新疆喀什莎车阿尔塔什水电站 844710新疆新华水利水电叶尔羌河水利水电开发有限公司 844710
摘要：联合进水口位于5#冲沟东侧斜坡，自然边坡35°～45°，基岩裸露，为顺层坡，岩性为中厚层灰岩夹薄层灰岩，层理发育，产状340°SW∠58°，岩层倾向坡外，强风化层厚2～3m，弱风化层厚15～20m。依据地质条件，可能形成的潜在不稳定块体，通过采用预应力锚索加固山体边坡、对不稳定危岩施加正应力和抗滑阻力，从而提高边坡的整体性和稳定性，保证锚固工程的施工质量是提高边坡稳定性的关键。结合具体施工过程，简要介绍了预应力锚索结构及材料的选择、施工过程和施工工序质量控制要求。
关键词：预应力锚索；施工技术；施工质量控制；阿尔塔什水电站
导言
高边坡预应力锚索是对永久边坡的加固作用。
通过对预应力锚索施工工艺、原材料、预应力锚索加工、钻孔、穿索、内锚固段注浆、钢锚墩及锚索梁施工、锚索张拉、锚索张拉段注浆、锚索封锚等各项工序的施工质量严格控制，经检测，各项指标满足设计及相关规范要求。
1工程概述
联合进水口高边坡：预应力锚索布置在EL1775m高程至EL1902m高程（原设计EL1872m），除EL1815至EL1827是12m外，其余为10m和15m马道两种，马道宽2m，EL1827以上坡比1：0.5，EL1827以下坡比1：0.3。网格梁部位锚索采用2000KN，其余均为1000KN，单根长20m、30m、35m、40m四种，间排距5m，梅花形布置，倾角10º，锚索垂直于边坡走向布置。整个边坡共布置542根锚索（含设计变更及▽1827左侧滑塌体70根锚索），每级马道分上下两排布置。个别孔位依据地质、地貌进行调整。
2锚索施工工艺流程
预应力锚索工序繁多，技术要求严格，为确保工程施工质量，必须严格按施工程序施工，每道工序完成经验收合格后方可进入下一道工序施工，其施工工艺流程如下：
基面清理 → 地质调查与处理 → 脚手架搭设 → 锚索孔定位及钻孔（含不良地质段固线灌浆处理）→ 锚索加工编制 → 清孔下锚 → 内锚固段注浆 → 锚墩及格梁砼浇筑→ 锚索张拉 → 张拉段注浆 → 封锚
3锚索测量放样、钻孔质量控制
3.1锚孔测放
根据实际坡面，先按设计布置要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，并用红油漆在现场施工部位标明锚索开孔位置。锚孔位置偏差不得超过±20mm。
3.2设备安装就位
平台搭好后在坡底将钻机分解，用人工将潜孔钻机搬运至坡面工作平台组装，将钻机的钻头、冲击器、钻杆安装好后，将钻机底盘螺丝松开，调整钻机底盘将钻头对准孔位，然后用测斜仪量测钻机的底盘或钻杆，将钻机的倾角调好，定位组装架设，并用脚手架、扣件和连接器将钻机固定在平台的钢管上。
3.3钻进方式
锚孔钻进采用干钻，以确保锚固工程施工不至于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能，难以钻进时方可采用水钻，若遇地质破碎地带无法钻进，则经监理工程师确认进行固结灌浆后再行钻孔。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。
3.4钻进过程
钻孔的倾角为10°，开孔时要用钻头来回多次对孔口进行钻进，导正开孔的倾角和孔位，并在开孔钻进前一米时，用测斜仪多次量测钻机的底盘或钻杆，随时调整钻机，保证在开孔时由地层软硬或坡面不平整引起钻机对孔位偏移的误差，在钻进中毎钻进3-5m用测斜仪量测一次钻孔孔斜，及时调整钻孔孔斜误差。
钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行孔道固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
3.5孔径、孔深
钻孔孔径100t锚索（≥110mm）、200t锚索（≥140mm）孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上，但不宜超出0.3m，当遇特殊地质情况时，可适当增加超钻深度，但不可超过0.5m。
3.6锚孔清理
钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压风（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整的岩体锚固外，其余均不得采用高压水冲洗锚孔。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可安装锚索与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
4编索及穿索质量控制
4.1钢绞线的存放
锚索在锚索加工场内统一下料。进场后若不能及时下料，临时放在地上时须垫高（离地至少20cm）并架空覆盖，以防潮防尘，登记每卷钢绞线的编号，钢绞线的出厂牌号应保存归档，同时附有相关材质证明书。
4.2编索
①灌浆管布设
进浆管同锚索体长，进浆管底部距导向帽顶10cm，排气管底部设在内锚段顶部止浆塞处，排气管下部距止浆塞顶1m处预留孔用胶带粘裹，可备做张拉段灌浆管。进浆管和排气管做不同标记，进浆管用红油漆在两头及中间标识出来，排气管不做任何标识，排气管在内锚段灌浆时用于内锚段排气，用于控制内锚段注浆位置。在内锚段注浆完成后，注浆管拔出，排气管向外拔出100cm，并压气将排气管内残留浆液排净，保持其畅通。锚墩砼浇筑时将PVC排气管套入预留的钢管内，用作张拉段灌浆。
②编索
编索束时先将钢绞线在工作平台顺次平铺，然后将架线环、止浆环按施工详图所示尺寸与数量，再开始编帘扎束。对于端头锚，在内锚段范围内，每隔1米安装一个架线环，内锚固段与张拉段之间1m处用无锌铅丝绑扎成枣核状，张拉段每2米放置一个架线环。绑扎时保证钢绞线进浆管、排气管平行，不得有交叉现象，最后在锚索端头套上导向帽用铁丝与锚索牢固连接，锚索尾端按照钢绞线排列编帘，尾端2.5米范围内不得绑扎架线环。
4.3穿索
编索完成入孔安装前，用高压风清孔一次，锚索验收合格后采用人工安装，各支点间距离不得大于2.0米，转弯半径不得小于3米，穿索前要再次核对锚索各检查项目。穿束期间应有专人协调指挥，行走速度应均匀平稳缓慢。
索体采用人工下锚，缓慢从孔口送入，避免锚索体扭曲，锚索入孔时用力要均匀一致，不得转动锚索体，并随时检查隔离架及绑扎丝，发现有移动、损坏、脱落等要及时处理，必要时要更换重新编制，并确保将锚索体推送至预定深度后排气管和注浆管畅通。
5内锚固段注浆质量控制
内锚固段注浆体为52.5普通硅酸盐水泥浆，灌浆应采用锚索中的灌浆管施灌，灌浆管应伸至锚固端顶面，灌浆必须自下而上连续进行，灌浆压力为0.5 Mpa～0.7Mpa，闭浆压力为0.3 MPa～0.4MPa。
内锚段灌浆：灌浆应在锚索入孔后及时进行，灌浆前要用比重计核对浆液配比，灌浆过程中要及时做好全面记录，并取样。首先对内锚段进浆管、排气管压风，通畅则开始灌浆，灌浆量达到理论灌浆量（去出管路占浆），锚索孔口观测人员向排所管内吹气，能吹动则证明未灌至设计位置，吹气变化到吹不动时则证明灌浆已灌至设计位置，停止灌浆，过5min后再次检测浆液是否下降，下降则补浆，未下降则内锚段灌浆结束。灌浆结束后将灌浆管拔出清洗干净重复利用，将排气管拔出50cm并压气将管内浆液排净，用作张拉段灌浆管。
6钢锚墩及混凝土锚墩施工质量控制
6.1钢锚墩施工质量控制
钢锚墩采用40cm×40cm方形钢板，厚度4cm，钢板与Ф25插筋焊接在一起，钢锚墩找平层为M50砂浆，施工完毕后，钢锚墩喷C30混凝土覆盖，喷护混凝土完成后及时洒水养护。
6.2混凝土锚墩施工质量控制
内锚段灌浆结束后即可进行锚头垫座砼浇注，在立模前先按设计要求开挖、清理岩石面，使其表面清洁，然后按图施工安装孔口管与锚垫板，埋设螺旋筋、钢筋网，架立模板验收后浇筑砼。
预埋前，首先用手风钻按模板设计图打预埋插筋孔，保证孔口管与锚垫板埋设准确、牢固，再埋设螺旋筋及钢筋网；钢筋网片加工时，可首先焊三面，余下一面立模时，再行绑扎或焊接。
锚墩及锚索梁采用C30砼，为了缩短工期，采用的C40混凝土、C50混凝土，具体配合比及外加剂掺量按中心实验室提供的配合比执行。
锚头垫座砼浇筑视生产情况采用机械拌合或人工拌合，人工配合溜槽、吊车、塔吊入仓，φ50插入式振捣器振捣密实，收仓后及时养护。
7张拉段注浆质量控制
张拉段灌浆前，须用风水冲洗孔壁后，用风将孔内余水冲干，再开始灌浆，封孔灌浆、结束标准、并浆时间等要求与内锚段相同。前期排气管做为张拉段灌浆管，现场施工以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆管路、注浆设备清洗干净，同时准确、完整、清晰地做好注浆记录。
8 锚索张拉质量控制
张拉是预应力锚索施工的关键程序，张拉的工序为：机具率定→分级理论伸长值计算→垫座混凝土检查→张拉机具安装→预紧→分级张拉 超张拉→锁定→签证。
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张拉完成经监理验收合格后，填写《预应力锚索张拉质量检查评定表》，依据张拉表显示的读数并量测出千斤顶油缸伸长值，联合进水口高边坡锚索张拉伸长值均在设计范围之内，满足设计要求。
9封锚质量控制
1）待锚索张拉段灌浆完毕后，从锚具外端量起50mm以外钢绞线用砂轮切割机截去。
2）锚索锚头利用C25混凝土保护（采用P.O.42.5普硅水泥）
10 质量控制重点
内锚固段灌浆是否密实有效，是直接决定张拉是否成功的关键环节，应重点控制浆液的拌制及灌浆压力的调节。该工程施工中共检测浆液比重330次，均在1.98以上，水泥净浆试件28天抗压强度均满足设计要求。同时严格控制灌浆结束标准，即满足并浆压力0.3MPa、并浆时间30min，孔内不再吃浆，且实际进浆量>理论进浆量、回浆比重>进浆比重等标准。
张拉是预应力锚索施工施工重要环节，施工时应按技术要求分级张拉，全过程严格监控，并对应做好详实细致的原始记录。经量测记录，每一级荷载稳压时变形量均达到了规定要求。
11总结、结束语
预应力锚索施工技术性较强，属于隐蔽工程，工序多，且多为交叉作业，过程控制非常重要，在阿尔塔什水电站右岸高边坡预应力锚索施工中，将施工工序质量控制贯穿于施工全过程，加强对每一道工序的严格检查和关键点的精细管理，确保了优良的施工质量。通过对原各种原材料及每一道工序施工质量的严格控制，安装测力计、位移计对已施工的锚索应力损失、位移的监测，施工质量良好，边坡稳定，对施工期的安全及运行期的安全是可靠的。
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民生基建项目：由国家和企业共同投资。
作者简介：徐树梅（1979—），女，工程师，主要从事水利水电施工技术、质量管理工作。E-mail：563640880@qq.com。