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闸墩预应力锚索施工方案中国水利水电第十四工程局银盘项目经理部二OO九年一月二十二日一.概述泄2#～4#和泄6#～8#坝段表孔弧门支臂支铰大梁采用预应力锚索固定，主锚索呈放射状分布，同时锚墩部位设置次锚索。预应力锚索中除9#闸墩纵向围堰坝段一侧最底部两束次锚索为先预埋锚索后张拉施工的固定端锚具，其余均采用后安装锚索后张拉的张拉端锚具。锚索主要工程量表项目长度（m）锚索数量（束）施工预应力（t）永存张拉吨位（t）总数量（束）总重（t）备注中墩边墩主锚索（19-7φ5）301812354.930024067206个中墩，1个边墩261812次锚索（12-7φ5）11.315/224.132001051135.57.9/15锚索预埋件主锚索预埋管φ100合计6720m次锚索预埋管φ85合计1136m加固型钢84t二.施工布置2.1施工场地布置锚索施工场地主要为索体制作加工、材料堆施及机具摆放等施工场地。施工机具堆放及锚索编制场地布置在6#～9#坝段下游护坦，钢排架制作在上游EL190平台制作。锚索制作平台采用φ48钢管搭设(护坦砼表面铺设3cm木板防护)，制索平台宽1.2m，长30m。2.2施工风、水、电布置1、施工供电：利用现有供电系统接引至工作面。2、施工供水：利用现有供水系统接引至工作面。3、施工供风：本项目工程施工用风主要为插筋打孔施工，采用小型移动式空气压机供风。2.3材料供应本工程使用水泥、外加剂、钢筋等主材由业主统供，砼由左岸拌合楼供应，锚索加工等材料自购。2.4主要材料要求1、钢绞线：预应力锚索采用GB/T5224标准生产的1860级7φ5高强度低松弛预应力钢绞线。其主要指标如下：（1）公称直径：15.24mm；（2）公称面积：140mm2；（3）公称抗拉强度：1860N/mm2；（4）延伸率：≥3.5%；（5）最大松驰率：2.5%2、水泥：灌浆及锚头保护混凝土采用强度等级42.5的中热硅酸盐水泥，其质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175）的规定，预留孔口回填采用C35混凝土。3、外加剂：在配置锚索灌浆液时，外加剂质量应符合《水工混凝土外加剂技术规程》（DL/T5100）的规定，具体用量根据配合比试验确定。4、预应力锚索外锚头的垫板、锚板、夹片等材料的性能应符合国家关于钢材质量的规定，锚头上设有灌浆孔，各种部件材质的力学强度应达到其极限抗拉强度95%以上，预应力锚具的性能和质量应符合GB/T14370等标准的有关规定。5、预埋管宜采用钢管，臂厚宜为3mm,预应力主锚索预埋管内径φ100，次锚索预埋管内径φ85，钢管内臂光滑，应采用缩接管连接，在与锚板连接处50cm范围宜采用金属波纹管连接。钢管应逐节作外观检验，对明显锈蚀、缺损或合缝脱节者均不得使用。三.锚索预埋管施工3.1概述泄洪坝段2#～4#及6#～9#闸墩EL201m以上布置240束300t级主锚索和105束200t级次锚索，锚索孔分别采用φ100和φ85预埋钢管形成。由于预埋钢管长度长，强度低，精度要求高，利用自身强度无法满足精度要求。所以，为保证此预埋管的施工质量和进度，我部拟定锚索预埋钢管采用钢排架加固。3.2钢排架布置钢排架布置如图《闸墩锚索钢结构支撑布置图》1/7~4/7所示，钢结构排架布置在EL.201.6高程的混凝土面上，考虑到加工场地和运输条件等的限制，钢结构排架按照混凝土浇筑分层分三块制作安装，即首先制作安装EL.201.6m~EL206.0m闸墩内的钢结构排架，同时加固好锚索预埋管，待本层混凝土浇筑至EL203.8m后，再按照相同的程序制作安装好EL206.0m~EL210.75m闸墩上游钢排架并加固锚索管，待砼浇筑至EL206.0m安装EL206m~EL214.74m闸墩下游钢排架并加固锚索管。3.3钢结构排架制安高程EL201.6~210.75和高程EL206.0~EL214.74主锚索钢排架和次锚索钢排架均在EL190平台制作，具体分块原则及制作详图见《闸墩锚索钢结构支撑布置图》2/7、6/7，制作完成后，根据施工进度采用MQ1260门机吊装到闸墩上拼接；钢排架中用于固定锚索管的[12槽钢在安装锚索预埋管时直接现场焊接。钢结构排架制作尺寸详见图《闸墩锚索钢结构支撑布置图》3/7、4/7。钢架安装的原则如下：1.钢架立柱必须保证平面位置准确且与水平面垂直；2.钢架高程允许根据混凝土面实际高程调整，但柱底必须焊接牢固可靠；3.其他纵横梁系结构以及剪刀撑在现场安装过程中，允许根据现场施工条件将焊接点的位置适当移动。3.4锚索管安装钢结构排架安装完成后，利用钢排架作为支撑安装锚索管。锚索管支撑杆件安装见图《闸墩锚索钢结构支撑布置图》5/7所示。为保证钢管精度，安装锚索管时，由测量专工现场测量控制进行加固。锚索管接头要求采用直螺纹套筒或双面断焊连接，以便保证相同轴度。3.5次锚索管施工次锚索安装在柱锚索锚墩部位，该部位空间小，钢筋密集，主锚索管也集中在这个部位，不便在现场制作，直接在EL190平台整体制作后吊装到施工部位，详见图《闸墩锚索钢结构支撑布置图》6/7。3.6材料计划加固所需材料如下表：编号材料型号及名称重量（t）备注116工字钢22.10热轧轻型2[12槽钢56.32热轧轻型3[10槽钢3.43热轧轻型4∠50×50角钢1.535φ25插筋0.56焊接钢板0.14厚3mm总量84未计损耗四、锚索施工方案4.1施工程序预应力锚索施工工艺流程，如图。锚索施工工艺流程框图锚索组装切割下料钢铰线材料检验搭设锚索编制厂棚回填灌浆浆液制备永久防护架设主锚索管道架设次锚索管道锚索安装分层浇筑混凝土张拉与监测张拉设备检校分层浇筑混凝土4.2锚具、锚索管安装将锚具垫板与孔道埋管一同埋入闸墩混凝土内，位置、方向应按设计图纸安装，锚具垫板端面应垂直于锚索轴线，孔道埋管轴线应保持直线不能有任何弯折，管道偏离中心线最大误差不得大于2cm；锚具垫板与孔道埋管以及孔道埋管之间的连接应结合紧密，避免漏浆堵塞孔道，埋管应保证同心减少磨损阻力，且便于穿索。为了保证锚索管安装精度，同时为了保证锚索管在混凝土浇筑过程中不移位、不破坏，本工程主锚索管采用内径100mm钢管，次锚索管采用内径85mm钢管，导管在加工厂下料、打磨管口，在现场拼装，对倾角、高差较大导管进行了多次拼装、预埋；导管采用套筒连接，以保证同轴度，导管拼装过程中采取了测量放样→拼装→校核→调整→再校核→验收合格后焊接固定的质量保证程序，确保了导管的预埋精度。浇筑闸墩混凝土时不得碰撞孔道埋管，如有碰撞要检查复位。在混凝土初凝前，将棉纱绑在钢筋和长塑料绳中间，采用拉据式插拭道，检查孔道是否漏浆，若发现漏浆，应及时用高压水冲洗孔道，然后用棉纱擦净，再用高压风吹干。4.3锚索张拉锚索安装就位后，应及时张拉锚固，从就位到张拉锚固一般不得超过7天，以避免锚索在孔道中锈蚀。4.3.1张拉准备1）、张拉前，对拟投入使用的张拉千斤顶和压力表进行标定并绘制出油表压力与千斤顶张拉力的关系曲线图，以供张拉时操作使用。2）、安装锚具及千斤顶，连接液压系统，仔细检查各系统的运行情况，确保无误后方可开始进行张拉。3）、锚索张拉为高空做业，操做平台的临空面必须设置防护拦杆，确保施工人员的操做安全。4.3.2张拉顺序：先次锚索，后主锚索；张拉孔位顺序：先中间后两侧，逐步扩散，对称均衡进行。4.3.3锚索张拉施工流程：安装测力计→安装工作锚具及夹片→使用小型千斤顶将钢铰线逐根张拉绷直→安装限位板→安装主锚索或次锚索千斤顶→安装工具锚及夹片→张拉→锁定→注浆封孔做永久防锈→切除工作锚以上超长部分钢铰线→浇筑二期混凝土。4.3.4锚索张拉①待闸墩混凝土强度达到30Mpa以上后即可对锚索进行张拉。②采取一端张拉，另一端用锚具固定。主锚索无法实现两端张拉。③张拉顺序为：先张拉次锚索，后张拉主锚索。首先张拉起监测作用的试验锚索，试验监测锚索束的数量及位置由监理工程师确定，试验锚索张拉时，记录压力传感器的读数、张拉千斤顶的压力表读数以及在不同张拉力下的钢铰线伸长值，张拉时应有监理工程师在现场旁站监理，以监测试验锚索的资料指导一般锚索的施工。中墩主锚索张拉顺序见图1边墩主锚索张拉顺序见图2中墩、边墩次锚索张拉顺序见图3④预紧张拉为保证锚索在张拉过程中，各根钢铰线均匀受力，在正式张拉之前，首先使用YDC240Q小型千斤顶对钢铰线逐根进行预张拉使之绷直，各根钢铰线的预张拉力均为30KN。⑤整体张拉张拉时分阶段增加荷载，增载不宜过快，增载速率每分钟不超过设计应力值的10%为宜，当达到每一级控制力后稳定5min即可进行下一级张拉，达最后一级张拉控制力后，稳压10min，即可锁定，稳压期间油泵应保持工作状态。主锚索拉力分级为：逐根预紧→1500KN→2000KN→2500KN→3000KN→3550KN（超载锁定,最终由生产性试验确定）；次锚索拉力分级为：逐根预紧→1000KN→1500KN→2000KN→2240KN（超载锁定）。锚索的张拉力以安装在油泵上的压力表指示的中值为准，在张拉过程中的每级拉力下持荷稳定时，量测一次钢铰线的伸长值，以用于校核张拉力，实际量测的钢铰线的伸长值须与理论计算的伸长值基本相符，当实际量测的伸长值大于理论计算值的10%或小于理论计算值的5%时，应暂停张拉，待查明原因并采取相应措施，予以调整后方可恢复张拉，计算钢铰线伸长值的理论算术式如下：锚索锁定后48h后，若发现预应力损失大于设计张拉值的10%，应进行补偿张拉。认真填写张拉记录，锚索施工全部完成后，施工单位应向监理工程师提交必须的验收资料。4.4锚索灌浆张拉验收后应及时进行孔道灌浆处理。灌浆水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆标号为M35（7d）,灌浆采用水泥浓浆灌注，水泥浆水灰比为0.35~0.4：1，不含硫化物及氯化物等对钢绞线有害的物质，具体配比及外加剂掺量应通过试验确定，试验成果应报监理工程师批准。灌浆时应从闸墩预留孔内的锚头端（低端）进浆，在锚块上的锚头端（高端）排气管上安装压力表，采用有压循环灌浆法，开始灌浆时，敞开排气管，以排出气体、水和稀浆，回浓浆时逐步关闭排气阀，当回浆压力达到0.3~0.4mPa，再屏浆30min，即可结束灌浆。当夏季施工时，宜在早上或傍晚灌浆，避免在温度高于32度灌浆，冬季施工时，宜在中午灌浆，避免在温度低于5度时工作。4.5锚头保护1、锚索张拉锁定完毕后，卸下工具锚及千斤顶后，从工作锚具外端量起，留60mm钢绞线，其余部分用砂轮切割机截去，锚头作永久的防锈处理。2、二期砼浇筑之前，应将锚具、钢绞线外露头、钢垫板表面水泥浆等清理干净。将一、二期砼结合面凿毛，涂刷一道环氧基液。锚块上预留孔内的二期混凝聚力土为一级配C35，预留孔闸墩表面参照《乌江银盘水电站常规混凝土缺陷处理技术措施要求》中要求采用环氧基液或环氧砂浆修补平整。五、施工进度安排1、作业人员进场2009年1月1日；2、施工准备：2009年1月1日～2009年2月1日；3、预埋管安装：2009年2月10日~2009年12月30日;4、锚索张拉阶段：2009年6月20日～2010年1月21日；5、锚索施工结束：2010年1月21日。六、质量保证措施1、按照监理工程师批准的预应力锚索施工方案要求和有关设计图纸、文件等对实验作业人员逐层进行技术交底，并在实验中认真执行上述文件，严格检查。2、严格按质量体系文件要求，对所有施工人员进行培训，达到要求后方可持证上岗。对各道工序进行跟踪检查、检验，及时清楚质量隐患。3、预应力锚索生产性实验中严格执行内部“三级质量检查”及监理终检签证制度。上道工序不合格，下道工序不得施工。4、建立严格的原始记录和技术文件管理制度。认真及时收集实验中产生的各类的记录资料，做到实验资料整理与实验进度同步进行。5、建立主要实验项目质量控制点。七、安全文明施工措施7.1安全技术措施（1）建立强有力的安全保证体系，各级生产机构配齐专职安全员，实行岗位责任制，明确分工，责任到人；（2）安全生产的再教育，进一步提高全员的安全生产意识。增强全员主人翁的责