泄洪底孔弧门预应力锚杆的安装技术浅谈

泄洪底孔弧门预应力锚杆的安装技术浅谈

席秀林

中国葛洲坝集团机电建设有限公司 四川成都  610047

【摘要】：常用的预应力锚杆有机械胀壳预应力锚杆、树脂预应力锚杆、水泥药卷预应力锚杆。目前国内以及国际水利枢纽、航运船闸、电站在建设过程中均不同程度及专业上使用到了预应力锚杆，而预应力锚杆在泄洪底孔弧形闸门的运用中又起到了代表性的作用。

【关键词】：底孔弧门；预应力锚杆；安装

引言

泄洪底孔弧形闸门的主要功能是通过该闸门的启闭使上游水位下降或满足其他要求而进行排水的作用，与实现该功能运行相关设备及部件的安装可分为三大部分：底孔埋件的安装、弧门的安装和液压启闭机的安装。预应力锚杆在底孔埋件和弧门安装中均占据着重要地位。

一、预应力锚杆的安装方法

根据土建单位混凝土浇筑顺序和吊装布置方案，底孔的预应力锚杆安装可以采用分节吊装，先进行锚杆套管整体吊装再进行螺杆穿装和面板安装的方法，若底孔有两孔的话，另一侧可以采用整体装配完成后再进行吊装的安装方法，预应力锚杆各部分组成参见图1。

吊装前根据测量放样点、基准线位置在预应力锚杆一期埋件位置焊接定位、限位支撑，吊装就位后通过在局部位置架设千斤顶或手拉葫芦方式对安装位置精度再次进行调整，达到设计要求对整体进行焊接加固，两种吊装方法的具体工艺流程参见图2。

图1 预应力锚杆吊装单元

图2 预应力锚杆吊装单元及安装顺序

二、预应力锚杆的吊装定位加固

预应力锚杆安装前需将锚杆套管安装倾斜轴线，定位基准点，基准线测放至侧边钢衬上，根据钢衬上基准点、线的位置，在一期埋件上焊接定位及限位支撑以控制锚杆套管的倾斜角度和就位位置，详细吊装固定方法参见图3。

图3 预应力锚杆吊装固定方法

三、预应力锚杆安装技术要求

（1）测量放样

安装前按设计图纸将测量基准线、点（孔口中心线、弧门支铰中心点、高程基准点）测放至附近便于观察测量的地方，并经复检合格方可使用。根据测量基准线，基准点将预应力锚杆套管的安装控制点放样至侧边钢衬上，安装使用的基准控制点、线除了能控制各安装部位构件的安装尺寸及精度外、还应能控制预应力锚杆总体尺寸和安装精度。

（2）预应力锚杆套管与螺杆安装

锚杆套管与螺杆穿装完成后对螺杆螺母进行拧紧控制螺杆伸出螺母外部距离，并在螺杆和套管之间注入润滑脂。

套管整体安装主要控制项目为：套管距侧边钢衬的距离，套管整体倾斜角度，套管底部高程，套管底部距弧门支铰中心的水平距离。

表1 套管安装允许偏差

（3）预应力锚杆面板安装

锚杆面板吊装就位后在套管和面板筋板之间焊接调整装置，用以控制面板安装位置，调整装置结构形式参见图3。

预应力锚杆面板安装主要控制项目为：面板中心高程，面板倾斜角度，面板中心距弧门支铰中心水平距离。

表2 面板安装允许偏差

（4）其它安装注意事项

预应力锚杆吊装前，对各部分杆件的基本尺寸进行检查，套管整体组装后检查各套管之间的间距是否满足设计图纸要求。现场拼装完成后需对各螺杆间距，伸出面板长度逐一进行检查，各项检查结果符合设计及规范要求后方可移交。

构件现场堆放时应用垫木支平垫稳保护构件表面防腐层，吊装时应有防碰撞措施和保护表面涂层的措施。

安装完成后需及时浇筑混凝土，并注意安装位置的保护，避免发生强烈碰撞，混凝土浇筑完成后需对螺杆间距、外漏长度，面板角度和平面度进行复检并记录各项测量结果，为后续钢梁配合安装提供数据依据。

因预应力锚杆与钢衬锚筋存在干涉，此部位钢衬锚筋应在预应力锚杆安装后根据现场实际情况及时补装。

四、预应力锚杆张拉施工

（1）施工工器具及设备

预应力锚杆需在该部位混凝土基础强度达到要求，钢梁配合安装后进行锚杆张拉施工，以保证锚杆与钢梁之间的连接要求，弧门支铰与钢梁的连接螺杆张拉施工与此施工方法相同不在单独说明。锚杆的张拉施工采用千斤顶配套张拉支架进行施工，张拉设备机具详见表3。

表3 锚杆张拉施工所需设备

预应力张拉设备应具备有效的标定报告，以确保施工时预应力施加符合设计要求。

张拉工装组件构成及尺寸规格参见图4：

图4 锚杆张拉设备规格参数

（2）张拉施工工艺流程

锚杆的张拉施工顺序按照由靠近支铰中心侧锚杆逐步向外侧锚杆延伸的方向进行张拉，张拉采用对称张拉方法，即以支铰中心对称的两锚杆为一组同时进行张拉的方式，直至全部完成，详细流程参见图5，张拉顺序参见图6。

图5 张拉施工工艺流程

图6 预应力锚杆张拉顺序

（3）锚杆张拉施工操作步骤

1. 其次对预应力锚杆端部外漏螺纹进行清理，使螺纹处无杂物或混凝土残渣；
2. 将张拉杆与张拉头连接，组装件与锚杆端部螺纹连接，连接长度不小于30mm；
3. 将六方套筒从张拉杆件顶端穿入，使六方套筒与锚固螺母咬合；
4. 摆放张拉支架，使张拉杆件能从张拉支架面板的中心孔穿出，便于安装千斤顶，张拉支架应可靠摆放；
5. 安装千斤顶并在张拉杆件安装锁母，固定千斤顶；
6. 开启油泵加荷至设计力值，同时采用锁紧链钳带动六方套筒锁紧锚固螺母；
7. 卸除载荷，千斤顶回油复位，依次拆除张拉工装，按相同步骤进行其他锚杆的张拉作业。

（4）锚杆张拉施工技术要求

1. 预应力高强锚杆张拉作业应在达到混凝土龄期或者混凝土强度达到设计强度的90%且混凝土龄期不少于7天时，方可张拉作业；
2. 预应力高强锚杆张拉控制应力应根据设计要求及施工规范的要求，且张拉采用单端单支张拉；

结语

水电站建造过程中土建施工较为频繁的使用到了预应力锚杆技术，而金属结构的预应力锚杆施工涉及到交叉作业，在预应力锚杆弧形闸门、人字门的运用中较为普遍，提高预应力锚杆的安装质量、施工进度，能提升建设工程中的整体利益。

参考文献

【1】张农，高明仕.煤巷高强预应力锚杆支护技术与应用． 《 CNKI;WanFang 》 ，2004

【2】康红普，姜铁明，高富强.预应力锚杆支护参数的设计． 《 CNKI;WanFang 》 ， 2008

【3】李忠，朱彦鹏. 框架预应力锚杆边坡支护结构稳定性计算方法及其应用． 《 CNKI;WanFang 》， 2005

【4】郑雨天，朱浮声. 预应力锚杆体系—锚杆支护技术发展的新阶段．《 采矿与安全工程学报 》 ， 1995

【5】何思明，李新坡. 预应力锚杆作用机制研究．《 岩石力学与工程学报 》 ， 2006.