浅论水利水电工程预应力锚固施工技术

2022-09-11

1、预应力锚固技术

所谓的预应力锚固, 实际上来讲是通过改变岩石本身的受力性, 然后对其施加一定的力。它可以在物体进行变性以前, 对其合理的施加力, 在这个阶段中, 锚固能够传递一定的力, 这个特点是其他的方法都不具有的, 也是该方法最为独特的一个特点。它会因为方式的差异而使得结构形成差异。它有两个主要的类型, 分别是锚束和锚孔。要将锚头放到孔隙以外的区域之中, 此时能够将力锁定, 锚束具有接洽锚头的意义, 处在此类支撑力的状态之中, 能够保证岩石具有非常好的受力特点。其在加固建筑方面有着非常显著的作用, 可以确保建筑体具有良好的品质。

2、水利水电工程预应力锚固施工技术分析

2.1、前期准备工作

在工作开展之前, 要按照成套的模式对设备进行标定。在运行这些设备的时候要切实的结合相关的要求来开展, 在搭设建设场地的时候要保证其安全性好。在开展钻孔活动以前, 测绘工作者要认真的分析图纸内容, 做好放孔工作, 而且要认真的加以标注。

2.2、测试声波

根据施工具体材料分析, 声波测试值需超过3000m/s。因此在完成开孔和清孔作业后, 需通过声波的方式对孔内锚固段进行测试。如平均波速值在3000m/s以上, 则可进行下一阶段作业。如与该规定不符, 则可通过固结灌浆方法进行施工。完成此项工程2d后, 应沿着原有孔位通过同级钻头进行准确扫孔, 随后再选取高压风管作业孔道清理工作, 并进行声波测试, 只有确保其测试值在3000m/s以上才可结束。

2.3、固结灌浆

如果该水利工程锚索位置具有极差的岩性, 需严格遵循设计规定, 选取固结灌浆的方式有效处理未通过声波测试的锚索岩体, 也就是利用空口管封闭孔。因上仰孔为锚索孔的主要类型, 可选取双管法进行施工。

2.4、锚索制作和安装

(1) 制作过程严格按照预应力锚索施工规范制作, 并根据现场施工情况进行了改进。 (2) 隔离支架内锚段由原来的1.5m安装一个改为1m安装一个。 (3) 为使锚索进孔后钢绞线不与地面接触和过早生锈, 在锚索外部增加二层土工布;为防止下锚过程划破止浆袋, 并且使用了双层材料。 (4) 内锚段灌浆使用的止浆包, 由原来1m一个改为50cm一个, 其主要是防止在下锚过程中第一个止浆袋被划破后绕浆到张拉段。

2.5、内锚段灌浆

(1) 灌浆过程严格按照电站预应力锚索施工技术要求, 灌浆压力为0.3~0.5MPa压力达到设计压力且吸浆量小于1L/min时进行闭浆, 闭浆时间30min。 (2) 因内锚段处于不完整基岩面 (新鲜岩面) , 灌入量较大, 前期灌注在采用了限压限流等措施后平均单耗仍在5000kg/m左右;经试验后期改进了灌注方式, 在单孔灌入量单耗达到1000kg m后停止灌注, 再使用高压风冲洗一次注浆管和回气管 (严禁使用清水冲洗) , 以确保待凝8小时后灌浆管路通畅;如果灌浆管一次堵塞可使用回气管灌入, 使用此方法后, 大大节省了灌入量, 单耗约3000kg/m。

2.6、浇筑锚墩

在钢筋笼、钢垫板制作与安装前, 需将锚墩的准确位置找出。为避免不稳定问题出现在钢筋笼施工中, 应保证钢筋网所有轴线必须重合孔轴线, 且将一定锚杆设置到锚墩基底位置。孔口浮渣在清理后, 可在孔口管上面焊接一定导向管, 并在锚墩顶部位置焊接锚垫板。为确保二次注浆工作快速进行, 可在导向管中间位置设置注浆管、排气管, 确保有效联通2管和孔内, 并将锚墩引出。除此之外, 还需做好一定模板工作, 确保其刚度、强度等能够与施工要求相符。在浇筑混凝土前期, 应保证模板施工质量。

2.7、锚索张拉

待注浆体及框格梁混凝土达到设计强度要求后方可进行锚索张拉, 先对单根钢绞线进行预紧, 以使锚索各钢绞线受力均匀, 再用标定过的张拉设备将所有钢绞线一起整体张拉至张拉荷载时锁定 (超张拉75%) 。后序张拉虽超出设计范围但仍能达到100%合格的要求, 为后期山体提供了安全保障。锚索整体张拉吨位为90KN, 在这之前对锚索的张拉采取相应的分级张拉模式, 按照设计应力的50%、75%、100%、125%、150%、163%、175%分级进行, 张拉千斤顶的轴线必须与锚索轴线一致, 锚环、夹片和锚索体张拉部分不得有泥沙、锈蚀层或其它污物。预紧时单根钢绞线拉力为15KN, 稳定5min再隔时分级施加荷载, 达到最后一级张拉力后稳定20min, 便进行锁定。

2.8、封锚

完成锚索灌浆一天后, 可浇筑锚墩。为避免导向管内钢绞线被损害, 降低张拉施工质量, 需对钢绞线进行补注灌浆, 通过水泥浆进行稳固。随后将多出的钢绞线去除, 锚具外预留长度则需控制在15cm左右, 选取黄油将裸露在外面的钢绞线进行涂抹, 且选取PE套管做好包裹工作, 密封可选取混凝土材料。且将直径为12mm的构造筋焊接设置到锚垫板上方, 通过混凝土 (10cm厚度) 进行浇筑, 其形状以锚墩为主。

3、预应力锚固施工技术的发展趋势

3.1、复杂地质条件下的高效、高精度成孔技术

近年来在我国的水利水电建设工程过程中, 涉及了到大量的地质灾害防治、不良地质基础加固等岩土锚固工程。在这些工程的实施过程中, 往往会遇到在坚硬、破碎、松散、软弱、渗水等复杂地层进行钻孔的问题。如果采用常规的钻进工艺难以保证钻孔效率和质量, 主要表现为钻孔速度慢、风水易漏失、卡钻塌孔等孔道事故频发、孔道弯曲偏差大等, 给锚索孔的成孔工作造成极大的困难。有时甚至使工程施工难以进展。

面对这种情况, 目前常规的处理方式为:对围岩采用超前固结灌浆、孔道分段固壁灌浆、螺旋钻进 (用于软弱土层) 、跟套管钻进、加装钻杆扶正器纠偏等措施。这些措施的实施, 无疑将使工程施工变得繁杂浩大, 施工周期增长, 工程造价难以控制。如小湾水电站缆机基础以上边坡堆积体的加固处理、雅砻江锦屏一级水电站左岸坝肩1885m高程以上边坡的加固处理等。

3.2、预应力锚杆体限量注浆技术

一般情况下, 对预应力锚杆进行注浆的目的, 一是形成能够提供有效锚固抗力的锚固体, 二是对锚杆体进行防护, 以提高其耐久性, 三是一定压力的注浆可以使浆液渗入地层, 起到固结地层, 提高地层承载力的作用。因此, 单从锚固作用机理而言, 对预应力锚杆进行注浆的过程中, 在浆液压缩比一定的情况下, 由于地质原因产生的大于锚索孔道理论体积1.2~1.5倍的任何形式的超灌浆都是不必要的。大量的工程施工实例显示, 由于非施工技术原因造成的单孔锚杆注浆漏失量所形成的成本, 高于几倍、十几倍单孔锚杆的造价, 这将使预应力锚杆的实施变得很不经济。

事实上预应力锚杆体的限量注浆问题, 并不是单纯的锚杆注浆施工工艺的问题, 它涉及到被加固体的地质勘测、地质缺陷的早期处理、所采用的预应力锚杆体的结构型式以及注浆工艺选择等一系列的相关技术问题。实践证明, 在复杂的地质情况下, 即使采用了低流动性的浓浆灌注、间歇注浆、添加速凝剂注浆、添加细骨料注浆等措施, 有时仍然不能解决大漏量的问题, 反而增加了施工的难度。有关方面已在研究相应的对策, 如在锚杆体的内锚固段顶部安装定位止浆环, 采用二次灌浆工艺, 先灌注处于完整岩层的内锚固段, 使预应力锚杆体能够尽快提供锚固力, 满足被加固体适时支护的要求;同时在锚索自由段杆体包裹土工布, 使回填灌浆的浆液仅仅滞留在土工布包裹形成的腔体内, 而不致漏失。但这种方式在实际应用中, (特别是深孔大吨位锚索) 土工布包裹索体入孔异常困难。同时由于其杆体摩阻的增加, 使得所形成的腔体变得并不可靠。

结束语

水利水电项目的存在能够在很大程度上为国家的发展贡献力量。同时它们还为广大的群众开展生产以及日常生活带来极大的便利。最近几年我们国家在水利水电项目建设方面获取了很大的成就, 不过也存在一些问题, 比如施工技术方面就存在一些欠缺。当前我们国家在该领域的主要工作就是积极的开展技术创新, 提升项目的建设品质, 强化技术研究力度, 更好的为国家的发展贡献力量。

摘要：预应力锚固技术经过多年的发展, 俨然成为一项十分优秀的技术。在以后的工作中还会继续的优化。通过平时的工作我们得知, 在众多的技术中, 预应力技术凭借其自身的独特优点, 在很多的行业中有着非常强大的竞争水平。随着经济和科技的高速发展, 我们坚信该项技术一定可以不断的优化发展, 进而更好的为国家的发展贡献力量。鉴于此, 本文主要分析水利水电工程预应力锚固施工技术。

关键词：水利水电工程,预应力锚固,施工技术