 1 742束,合格率 100%,優(yōu)良率 92.3%,較好的實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)目施工的預(yù)期目標(biāo)。

(1)通過現(xiàn)場(chǎng)安裝錨索測(cè)力器試驗(yàn)測(cè)試,鎖定 48 h內(nèi)實(shí)測(cè)值不得大于設(shè)計(jì)文件規(guī)定值的10%,并不得小于規(guī)定值的 3%,滿足設(shè)計(jì)要求。

(2)在錨索完工驗(yàn)收測(cè)力試驗(yàn)時(shí)采用雙錨結(jié)構(gòu),測(cè)試階段利用后錨工作,前錨自由;測(cè)試結(jié)束后,在對(duì)錨索有效工作長(zhǎng)度全范圍內(nèi)的鋼絞線不產(chǎn)生機(jī)械磨損的情況下實(shí)現(xiàn)安全退出后錨,并使前錨同期鎖定不小于設(shè)計(jì)規(guī)定的張拉力值。

5 結(jié) 語

在高應(yīng)力狀態(tài)下,鋼絞線破斷點(diǎn)一般為錨夾具夾持部位,通過運(yùn)用雙錨結(jié)構(gòu)裝置的錨索放張、鎖定新工藝,張拉全過程不傷害雙錨之間鋼絞線表面,從根本上杜絕了常規(guī)退錨時(shí)因反復(fù)夾持鋼絞線造成鋼絞線斷面直徑減小、形成斷絲或斷根而導(dǎo)致可能出現(xiàn)的傷害事故。該項(xiàng)目不僅適用于水電水利工程預(yù)應(yīng)力施工,同時(shí),亦可以擴(kuò)延至公路橋梁、土木建筑等領(lǐng)域預(yù)應(yīng)力錨索、甚至預(yù)應(yīng)力錨桿施工中,其發(fā)展前景令人憧憬。