水电站大坝预应力锚索施工方案.docx
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水电站大坝预应力锚索施工方案
水电站大坝预应力锚索施工方案
1.1概述
本标段预应力锚索用于拱坝坝体、坝趾以及闸墩、门机轨道梁等部位的混凝土结构加强。
预应力锚索安装吨位分别为500kN、2000kN、2500kN、3000kN、3500kN、4000kN、4500kN和6000kN，索体长度为13.2～80m。
本标段锚索工程量及参数参见表10-1。
表10-1本标段锚索参数及工程量表
序号
锚索部位
类型
规格
单位
工程量
备注
1
坝体抗震
岩石锚索
4000kN级无粘结锚索
L=30m
kN.m
600000
5根
L=40m
kN.m
800000
5根
6000kN级无粘结锚索
L=30m
kN.m
2700000
15根
L=40m
kN.m
3600000
15根
2
闸墩
2000kN级锚索
L=17m
kN.m
612000
18根
2500kN级锚索
L=15.2m
kN.m
1596000
42根
L=17.8m
kN.m
267000
6根
3500kN级锚索
L=70m
kN.m
6860000
28根
L=80m
kN.m
3920000
14根
4500kN级锚索
L=75m
kN.m
35775000
106根
2000kN级无粘结监测锚索
L=17m
kN.m
102000
3根
2500kN级无粘结监测锚索
17.8m
kN.m
44500
1根
3500kN级无粘结监测锚索
L=70m
kN.m
980000
4根
L=80m
kN.m
560000
2根
4500kN级无粘结监测锚索
L=75m
kN.m
675000
2根
3
门机轨道大梁
500kN级锚索
L=13.2m
kN.m
448800
68根
4
坝趾贴脚
2500kN级粘结锚索
L=50m
kN.m
5000000
40根，平均长，暂列项
4000kN级粘结锚索
L=60m
kN.m
15360000
64根
6000kN级粘结锚索
L=50m
kN.m
6000000
20根
L=60m
kN.m
12960000
36根
2500kN级无粘结监测锚索
L=50m
kN.m
500000
4根，平均长，暂列项
4000kN级无粘结监测锚索
L=60m
kN.m
960000
4根，平均长
6000kN级无粘结监测锚索
L=50m
kN.m
1200000
4根，平均长
合计
506根
1.2锚索施工的特点、难点及对策
本标段锚索类型多、多为深孔大吨位、工程量大；与坝体混凝土浇筑、金结安装施工衔接紧密；施工作业面狭小，局部施工部位运输手段单一，场内交通不便；采用了真空灌浆新技术，施工工艺质量要求高。
为此，须组织精干的专业化施工队伍，进行科学管理，并采取立体交叉作业。
1.2.1工程特点及难点
（1）锚索类型多、吨位级别高、工程量大
本标段闸墩结构锚索最大设计张拉力为4500kN，单根锚索最长达80m，为国内外之最，坝体抗震及坝趾锚索吨位达6000kN级，在岩锚中也不多见。
（2）施工部位狭窄、起吊手段单一、安装布置困难
抗震锚索在基础廊道内施工，施工部位狭窄，穿索难度大；闸墩部位距地高达237m，仅有缆机作为起吊手段，如何合理利用缆机，减少缆机占用时间成为本工程的难点。
（3）技术难度大、质量要求高
本标段作业区距地最大高度237米且为悬空作业。
采用的锚索吨位级别较多，特别是孔深80m的大吨位超长环型预应力锚索，如何在高空安全、有效顺利穿索以及真空灌浆施工确保质量和进度，对专业化施工工艺，提出了更高的要求。
（4）安全、文明施工要求高
闸墩锚索在高处悬空作业，安全防护特别重要，除了作好一般防护措施外，还必须做好雨季防雷击、漏电、火灾等重大灾害的安全防范措施及废料污染等环保措施。
1.2.2施工措施及对策
（1）组织精干高效的项目领导班子，配备经验丰富的施工人员，建立严格的项目施工管理制度。
（2）针对闸墩的形体结构设计专用锚索钢结构工作平台、穿索装置，提高高空穿索安全系数和减少缆机占用时间。
（3）优化施工方案，合理安排施工工艺参数；作好施工前的技术交底、施工中的监督控制及施工后的检查总结，发现问题及时处理。
抓好工序衔接，减少施工干扰，减少缆机占用时间，避免质量、安全等方面意外事故的发生。
（4）在岩锚施工设备选型上，采用扭矩大、重量轻、可拆性好的钻机，尽量减小高空作业和不良地质地段造孔难度；采用成熟的高精度钻孔施工技术及锚索施工经验，确保施工质量，保证施工工期。
（5）现场施工临时设施，生产、生活用房采用集装箱式拆迁结构，分散布设统一管理，通讯联络采用大功率无线对讲系统。
（6）加强现场安全文明施工的投入和控制，采取切实有效措施，保障施工现场具有良好形象。
1.3施工布置
（1）施工临时设施
布置预应力锚索车间900m2，占地面积1000m2，布置在左岸上游存碴场。
（2）施工用风、水、电
岩石锚索施工采用VHP750型中高风压移动式柴油空压机，布置在施工部位附近直接供风。
施工用水、用电：
从总布置的水电管线系统就近搭接。
（3）灌浆及拌和站布置
锚索施工的灌浆及拌和系统均布置在施工现场，并随施工部位的变化而转移。
闸墩锚索施工的制浆站布置由左岸坝肩集中拱浆楼提供，闸墩工作面布置储浆桶和灌浆系统；抗震锚索、坝趾锚索及预应力梁锚索施工的制浆站在作业面就近布置；锚索灌浆采用NJ600高速制浆机制浆、JJS200型浆液搅拌桶配合SNS型拖行式高压灌浆泵或SK-3真空泵灌注。
（4）闸墩施工平台布置
闸墩锚索施工平台采用钢结构制作，平台内布置5t卷扬机一台用以牵引锚索。
钢结构施工平台用缆机吊至闸墩顶部，与闸墩预埋件采用焊接形式连接。
施工平台设置安全护栏并围设安全网以满足高空安全作业的要求。
1.4锚索施工程序
1.4.1施工原则
锚索施工随混凝土浇筑穿插进行，尽量利用现场条件完成大吨位锚索穿索工作。
1.4.2坝体抗震锚索施工流程
见图10-1。
1.4.3坝趾锚索施工流程
见图10-2。
1.4.4闸墩锚索施工流程
见图10-3。
1.4.5预应力梁锚索施工流程
见图10-4。
1.5锚索施工工艺流程
预应力锚索包括岩石预应力锚索和混凝土结构预应力锚索，岩石预应力锚索施工工艺流程见图10-5，混凝土结构预应力锚索施工工艺流程见图10-6。
施工准备
锚索安装
锚固段灌浆
锚墩混凝土浇筑
张拉锚固
封孔回填灌浆
钢绞线检查下料
钻机就位固定
钢绞线运输
钻孔（预埋锚索管道）
锚索制作
孔道验收
附件加工
浆材制作
混凝土拌制
补偿张拉
锚头保护
图10-5岩石预应力锚索施工工艺流程图
1.6锚索施工
1.6.1检验、试验
本标段锚索施工前，须对进场的各种原材料、计量仪器、机具、配合比等按照设计文件规定及监理人的指示进行检验试验、标定，对各种锚固体系的施工工艺进行现场试验，各项指标合格并经监理批准后才能进行施工。
各种检验及试验项目见表10-2。
表10-2锚索施工检验试验项目表
序号
检验试验项目
检验试验地点
备注
一
材料检验试验
1
钢绞线力学性能试验
合格的试验室外协
15.24mm、1860Mpa、低松弛
2
锚具硬度检验
合格的试验室外协
《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000
3
水泥强度试验
现场试验室
GB200《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》
4
水泥安定性试验
现场试验室
5
水质化学分析
现场试验室
6
外加剂化学成分分析
现场试验室
GB8076-1997《混凝土外加剂》
7
浆材、混凝土配合比试验
现场试验室
按施工图纸要求的强度及水灰比
8
浆材、混凝土试块强度检验
现场试验室
二
仪器设备的检验标定
1
张拉设备的配套标定
合格的试验室外协
每六个月强制标定一次
2
测力计张拉设备配套标定
合格的试验室外协
按相应锚索吨位标定
3
测量仪器精度校验
合格的计量单位外协
4
测斜仪精度校验
合格的计量单位外协
1.6.2主要施工技术方案
本标段锚索工程施工技术方案见表10-3。
表10-3锚索施工技术方案表
项目名称
主要施工方案
坝体抗震无粘结锚索施工
在坝体混凝土浇筑前，搭设承重脚手架，形成作业平台进行钻孔施工、穿索、预埋管道、内锚段灌浆，待混凝土达到要求强度后，在廊道内进行张拉、张拉段灌浆等施工，此方案可克服在廊道内穿索困难的问题。
坝趾岩石锚索施工
坝趾贴脚混凝土浇筑前预埋锚孔，坝趾混凝土完成后，搭设承重脚手架（或直接利用贴脚混凝土平台），形成作业平台进行施工。
采用YG80A型钻机钻孔。
垂直运输：
采用贴坡提升架（卷扬机牵引）；岩石边坡采用DHY型3吨电动环链提升机。
锚索孔施工中，采用多点照相及电视测斜仪进行锚索孔道围岩地质探测及孔道测斜。
闸墩锚索施工
在金属结构加工车间加工“U”型钢管，闸墩混凝土浇筑前进行预埋、拼装，待闸墩混凝土达到一定强度时，将自制钢结构锚索施工作业平台用缆机吊至工作面，形成作业平台进行施工。
在预应力锚索加工车间内将下料好的钢绞线卷绕在专用的锚索穿索转盘上，用缆机将钢绞线连同转盘一并吊至锚索施工平台，采用5t卷扬机牵引拉索。
锚索灌浆浆液由左岸坝肩制浆站提供，闸墩顶部处布置储浆桶、灌浆泵和真空泵施灌。
预应力梁锚索施工
在预制场进行锚索施工。
预应力梁浇筑前预埋HDPE波纹管，梁的混凝土强度达到设计值时，采用YCW100千斤顶张拉，灌浆采用NJ600L高速制浆机、2SNS灌浆泵和SK－3真空泵施灌。
说明：
（1）钻孔设备的选择：
YG80钻机，重量轻、可拆性好、扭矩大、钻进能力强，还可配置跟套管钻进，适用于本工程复杂地质条件下的大孔径深孔钻进；如工作风压10kgf/cm2以上，最高钻效可达6m/h。
（2）本标段坝体高度堪称世界之最，大吨位锚索施工，其索体重量大，施工设备移位转场频繁，必须优化工艺，合理利用缆机，减少缆机占用时间。
（3）本标段岩石边坡坡高，大吨位锚索孔施工，其施工设备重量大，移位转场频繁，利用DHY型3吨电动环链提升机作为高排架上大型设备及材料的垂直运输手段，其提升系统结构简单、安拆快捷方便，可快速形成现场施工条件。
1.6.3岩石预应力锚索施工
（1）施工主材
钢绞线：
锚索分别由粘结钢绞线和无粘结钢绞线集束组成，监测锚索使用无粘结式防腐型锚索。
张拉力分别为2500kN、4000kN和6000kN级的预应力锚索，拟分别采用15根、26根和39根钢绞线集束。
钢绞线采用符合国标GB/T5224-2003规定的高强低松弛钢绞线。
钢绞线级别拟选用极限抗拉强度为1860Mpa，公称直径为15.24mm，公称面积为140mm2。
预应力钢绞线采用“无焊头级别”线材。
水泥：
水泥主要用于孔道灌浆、垫座。
水泥标号选用不低于PO42.5级的中热硅酸盐水泥。
锚具：
水锚具拟用夹片式自锚体系。
锚具分别拟用型号为OVM15-15、OVM15-26、、OVM15-39或符合技术指标的其它锚具。
（2）主要施工机具
钻机：
拟选用YG80A型潜孔钻机造孔。
钻机所用钻杆均为专利产品——双壁钻杆（专利授权公告号：
2295845），该钻杆在钻进过程中可沿钻杆壁内一周小孔施加一定压力的水至孔底
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