簡(jiǎn)介： 棉花灘水電站大壩預(yù)應(yīng)力錨索施工在導(dǎo)管制作、安裝，錨墊板的預(yù)埋、錨索下料、編索、張拉、觀測(cè)等工序施工中遇到一系列問(wèn)題，監(jiān)理工程師組織設(shè)計(jì)、施工單位共同研究，對(duì)施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，取得了良好的效果。
關(guān)鍵字：預(yù)應(yīng)力 錨索 張拉 超張拉 鋼鉸線 棉花灘水電站

1 預(yù)應(yīng)力錨索施工��

　　棉花灘水電站大壩預(yù)應(yīng)力錨索包括溢洪道閘墩預(yù)應(yīng)力錨索和泄水底孔出口閘墩預(yù)應(yīng)力錨索兩部分，共178束。錨索采用直徑為φ15.24 mm、極限抗拉強(qiáng)度為1 860MPa的高強(qiáng)低松馳鋼鉸線；溢洪道閘墩部分裝有測(cè)力計(jì)的錨索采用無(wú)粘結(jié)的鋼鉸線。錨固體系采用柳州建筑機(jī)械總廠生產(chǎn)的OVM錨固體系，設(shè)計(jì)張拉力見(jiàn)表1。��

　　1.1 導(dǎo)管的制作、安裝與錨墊板預(yù)埋��

　　棉花灘水電站大壩預(yù)應(yīng)力錨索孔道采用了預(yù)埋鋼導(dǎo)管成孔，導(dǎo)管在加工廠下料、打磨管口，在現(xiàn)場(chǎng)拼裝，對(duì)傾角、高差較大導(dǎo)管進(jìn)行了多次拼裝、預(yù)埋；導(dǎo)管采用套接的方式連接，確保了導(dǎo)管連接同心，導(dǎo)管拼裝過(guò)程中采取了測(cè)量放樣→拼裝→校核→調(diào)整→再校核→驗(yàn)收合格后焊接固定的質(zhì)量保證程序，確保了導(dǎo)管的預(yù)埋精度。��

　　泄水底孔錨墊板預(yù)埋初期未焊接固定，拆模后發(fā)現(xiàn)有些錨墊板與導(dǎo)管的垂直度偏差超過(guò)設(shè)計(jì)要求，對(duì)超過(guò)要求的采取了在錨墊板上加墊與垂直度偏差相同角度的楔形塊解決。溢洪道錨墊板預(yù)埋時(shí)，將喇叭管與導(dǎo)管套接，經(jīng)調(diào)整合格后再焊接固定，施工后檢驗(yàn)結(jié)果表明：溢洪道錨墊板預(yù)埋均符合設(shè)計(jì)要求。為防止水泥漿流入孔道，灌漿孔和喇叭口采取了用水泥紙或鐵皮封口等保護(hù)措施。��

　　1.2 編索與穿索��

　　鋼鉸線開(kāi)盤(pán)后，基本上呈直線，無(wú)需進(jìn)行調(diào)直，編索時(shí)將錨索的每根鋼鉸線兩端均用油漆作對(duì)應(yīng)標(biāo)記，按順序排列編索，穿索前檢查錨墊板與導(dǎo)管的垂直度，合格后方可穿索，安裝錨板時(shí)按鋼鉸線上所作的標(biāo)記對(duì)應(yīng)安裝，做到兩端互相對(duì)應(yīng)，以確保鋼鉸線不相交、不扭曲，減小鋼鉸線之間磨擦。��

　　1.3 錨索張拉��

　　錨索張拉前先對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行配套率定和編號(hào)。預(yù)緊采用分股預(yù)緊的方式，預(yù)緊程序?yàn)椋核�平次錨索先預(yù)緊中心3根鋼鉸線，再預(yù)緊周邊9根鋼鉸線；主錨索先預(yù)緊中心5根鋼鉸線，再預(yù)緊次中心的6根鋼鉸線，最后預(yù)緊周邊的9根鋼鉸線。為保證預(yù)緊效果，進(jìn)行了預(yù)緊試驗(yàn)，在試驗(yàn)索張拉端不安裝工作夾片，采用一次整體張拉，按油壓表每2 MPa測(cè)一次伸長(zhǎng)值，繪出張拉力與伸長(zhǎng)值的關(guān)系圖，將圖形中直線段與折線段的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的張拉力作為預(yù)緊力。根據(jù)試驗(yàn)確定預(yù)緊力為0.15倍設(shè)計(jì)張拉力，按此預(yù)緊力施工預(yù)緊效果良好。��

　　整體張拉，采取了分級(jí)張拉方式，即按油壓表讀數(shù)每10 MPa進(jìn)行分級(jí)，每級(jí)測(cè)一次伸長(zhǎng)值，裝有測(cè)力計(jì)時(shí)進(jìn)行同步觀測(cè)，并比較實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值、測(cè)試力與千斤頂出力，若兩者超出設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，暫停張拉，查明原因后再?gòu)埨�，以便及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。卸荷鎖定后（油壓表讀數(shù)回零時(shí)）再測(cè)一次油缸的長(zhǎng)度，計(jì)算回縮量（回縮量=超張拉時(shí)油缸長(zhǎng)度-回零時(shí)油缸長(zhǎng)度-張拉端從工作錨到工具錨間鋼鉸線超張拉伸長(zhǎng)值），若回縮量大時(shí)，應(yīng)查明原因進(jìn)行處理，確保錨索的鎖定應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力。��

2 施工中遇到的問(wèn)題及解決方法��

　　2.1 伸長(zhǎng)值的計(jì)算與影響因素��

　　泄水底孔預(yù)應(yīng)力閘墩水平次錨索在試驗(yàn)索張拉時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際伸長(zhǎng)值大于理論伸長(zhǎng)值的1.1倍 ，超過(guò)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，經(jīng)分析主要有以下兩個(gè)原因，一是未考慮張拉時(shí)錨固端工作夾片和張拉端工具夾片的跟進(jìn)量。測(cè)試結(jié)果表明，從預(yù)緊力到超張拉力，柳州OVM錨固體系兩夾片的跟進(jìn)量之和約為9～10 mm，而短錨索總伸長(zhǎng)值本身較小，夾片跟進(jìn)量占錨索伸長(zhǎng)值的比例相對(duì)較大，為此計(jì)算錨索實(shí)際伸長(zhǎng)值時(shí)必須考慮夾片的跟進(jìn)量，錨索實(shí)際伸長(zhǎng)值應(yīng)等于油缸伸長(zhǎng)值減去夾片跟進(jìn)量；二是九江鋼鉸線的直徑在15.04～15.24 mm之間，偏小。 

　　2.2 錨夾具與鋼鉸線的配套問(wèn)題��

　　在泄水底孔水平試驗(yàn)索張拉時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼鉸線鎖定時(shí)回縮量大，應(yīng)力損失大，檢查發(fā)現(xiàn)鋼鉸線伸長(zhǎng)部分無(wú)刮痕。分析上述現(xiàn)象認(rèn)為是由于限位板與工作錨板的間距過(guò)大，導(dǎo)致鋼鉸線鎖定時(shí)，工作夾片未與鋼鉸線同步跟進(jìn)，引起鋼鉸線回縮量加大。后經(jīng)調(diào)整限位板的結(jié)構(gòu)，使回縮量控制在廠家要求的6 mm左右。��

　　在溢洪道閘墩無(wú)粘結(jié)鋼鉸線錨索剛開(kāi)始施工時(shí)，由于未考慮到同規(guī)格（φ15.24 mm）的有、無(wú)粘結(jié)兩種鋼鉸線直徑上的差異，仍舊使用原限位板，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)測(cè)試力與千斤頂出力相差達(dá)30%左右，繼續(xù)張拉，鋼鉸線相對(duì)伸長(zhǎng)值又在理論計(jì)算范圍之內(nèi)。為分析原因測(cè)試了鋼鉸線的直徑，并檢查鋼鉸線伸長(zhǎng)部分的刮痕情況和預(yù)緊伸長(zhǎng)值。檢查結(jié)果表明，無(wú)粘結(jié)鋼鉸線直徑為15.24～15.60 mm大于有粘結(jié)鋼鉸線，導(dǎo)致鋼鉸線伸長(zhǎng)部分刮痕較嚴(yán)重；預(yù)緊伸長(zhǎng)值偏小，則是由于限位板與工作錨板間距過(guò)小，使夾片與鋼鉸線磨擦過(guò)大引起的。經(jīng)調(diào)整限位板的結(jié)構(gòu)，更換限位板后，解決了問(wèn)題。��

　　2.3 測(cè)力計(jì)測(cè)試力與千斤頂出力差值的影響因素及處理辦法��

　　(1)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)錨墊板與錨索軸線垂直度總存在一定的偏差，因此引起測(cè)力計(jì)偏心受壓，而產(chǎn)生測(cè)試誤差。根據(jù)測(cè)力計(jì)的工作原理，測(cè)力計(jì)的率定系數(shù)是測(cè)力計(jì)均勻受壓時(shí)測(cè)力計(jì)中所有應(yīng)變計(jì)應(yīng)變平均值與壓力線性回歸系數(shù)，若在測(cè)力計(jì)偏心受壓時(shí)，仍按儀器率定系數(shù)計(jì)算，將產(chǎn)生一定的計(jì)算誤差，且測(cè)力計(jì)測(cè)試力與千斤頂出力誤差隨張拉力增大而增大。經(jīng)分析、研究采取了按每只應(yīng)變計(jì)的率定系數(shù)分開(kāi)計(jì)算應(yīng)力，然后取平均值，減小了測(cè)力計(jì)計(jì)算誤差。但當(dāng)錨墊板與錨索軸線垂直度誤差大于1°時(shí)，鋼鉸線與導(dǎo)管口的磨擦較大，應(yīng)加楔形塊進(jìn)行解決。��

　　(2)由于錨夾具與鋼鉸線不配套，張拉端工作夾片與鋼鉸線間磨擦力加大引起測(cè)力計(jì)的壓力減小，在這種情況預(yù)緊時(shí)測(cè)試力與千斤頂?shù)某隽φ`差較大，且兩力的差值隨張拉力的增大變化較小，對(duì)此采取了更換限位板的方法解決。��

　　(3)由于測(cè)力計(jì)安裝偏斜等原因，鋼鉸線與測(cè)力計(jì)產(chǎn)生磨擦引起測(cè)試誤差，對(duì)這種情況采取了使用退錨器退出夾片后重新安裝的解決辦法。��

　　2.4 超張拉力的確定��

　　短錨索總伸長(zhǎng)值小，鎖定回縮量占伸長(zhǎng)值的比例大，應(yīng)力損失大，如泄水底孔水平次錨索長(zhǎng)12 m，達(dá)到超張拉力時(shí)，鋼鉸線理論伸長(zhǎng)量為60 mm，按OVM錨具廠家要求鎖定回縮量6 mm計(jì)算，鋼鉸線回縮鎖定應(yīng)力損失達(dá)10%，而設(shè)計(jì)超張拉系數(shù)為1.05，因而鎖定力無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力，經(jīng)研究對(duì)短錨索的超張拉系數(shù)進(jìn)行了修改，最大超張拉系數(shù)提高到1.18。另外張拉端工作夾片對(duì)鋼鉸線有一定的磨擦，該磨擦力也應(yīng)考慮在超張拉之中，因此超張拉系數(shù)應(yīng)根據(jù)錨索的長(zhǎng)度和錨固體系回縮量來(lái)確定。��

　　2.5 補(bǔ)張拉��

　　泄水底孔及溢洪道3號(hào)閘墩在張拉2～3 d后進(jìn)行了補(bǔ)張拉，后由于工期緊，考慮鋼鉸線的應(yīng)力仍有富裕(根據(jù)泄水底孔預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力觀測(cè)成果，在張拉后2～3 d之內(nèi)預(yù)應(yīng)力損失均小于設(shè)計(jì)張拉力的2%)，經(jīng)研究將設(shè)計(jì)張拉力提高2%，并取消補(bǔ)張拉工序，從而大大縮短了施工時(shí)間，提高了工作效益。��

　　2.6 切割��

　　原設(shè)計(jì)要求對(duì)多余的鋼鉸線采用機(jī)械法切割，由于高空作業(yè)難度大，經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工共同對(duì)泄水底孔水平次錨索N10（安裝有測(cè)力計(jì)）進(jìn)行氣割試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，測(cè)力計(jì)測(cè)試溫度僅上升0.3℃，預(yù)應(yīng)力無(wú)損失，為此決定多余的鋼鉸線距錨墊板面40cm處采用氣割法進(jìn)行切割。 

3 結(jié)語(yǔ)��

　　(1)棉花灘水電站閘墩預(yù)應(yīng)力錨索施工測(cè)試結(jié)果表明，其實(shí)際伸長(zhǎng)值在理論伸長(zhǎng)值的97%～106%之間，測(cè)力計(jì)與千斤頂出力誤差小于5%，施工質(zhì)量達(dá)到了規(guī)范要求。��

　　(2)棉花灘預(yù)應(yīng)力錨索精心組織施工，改進(jìn)了施工工藝，對(duì)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真的分析、找出了原因，采取了有效的措施，取得了良好的效果，為今后預(yù)應(yīng)力錨索施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。