漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿千斤頂張拉技術(shù)應(yīng)用

徐鈺輝，郭建峰

(1.浙江華東工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310000；2.中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

1 工程概況

廣東梅州抽水蓄能電站裝機(jī)容量2 400 MW，共裝設(shè)8臺發(fā)電機(jī)組。其中I期4臺機(jī)組，地下主廠房洞室開挖總長度為176.25 m，廠房內(nèi)采用巖壁吊車梁，巖壁吊車梁以上開挖跨度28.30 m，以下為26.50 m，廠房最大開挖高度為58.370 m，主廠房預(yù)應(yīng)力支護(hù)主要采用漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿。

電站I期工程在主廠房安裝中空錨桿Φ32 mm×9 m共計1 537根，張拉應(yīng)力100 kN，設(shè)計布置測力計監(jiān)測預(yù)應(yīng)力變化。圖1漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿安裝示意圖。

圖1 漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿安裝構(gòu)造示意圖

2 漲殼式中空錨桿的工程特點(diǎn)

漲殼式中空錨桿隱含的經(jīng)濟(jì)效益是普通砂漿錨桿所無可比擬的，配用高強(qiáng)度快速安裝扭矩螺母和球形托盤，不存在力學(xué)弱面，具有承載強(qiáng)度高、錨固可靠、伸長率好、適合快速安裝施工等特點(diǎn)。

漲殼式中空錨桿能在錨桿全長注漿錨固，并能在支護(hù)后立刻供應(yīng)必然的支護(hù)抗力，按捺圍巖的松動和變形，保持圍巖力學(xué)性質(zhì)，形成承載結(jié)構(gòu)，提高圍巖的整體穩(wěn)定性，充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力，實現(xiàn)長期圍巖穩(wěn)定。特別是桿體四周具有足夠而平均的維護(hù)層厚度，大大加強(qiáng)了錨桿的經(jīng)久性。

3 生產(chǎn)工藝性試驗張拉設(shè)備確定

生產(chǎn)工藝試驗共5根，試驗時在孔口墊板安裝完成后錨索測力計安裝前，需將錨桿漲殼打開使其與孔壁充分咬合，具體做法為在墊板外側(cè)先安裝一個螺母并通過扳手緊固該螺母直至觀察錨桿不會向外移動為止，然后取下螺母再安裝錨索測力計，錨索測力計安裝時應(yīng)保證錨索測力計盡量與錨桿同軸線，在錨索測力計外側(cè)再安裝一塊直徑250 mm墊板，在墊板外側(cè)安裝緊固螺母，為保證錨索測力計讀數(shù)準(zhǔn)確，先利用人工通過扳手緊固該螺母使錨索測力計受力并讀取初始值。

3.1 采用TGK型扭力扳手張拉法

錨頭與桿體連接→錨桿插入孔內(nèi)→安裝墊板→安裝張拉螺母→漲殼打開→取下螺母→安裝錨索測力計→安裝墊板→安裝張拉螺母→略微施加預(yù)應(yīng)力使錨索測力計讀取初始值→繼續(xù)采用扭力扳手通過人工張拉，其預(yù)應(yīng)力最大只能達(dá)到50 kN（張拉后）。

實施效果：在用扭力扳手張拉中空錨桿的過程中，隨張拉力增加，張拉螺母和墊板之間摩擦力隨之增加，當(dāng)摩擦力增加至一定程度的時候，采用扭力扳手通過人工張拉變得比較困難，且預(yù)應(yīng)力也不再有較大提高，未能達(dá)到張拉100 kN設(shè)計值。

3.2 采用RCH-603型千斤頂張拉法

錨頭與桿體連接→錨桿插入孔內(nèi)→安裝墊板→安裝張拉螺母→漲殼打開→取下螺母→安裝錨索測力計→安裝墊板→安裝張拉螺母→安裝液壓千斤頂→略微施加預(yù)應(yīng)力使錨索測力計讀取初始值→繼續(xù)加壓使液壓千斤頂壓力表讀數(shù)達(dá)到18 MPa。張拉方法見圖2：

圖2 張拉方法示意圖

實施效果：改用液壓千斤頂張拉中空錨桿，當(dāng)液壓千斤頂壓力表讀數(shù)達(dá)到18 MPa時，錨索測力計讀數(shù)可達(dá)到111 kN，在張拉后，錨索測力計讀數(shù)為102 kN，能達(dá)到設(shè)計張拉值，但鎖定后存在較大的應(yīng)力損失，發(fā)現(xiàn)墊板出現(xiàn)變形。

通過錨索測力計發(fā)現(xiàn)中空錨桿張拉完畢鎖定后，應(yīng)力損失比例較大，采取以下措施：

（1）嚴(yán)格控制中空錨桿桿體與巖面垂直以及孔口砂漿找平質(zhì)量。

（2）采取將墊板6 mm×150 mm×150 mm（Q235）的設(shè)計規(guī)格尺寸，調(diào)整為10 mm×150 mm×150 mm（Q235），墊板未出現(xiàn)變形。

（3）適當(dāng)加大超張拉力。

（4）人工扭緊鎖定螺母時采用加長桿的扳手。

最終鎖定后預(yù)應(yīng)力均能達(dá)到100 kN設(shè)計值。

4 預(yù)應(yīng)力張拉鎖定損失監(jiān)測驗證

在梅州抽水蓄能電站廠房下游邊墻CZ0+060.250～CZ0+083.250樁號范圍內(nèi)選取了5根中空錨桿進(jìn)行監(jiān)測，使用千斤頂進(jìn)行張拉，通過錨索測力計監(jiān)測張拉后錨桿預(yù)應(yīng)力數(shù)據(jù)，測得的預(yù)應(yīng)力數(shù)值如表1所示，張拉鎖定后錨桿預(yù)應(yīng)力滿足設(shè)計要求。

表1 中空錨桿張拉荷載監(jiān)測表

5 結(jié)束語

梅州抽水蓄能電站的漲殼式中空錨桿全部采用千斤頂進(jìn)行張拉的施工方法，每一根漲殼式中空錨桿的預(yù)應(yīng)力均能達(dá)到100 kN設(shè)計值，取得了良好的效果，確保了施工質(zhì)量與工程安全；希望采用千斤頂張拉漲殼式中空錨桿的施工方法，也能為今后進(jìn)行類似工程施工的同行提供有益的借鑒經(jīng)驗。